Слой доступности данных: критическая инфраструктура, обеспечивающая масштабируемость блокчейна

Блокчейн-экосистема сталкивается с фундаментальным парадоксом: по мере ускорения внедрения масштабируемость становится все более сложной задачей. Bitcoin и Ethereum, когда-то славившиеся своей децентрализацией, теперь борются с перегрузками и непомерными комиссиями за газ. Появление решений Layer-2, особенно Rollups, предложило многообещающий путь вперёд. Однако за этой инновацией скрывается менее известный, но незаменимый компонент — слой доступности данных (DAL), который служит технологической основой, позволяющей этим масштабируемым решениям эффективно функционировать.

Понимание слоя доступности данных: больше, чем просто хранилище

Слой доступности данных функционирует как нервная система блокчейн-инфраструктуры. В то время как традиционные блокчейн-сети требуют, чтобы полные узлы скачивали и проверяли целые блоки, DAL вводит парадигму сдвига. Он обеспечивает, чтобы транзакционные данные не просто хранились где-то в сети, а оставались постоянно доступными, проверяемыми и устойчивыми к цензуре.

Можно представить это так: в традиционном блокчейне доступность данных гарантируется через избыточность — каждый узел хранит полную копию. DAL переосмысливает это, позволяя лёгким клиентам и валидаторам подтверждать доступность и возможность получения данных без скачивания всего блока. Этот фундаментальный сдвиг решает проблему хранения, которая давно мешает масштабируемости блокчейнов.

Безопасность в этом контексте имеет огромное значение. Гарантируя доступность данных, DAL сохраняет доверие к блокчейн-сетям без необходимости доверия к третьим лицам. Участники могут независимо проверять транзакции и оспаривать недействительные, исключая необходимость в центральных органах и сохраняя целостность, ради которой создавались криптовалюты.

Почему слой доступности данных важен для Rollups

Rollups стали наиболее практическим решением Layer-2 для масштабирования Ethereum и других сетей. Они работают, объединяя несколько транзакций в один пакет, значительно уменьшая нагрузку на цепочку. Однако их эффективность полностью зависит от гарантий доступности данных.

Два основных архитектурных подхода Rollup по-разному зависят от DAL:

Zero-Knowledge Rollups (ZK Rollups) используют криптографические доказательства для проверки оффчейн-транзакций перед их отправкой в основную цепь. Для этого необходимо, чтобы исходные данные транзакций оставались доступными для проверки.

Optimistic Rollups предполагают, что транзакции по умолчанию действительны, с механизмом доказательства мошенничества для оспариваемых транзакций. Эта модель требует полной прозрачности данных транзакций.

В обоих случаях слой доступности данных обеспечивает доступ к информации о транзакциях, её проверку и восстановление при необходимости. Эта симбиотическая связь превращает Rollups из теоретической концепции в практическое решение для масштабирования.

Преобразующие преимущества

Улучшенная безопасность: Гарантируя доступность и проверяемость данных транзакций, DAL укрепляет безопасность Rollup, делая их надежным инструментом для крупных инвестиций и ежедневных операций.

Прорыв в масштабируемости: Позволяя Rollups обрабатывать значительно большие объемы транзакций без ущерба для безопасности, это напрямую решает проблему масштабируемости, которая мешала широкому внедрению блокчейнов.

Экономика операций: Снижение стоимости транзакций и ускорение обработки делают блокчейн-технологии доступными для более широких рынков, стимулируя рост экосистемы.

Улучшение пользовательского опыта: Слияние масштабируемости, безопасности и эффективности создает привлекательное предложение для конечных пользователей, стимулируя сетевые эффекты и органичное внедрение.

Ведущие решения в криптоэкосистеме доступности данных

Несколько проектов активно создают инфраструктурный слой, необходимый для надежной доступности данных:

Celestia: Инновации модульной архитектуры

Celestia представляет собой фундаментальное переосмысление архитектуры блокчейна через модульный подход. Разделяя основные функции — выполнение, консенсус и доступность данных — на отдельные слои, Celestia позволяет разработчикам создавать индивидуальные цепочки, ориентированные на конкретные приложения, при этом сохраняя гарантии безопасности.

Протокол использует кодирование с избыточностью и выборку данных, позволяя валидаторам подтверждать доступность данных, выбирая лишь часть каждого блока. Этот механизм значительно снижает вычислительные требования для участия, сохраняя криптографическую уверенность в доступности данных.

Токен TIA, являющийся нативным для Celestia, служит механизмом безопасности сети через Proof-of-Stake, покрывает транзакционные сборы и обеспечивает участие в управлении.

EigenDA: Высокопроизводимая масштабируемость для Ethereum

EigenDA — специализированная служба доступности данных, разработанная для высокопроизводительной децентрализованной работы с Ethereum Rollups. Интегрируя кодирование с избыточностью и KZG-обязательства, EigenDA достигает эффективного кодирования и получения данных.

Архитектура ориентирована на оптимизацию затрат — снижая требования к капиталу для стейкинга и операционные расходы за счет совместной безопасности. Внутренние тесты показали пропускную способность до 10 МБ/с, с планами масштабирования до 1 ГБ/с. Эти показатели делают EigenDA важным участником инфраструктуры масштабируемости Ethereum.

Avail: Интероперабельный слой данных

Avail выступает в роли базового слоя доступности данных, предназначенного для суверенных Rollups и приложений с минимальными довериями. Его технологический стек сочетает доказательства валидности, кодирование с избыточностью и полиномиальные обязательства для обеспечения мгновенной доступности данных.

Архитектура позволяет лёгким клиентам эффективно проверять доступность данных с помощью вероятностных методов выборки. Такой подход масштабирует затраты на проверку, делая их постоянными независимо от роста сети, что решает одну из ключевых проблем традиционных блокчейнов.

KYVE: Протокол валидации и передачи данных

KYVE — децентрализованная инфраструктура, обеспечивающая проверку данных, гарантию неизменности и беспрепятственный доступ к данным в слоях хранения и доступности. Протокол выступает в роли важного моста, соединяющего приложения с их предпочтительной инфраструктурой доступности данных.

Проект привлек значительную институциональную поддержку, что свидетельствует о его важности в экосистеме Web3. Токены KYVE обеспечивают безопасность сети через Proof-of-Stake и позволяют участвовать в управлении, влияя на развитие протокола.

Инициатива по предоставлению Data Rollups-as-a-Service (DRaaS) открывает возможности масштабирования и снижает операционную сложность для разработчиков и валидаторов.

NEAR DA: Экономичное интегрирование Ethereum

NEAR DA — важное развитие, обеспечивающее доступность данных для Ethereum Rollups. В рамках NEAR Open Web Stack это решение предлагает хранение calldata по значительно сниженной стоимости по сравнению с прямой публикацией в Ethereum — примерно в 8000 раз дешевле за late 2023.

Этот экономичный подход сохраняет стандарты безопасности Ethereum и позволяет масштабировать без существенных затрат, что особенно привлекательно для проектов, запускающих цепочки приложений или Layer-2 решения.

Storj: Децентрализованное облачное хранилище

Storj предоставляет децентрализованную платформу облачного хранения с использованием сквозного шифрования, шардирования файлов и кодирования с избыточностью. Сеть распределяет зашифрованные фрагменты файлов по глобально распределённым узлам, устраняя точки отказа и повышая конфиденциальность и безопасность данных.

Экономическая модель стимулирует операторов хранения (“фермеров”) micropayments, создавая устойчивую экосистему для децентрализованного хранения данных. Токены STORJ обеспечивают оплату между пользователями и участниками сети.

Filecoin: Децентрализованный рынок хранения

Filecoin создает пиринговую сеть хранения, где экономические стимулы обеспечивают надежное сохранение данных. Протокол использует доказательства репликации и доказательства времени хранения для криптографической проверки соблюдения обязательств поставщиков хранения.

Интеграция с IPFS создает дополнительно экосистему: IPFS занимается распределением по контенту, а Filecoin добавляет экономические стимулы для постоянного хранения. Это позволяет разработчикам создавать устойчивые распределённые приложения с гарантией сохранности данных.

Токены FIL выступают в роли валюты сети, вознаграждая майнеров за предоставление хранения и получение данных, а также обеспечивая безопасность сети.

Ключевые вызовы, требующие инноваций

Несмотря на потенциал решений по доступности данных, остаются значительные препятствия:

Экономика хранения: Расширение сети неизбежно увеличивает спрос на хранение данных, создавая узкие места и ценовые давления. Баланс между доступностью и экономической устойчивостью — постоянная задача.

Производительность сети: Эффективность доступности данных зависит от своевременного распространения по распределённым сетям. Ограничения пропускной способности и задержки могут негативно сказаться на скорости операций.

Масштабируемость проверки: Подтверждение целостности и подлинности огромных объемов данных требует значительных вычислительных ресурсов. По мере роста сети проверка может стать узким местом без постоянных технологических инноваций.

Межцепочечные операции: Рост числа независимых блокчейн-сетей требует решений по доступности данных, которые работают без сбоев во взаимодействии между цепочками. Поддержание целостности и доступности при межцепочечных операциях остается сложной задачей.

Баланс децентрализации и масштабируемости: Масштабирование доступности данных часто вступает в противоречие с обязательствами по децентрализации. Чрезмерная централизация подрывает доверительные свойства, лежащие в основе блокчейн-технологий.

Пути развития

Слияние решений по доступности данных и технологий Rollup знаменует собой важный поворотный момент для масштабируемости блокчейнов. Постоянные инновации — от улучшения алгоритмов сжатия до повышения межоперабельности — обещают открыть новые категории полезности и способствовать массовому внедрению.

Криптоэкосистема выигрывает от этого диверсифицированного подхода: множество проектов, реализующих разные архитектурные стратегии, повышают вероятность появления практических, масштабируемых решений для поддержки следующего поколения блокчейн-приложений.

При выборе инфраструктурных решений разработчикам важно понимать механизмы слоя доступности данных для принятия обоснованных архитектурных решений. Представленные выше проекты — лидеры рынка на сегодняшний день, хотя постоянные инновации гарантируют дальнейшее развитие ландшафта по мере зрелости технологий.