Огляд рішень з доступності даних

В розширенні блокчейну Layer 2 (L2) одним з основних викликів, з якими стикається, є проблема доступності даних (DA), що стосується компромісу між безпекою та витратами. Наразі існують два різних рішення DA: на ланцюгу та поза ланцюгом.

Рішення на основі ланцюга: Proto-Danksharding

Рішення на основі блокчейн-технологій передбачає, що L2 продовжує використовувати Ethereum як шар DA і покладається на Ethereum для зниження витрат на доступність даних. Proto-Danksharding (EIP-4844) є рішенням Ethereum для зниження витрат на DA, яке вводить новий формат транзакцій під назвою Blob. Дані транзакцій, завантажені L2, будуть зберігатися у форматі Blob на рівні консенсусу Ethereum для надання L2 більш економічного вибору доступності даних.

Це означає, що Ethereum у майбутньому буде виконувати роль реального інформаційного щита, дані на якому будуть видалені через деякий час, L2 повинні самостійно зберігати всі резервні копії даних. Proto-Danksharding очікується, що буде запущено в оновленні Ethereum Cancun наприкінці цього року.

Позанавантажувальні рішення

Офлайн-рішення більше не використовують Ethereum як рівень доступності даних (DA), а шукають більш економічні способи отримання доступності даних. Залежно від рівня децентралізації та безпеки, офлайн-рішення можна поділити на чотири категорії:

Валідіум

Validium є високодецентралізованою схемою DA. У цій моделі дані транзакцій управляються централізованим оператором і публікуються поза ланцюгом. Хоча цей підхід може максимально захистити конфіденційність учасників угоди та знизити витрати на DA до мінімуму, він також має високі ризики. Якщо поза ланцюговий оператор зазнає збою або виявить недобросовісні дії, кошти користувачів можуть бути втрачені.

Комітет з доступності даних (DAC)

Щоб зменшити ризик одноточних збоїв, пов'язаних з використанням одного оператора, Validium зазвичай використовується разом з DAC. DAC подібний до консорціуму блокчейнів і складається з кількох довірених учасників. Ці учасники зберігають копії даних транзакцій і публікують дані у разі виникнення проблем у оператора, що полегшує користувачам вилучення коштів.

Витрати на експлуатацію DAC відносно низькі, але з точки зору безпеки, невеликі DAC (8-10 осіб ) все ще можуть бути піддані ризику викрадення приватних ключів або колективних зловмисних дій, що може призвести до замороження або крадіжки коштів на ланцюгу.

Воліція

Volition є гібридним режимом, який дозволяє користувачам самостійно обирати, чи дані окремої угоди публікуються в мережі чи поза нею. Наприклад, у деякому DEX, що використовує цей режим, користувачі можуть контролювати кілька рахунків, і коли необхідно провести угоду, вони можуть перевести активи на рахунок з даними поза мережею для частих і дешевих угод, а після завершення угоди знову перевести активи на рахунок з даними в мережі.

На відміну від простого Validium, Volition може успадкувати частину безпеки Ethereum.

Загальний DA план

Окрім рішень DA поза ланцюгом у контексті Ethereum, існує ще один клас універсальних рішень DA, які можуть забезпечити доступність даних не лише для L2 Ethereum, але й для багатьох інших ланцюгів та проектів. Ці рішення включають EigenDA, Celestia, Avail тощо.

Технічні реалізації універсальних DA рішень різні, але загальна ідея полягає в підвищенні безпеки доступності даних, щоб досягти безпеки рівня публічних блокчейнів. Вони мають свої власні вузли верифікації, виробників блоків та механізми консенсусу, але не мають функціональності смарт-контрактів.

Вступ до проекту DA

У розвитку модульних блокчейнів Ethereum майже займає 90% частки на рівні консенсусу та рівні розрахунків, а рівень виконання після запеклої конкуренції попередньо сформувався у форматі "чотирьох ніжок на підставці". А рівень доступності даних (DA) все ще знаходиться на початковій стадії, далі представлені кілька популярних проектів DA рівня:

Компанія StarkEx

StarkEx — це фреймворк, розроблений командою StarkWare, який пропонує рішення для масштабування для конкретних програм, а також забезпечує рішення для доступності даних. StarkEx має три моделі доступності даних: на ланцюгу, Validium і Volition. На відміну від чистого Validium, рішення Validium, запропоноване StarkEx, інтегрує DAC для підвищення безпеки.

На даний момент проекти, які використовують StarkEx для забезпечення доступності даних, включають dYdX v3, Immutable, Sorare, DeversiFi тощо.

zkPorter

zkPorter є офлайн DA рішенням, запропонованим командою розробників zkSync Matter Labs у квітні 2021 року. Це незалежний ланцюг, спеціально призначений для публікації даних транзакцій L2, який підтримує безпеку за допомогою механізму консенсусу PoS. Тримачі токенів zkSync можуть ставити токени, щоб стати охоронцями (Guardians) zkPorter для перевірки та підписання блоків.

Уявляється, що облікові записи на zkPorter можуть безперешкодно взаємодіяти з обліковими записами або контрактами на ZK Rollup (zkSync Era). З точки зору користувача, єдиною помітною відмінністю, ймовірно, буде те, що витрати на облікові записи zkPorter будуть значно нижчими.

Варто зазначити, що хоча zkPorter було запропоновано кілька років тому, наразі немає очевидних досягнень, а Matter Labs також не розкрила жодної інформації про тестову мережу zkPorter та прогрес у розробці.

EigenDA

EigenDA - це проект DA рівня, розроблений на базі EigenLayer. На відміну від універсальних DA проектів, таких як Celestia та Avail, EigenDA є проміжним програмним забезпеченням, не має власного механізму консенсусу, а його безпека забезпечується повторною ставкою валідаторів Ethereum через EigenLayer.

EigenDA є першим активним сервісом верифікації на EigenLayer (AVS). Повторні стейкери повторно ставлять ETH в EigenDA для виконання послуг верифікації даних та отримують винагороду, а покупці (L2) публікують дані в EigenDA, щоб отримати нижчі транзакційні витрати та вищий TPS.

Хоча EigenDA ще не запущений у тестовій мережі, вже кілька команд планують інтегрувати його в L2, такі як Mantle, Layer N, Offshore тощо.

Селестія

Celestia є універсальною DA публічною блокчейн-мережею, яка має свої власні вузли верифікації та механізм консенсусу PoS. Хоча вартість порівняно з іншими рішеннями DA поза мережею є вищою, але безпека значно підвищується.

Celestium – це ланцюг Ethereum L2, який використовує Celestia як шар DA і Ethereum як шар розрахунків та консенсусу. Спосіб, яким Celestium реалізує доступність даних, є таким:

1. Celestium підтвердить дані на Ethereum, але опублікує транзакційні дані на Celestia;
2. Вузли верифікації Celestia надсилають підписані докази доступності даних до контракту DA Bridge, розгорнутого в Ethereum, для перевірки та зберігання;
3. Контракти L2 на Ethereum можуть в будь-який момент отримувати доступ до цих даних.

Celestia завершила два раунди фінансування: 1,5 мільйона доларів у раунді посіву в березні 2021 року та 55 мільйонів доларів у другому раунді фінансування в жовтні 2022 року за участю кількох відомих венчурних капіталістів.

Останній анонс програми аеродропу від Celestia знову привернув увагу до модульних блокчейнів та сектору DA-слоїв. Згідно з офіційною інформацією, Celestia аеродропить TIA (рідний актив Celestia) 7579 розробникам та 576653 адресам на блокчейні.

Доступно

Avail спочатку був проектом Polygon Labs, заснованим у 2020 році для вирішення проблеми доступності даних. У березні цього року він вийшов з Polygon і тепер функціонує як незалежна публічна блокчейн-мережа DA, більше не обмежуючись Polygon або Ethereum.

Технічно, Avail є більш складним, ніж Celestia, основна мережа очікується в запуску в першому кварталі 2024 року, наразі доступна лише тестова мережа. Тестова мережа Avail вже перейшла до другого етапу, користувачі можуть брати участь різними способами:

1. Отримання токенів: користувачі можуть отримати токени тестової мережі AVL для вивчення функцій стейкінгу та номінування;
2. Розробка блокчейнів: користувачі можуть вільно розробляти модульні блокчейн-додатки або ланцюги, інтегровані з Avail;
3. Мережеві ролі: користувачі можуть обрати приєднатися до тестової мережі як валідатори або легкі клієнти, сприяючи процесу верифікації даних.

Avail наразі має тестову мережу з заохочувальною акцією "Clash of Nodes Challenges", але просте запускання вузлів не дозволяє отримати бали, потрібно подати заявку на статус Validator, щоб отримувати бали, але процес подачі заявок є досить складним. Звичайні користувачі на даний момент можуть чекати на публікацію нових завдань.

Підсумок та роздуми

Віталик у дорожній карті майбутнього Ethereum, представленій у 2022 році, чітко зазначив, що наступним етапом після The Merge буде The Surge, який зосередиться на подальшому зниженні витрат на публікацію даних для L2 через EIP-4844. Це означає, що Ethereum хоче відокремити лише виконавчий рівень, продовжуючи зберігати функції рівня DA, рівня розрахунків та рівня консенсусу.

Це також пояснює, чому автори пропозиції EIP-4844 та L2BEAT не прагнуть визнати проекти масштабування, які використовують рішення DA поза ланцюгом, як L2.

Після завершення офіційного оновлення Канкуна ці проекти офлайн DA (особливо DA публічна ланцюг) можуть безпосередньо зіткнутися з бізнес-конкуренцією з Ethereum. У цей момент ключовим питанням буде, як вони можуть підвищити свою конкурентоспроможність, окрім того, що пропонують нижчі витрати.

Celestia обрала цей момент для випуску токенів, щоб стимулювати розробників і активні адреси в мережі, можливо, також з метою зайняти позицію на ринку та залучити користувачів. Для користувачів буде цікаво, чи з'являться в майбутньому на рівні DA важливі проекти, подібні до Optimism та Arbitrum.