Розв'язання основної вузької частини блокчейну: як шар доступності даних забезпечує масштабування наступного покоління

Гонка за масштабування блокчейн-мереж привела до того, що розробники та архітектори переосмислюють базову інфраструктуру. У центрі цієї еволюції знаходиться рівень доступності даних (DAL) — критичний компонент, що визначає, чи зможуть ролапи справді виконати обіцянки щодо масштабованості. На відміну від яскравих цінових рухів або запуску нових токенів, розуміння архітектури блокчейну з рівнем доступності даних є необхідним для всіх, хто серйозно налаштований на технічне майбутнє Web3.

Відсутній елемент: чому рівень доступності даних важливіший, ніж здається

Bitcoin та Ethereum революціонізували фінанси, але їхні мережі на лінії стикаються з однією й тією ж проблемою: затори підвищують витрати та сповільнюють транзакції. Коли тисячі користувачів змагаються за місце у блоці, комісії за газ зростають, а пропускна здатність страждає. Рішення рівня 2, такі як ролапи, обіцяли вирішити цю проблему шляхом пакетної обробки транзакцій поза ланцюгом. Але ось у чому підступ — об’єднання транзакцій нічого не означає, якщо ніхто не може перевірити, чи дійсно існували ці дані.

Тут і з’являється рівень доступності даних. Уявіть його як гаранта, що стоїть за обіцянками ролапів. DAL забезпечує, щоб дані транзакцій були справді доступні, незалежно перевіряємими та стійкими до цензури. Це не просто додатковий функціонал; це основа, яка відрізняє легітимні ролапи від порожніх обіцянок.

Без DAL зловмисний послідовник може брехати про те, які транзакції відбулися, і ніхто не зможе довести протилежне. Зробивши інфраструктуру блокчейну для доступності даних міцною та децентралізованою, DAL усуває цю єдину точку відмови та відновлює безпечні властивості, які обіцяє блокчейн.

Два шляхи до масштабування: як ролапи використовують рівень доступності даних

Ролапи існують у двох основних варіантах, кожен по-своєму використовує DAL:

ZK-ролапи об’єднують транзакції з криптографічними доказами. Вони виконують транзакції поза ланцюгом, генерують нуль-знання, що доводять правильність, і потім подають мінімальний доказ в Ethereum. Рівень доступності даних тримає транзакційні дані доступними, щоб будь-хто міг перевірити, що обчислення виконано правильно — без довіри до послідовника.

Optimistic Rollups припускають, що транзакції є валідними за замовчуванням. Якщо хтось оскаржує транзакцію, ролап має змогу відтворити її на ланцюгу, використовуючи оригінальні дані. Це означає, що інфраструктура блокчейну для доступності даних повинна зберігати повну історію транзакцій.

Обидва підходи сходяться на одному: потрібен міцний, децентралізований рівень доступності даних, що робить шахрайство та цензуру економічно невигідними.

Провідні проєкти, що переосмислюють інфраструктуру доступності даних

Ринок DAL насичений серйозними гравцями, кожен із яких застосовує різні технічні підходи до вирішення однієї й тієї ж проблеми.

Celestia: модульний піонер

Celestia заслуговує на визнання за те, що зробила доступність даних пріоритетом першого рівня, а не додатковою функцією. Її модульна архітектура розділяє виконання, консенсус і доступність даних у незалежні компоненти. Це дозволяє розробникам запускати власні ланцюги, оптимізовані під конкретні випадки використання — ролапи не потрібно обирати між безпекою Ethereum і суверенною гнучкістю.

Технічна інновація Celestia полягає у доказах доступності даних, побудованих на кодуванні з втратою інформації. Замість того, щоб повністю завантажувати всі блоки, легкі клієнти вибірково зчитують випадкові частки даних. Якщо всі частки доступні, весь блок доступний із криптографічною впевненістю. Це значно зменшує пропускну здатність та витрати операторів вузлів.

Токен TIA забезпечує безпеку мережі через стейкінг, підтримує управління та покриває транзакційні збори на модульній платформі Celestia.

EigenDA: безпека на масштабі

EigenDA — це хитрий архітектурний хід: замість запуску нового блокчейну для доступності даних, чому б не використати існуючу безпеку Ethereum через повторний стейкінг?

EigenDA використовує EigenLayer, щоб дозволити валідаторам Ethereum обирати надання послуг доступності даних. Це приносить додаткові нагороди, зберігаючи гарантії безпеки Ethereum. Система поєднує кодування з втратою інформації та KZG-зобов’язання для ефективної перевірки даних. Попередні тести показали пропускну здатність 10 МБ/с, а дорожні карти орієнтовані на 1 ГБ/с — у багато разів швидше за альтернативи базового рівня.

Завдяки спільному використанню безпеки Ethereum, EigenDA швидко виходить на ринок і має надійні характеристики безпеки. Недолік — вищі капітальні витрати для учасників повторного стейкінгу порівняно з більш ефективними дизайнами DAL.

Avail: довіра мінімізована без кордонів

Avail виник у результаті досліджень Polygon у сфері універсальної інфраструктури доступності даних. Його дизайн орієнтований на взаємодію між ролапами, розглядаючи доступність даних як спільний публічний ресурс, а не ресурс, прив’язаний до конкретного ланцюга.

Технічний стек поєднує резервування даних, кодування з втратою інформації та векторні зобов’язання (зокрема KZG полінони). Це дозволяє здійснювати перевірку доступності даних у постійному часі — властивість, яка не погіршується з масштабуванням мережі. Партнерства з StarkWare демонструють прагнення Avail обслуговувати різноманітні екосистеми ролапів, а не бути прив’язаним до одного ланцюга.

KYVE: міст між даними екосистеми

KYVE має інший підхід: замість створення ще одного блокчейну для доступності даних, він створює протокол валідації та передачі, що працює з будь-яким сховищем. Уявіть KYVE як проміжне програмне забезпечення — воно може маршрутизувати дані через Arweave, Filecoin або спеціалізовані DAL-мережі.

Ця гнучкість приваблює сильну підтримку: NEAR Foundation, Solana Foundation, Coinbase Ventures і Mechanism Capital підтримують KYVE. Їхня пропозиція Data Rollups-as-a-Service (DRaaS) дозволяє розробникам підключати будь-яке сховище, яке підходить для їхнього випадку.

Токен KYVE ($KYVE) забезпечує безпеку мережі через Proof of Stake, сприяє управлінню та компенсує валідаторів за забезпечення цілісності даних.

NEAR DA: Ethereum-ролапи стають економічними

Децентралізований рівень доступності даних NEAR Foundation орієнтований на конкретний біль: Ethereum-ролапи платять величезні суми за публікацію calldata в ланцюгу. NEAR DA пропонує значне зниження витрат — зберігання 100 кБ даних коштує у 8 000 разів менше на NEAR, ніж на Ethereum станом на 2023 рік.

Це робить NEAR DA прагматичним вибором для розробників, які цінують економію коштів понад максимальну децентралізацію. Першими користувачами стали Madara (StarkNet на Rust), Caldera та Dymension RollApps. NEAR інтегрує DA з іншими інструментами, такими як FastAuth і децентралізовані фронтенд-бібліотеки, створюючи повний стек для розробників.

Storj та Filecoin: сховище та стимули

Хоча ці мережі не є виключно для доступності даних, вони відіграють підтримуючу роль у екосистемі DAL.

Storj розподіляє зашифровані файли по всій глобальній мережі вузлів. Шифрування від кінця до кінця, розбиття файлів і кодування з втратою інформації забезпечують безпеку даних. API, сумісний з S3, приваблює розробників, а модель оплати за використання тримає витрати передбачуваними. Оператори вузлів отримують мікроплатежі за зберігання та пропускну здатність.

Filecoin додає економічні стимули до IPFS, перетворюючи зберігання за адресою контенту у надійний ринок. Proof-of-Replication і Proof-of-Spacetime гарантують, що файли справді зберігаються та доступні. Токени FIL компенсують провайдерів сховища та покривають витрати користувачів на відновлення. Його масштабованість і сумісність з IPFS роблять Filecoin придатним для застосунків, що потребують довговічного, розподіленого зберігання у масштабі.

Реальні перешкоди: чому DAL ще не є повним рішенням

Попри всі обіцянки, рівень доступності даних стикається з серйозними технічними та економічними викликами:

Економіка зберігання залишається складною. З розширенням блокчейн-мереж зростає вартість зберігання історичних даних на тисячах вузлів. Рішення допомагають, але не усувають цю структуру витрат.

Затримки мережі створюють реальні обмеження. Доступність даних працює лише тоді, коли їх можна справді завантажити та перевірити у розумні терміни. Обмеження пропускної здатності та географічне розподілення створюють неминучі фізичні вузькі місця.

Складність перевірки погано масштабується. Перевірка того, що величезна кількість даних справді доступна, вимагає обчислювальних ресурсів. Зі зростанням обсягів даних це навантаження зростає, потенційно створюючи нові вузькі місця.

Міжланцюгова взаємодія залишається відкритою проблемою. Різні блокчейни повинні узгоджувати, що означає «доступні дані». Мости та стандарти ще розвиваються, і несумісності залишаються.

Децентралізація проти ефективності — справжній компроміс. Максимально децентралізовані дизайни DAL потребують більше пропускної здатності та обчислень, ніж централізовані альтернативи. Знаходження правильного балансу залишається предметом дискусій.

Шлях уперед: чому інфраструктура блокчейну для доступності даних важлива

Симбіоз між DAL і ролапами є справжнім прогресом у напрямку масштабованих блокчейн-систем. Зі зрілістю рішень для доступності даних, ролапи стають економічно життєздатними не лише теоретично, а й на практиці.

Майбутні покращення, ймовірно, зосереджуватимуться на покращенні стиснення даних, вдосконаленні доказових систем і підвищенні взаємодії між різними DAL-мережами. Ці досягнення не будуть яскравими, але стануть фундаментальними — вони дозволять мільйонам користувачів взаємодіяти з блокчейн-додатками за розумними витратами.

Рутинна інфраструктурна робота з розробки блокчейнів для доступності даних може не привертати уваги крипто-медіа, але саме тут відбувається справжня революція масштабованості. Проєкти, що працюють над DAL, не ставлять на карту вірусну популярність або меми — вони створюють інженерний каркас, що робить Web3 справді функціональним у масштабі.