Guía de soluciones DA: Avail, Celestia, Ethereum, EigenDA, DAC

Escrito por Avail; Traducción: Golden Finance Cryptonaitive

En los últimos años, el enfoque en escalar las capacidades de ejecución ha traído una nueva ola de adopción a la capa 2. Al mismo tiempo, frente a los desafíos de crecimiento planteados por el espacio limitado en bloque y los altos costos, cada vez más jugadores reconocen que una capa de disponibilidad de datos escalable es fundamental para escalar cadenas de bloques de manera efectiva. Se han dado cuenta de que necesitan una capa base económica con espacio de bloque escalable que pueda admitir varios tipos de Rollups.

Avail y varios otros equipos están creando soluciones escalables de disponibilidad de datos desde cero, mientras que otros, como Ethereum, están tratando de aumentar la capacidad de disponibilidad de datos en las cadenas de bloques existentes. De cualquier manera, un hecho siempre está ahí. La capa base que los desarrolladores elijan hoy definirá su ventaja competitiva en los próximos años.

Avail es parte de un creciente ecosistema modular dedicado a aumentar la disponibilidad de datos en la cadena de bloques. Otras soluciones de DA, como Celestia y EigenDA, están haciendo un trabajo similar. Cada solución ha elegido un camino diferente en el camino hacia la escalabilidad de la cadena de bloques, incluido Ethereum, que actualmente está implementando Proto-Danksharding, también conocido como EIP-4844, como trampolín para lograr su objetivo a largo plazo de Danksharding integral.

Este artículo evaluará las ventajas y desventajas de cada solución. Destacaremos las diferentes opciones de diseño, y con el conocimiento que aporta esta comparativa, esperamos que los lectores encuentren la capa DA que mejor se adapte a ellos.

Antes de sumergirnos en cada categoría, vamos a dar un resumen:

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Seguridad de la red

Al considerar la capa base, la seguridad y la resiliencia de la red son las primeras cosas a tener en cuenta. Estos son los factores clave para comprobar la solidez de su red.

Mecanismo de consenso

En el mecanismo de consenso, existe un dilema básico entre la supervivencia y la seguridad. La supervivencia garantiza que las transacciones se procesen rápidamente y mantenga la red funcionando correctamente, mientras que la seguridad garantiza que las transacciones sean precisas y seguras. Los diferentes sistemas de blockchain encuentran la opción de equilibrio adecuada para sus casos de uso únicos.

Avail utiliza los mecanismos de consenso BABE y GRANDPA heredados del SDK de Polkadot. BABE, como motor de generación de bloques, prioriza la supervivencia coordinándose con los validadores para identificar nuevos generadores de bloques. GRANDPA como determinismo final, permite completar la certeza final de todos los bloques que conducen a un bloque particular al mismo tiempo cuando más de dos tercios de los validadores firman la cadena que contiene el bloque. Este libro mayor híbrido hace que Avail sea ciberresiliente y lo hace resistente a particiones de red transitorias y a un gran número de fallos de nodo.

Las opciones de diseño de Avail son similares a las utilizadas en Ethereum como Casper y LMD GHOST. LMD GHOST es el motor de generación de bloques de Ethereum, que se basa en la certeza final probabilística similar a BABE, mientras que Casper FFG, al igual que GRANDPA, proporciona garantías de certeza final.

La elección de diseño de Celestia fue usar Tendermint, lo que le permitió finalizar los bloques al mismo tiempo que se generaban. Sin embargo, la desventaja de esta elección es que la cadena puede detenerse cuando más de un tercio de sus operadores o validadores se caen. También es importante tener en cuenta que la finalidad del bloque no garantiza la disponibilidad de los datos. Un diseño a prueba de fraude como el de Celestia significa que los usuarios deben esperar las garantías de DA, incluso si el bloque ha logrado una certeza final inmediata.

La Junta de Disponibilidad de Datos, o DAC, es la entidad responsable de proporcionar o certificar la disponibilidad de datos. Utilizan firmas criptográficas para indicar que uno o la mayoría de los miembros del comité están de acuerdo en que los datos están disponibles. EigenDA es un DAC fuera de la cadena en el que los validadores de Ethereum pueden optar. Los miembros del DAC proporcionan pruebas de validación de contratos inteligentes y confían en un servicio externo independiente para la clasificación de datos.

Descentralización

Al considerar la seguridad de la red, hay dos factores clave a considerar: la cantidad total apostada y la distribución de esa participación. El grado de descentralización, es decir, la uniformidad de la distribución de la cantidad apostada, afecta directamente a la seguridad de la red. Teniendo en cuenta el coste de un posible ataque, este es un indicador de la seguridad de la red. Debido a que un adversario que intenta atacar la red necesita destruir más nodos para capturar el mismo staking, el ataque es más costoso si el stake se distribuye uniformemente entre un conjunto más grande de validadores.

Avail hereda la Prueba de Participación Nominada (NPoS) de Polkadot, lo que le permite admitir hasta 1,000 validadores. NPoS mitiga el riesgo de centralización debido a su distribución de staking a través de su método secuencial Phragmén, el método de elección de múltiples ganadores, con una distribución eficiente de recompensas.

Además, Avail es la única capa DA que puede muestrear de su red P2P Light Client sin depender de nodos completos para obtener datos en caso de una interrupción o cuello de botella de la red. Esta capacidad única distingue a Avail de todas las soluciones de disponibilidad de datos actuales y futuras, proporciona un sólido mecanismo de conmutación por error y mejora la resiliencia de la red de disponibilidad de datos de Avail.

! [bQ55EOrxKLi9t7hdoXANmRHdmgW2dPubzQe6dtuI.jpeg] (https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-40baef27dd-3d4adfd490-dd1a6f-69ad2a.webp “7116199”) Celestia utiliza Tendermint como su protocolo de consenso, y su conjunto de validadores es de hasta unos pocos cientos.

Aunque Ethereum en su conjunto ha alcanzado el estándar de oro en términos de seguridad, con más de 900.000 nodos validados, el nivel de distribución de la red no se refleja adecuadamente en términos de cantidad.

Por el contrario, un tablero de disponibilidad de datos suele constar de varios nodos responsables de confirmar la disponibilidad de los datos en la cadena de bloques.

Es importante tener en cuenta que el retaking no toma prestado el valor de Ethereum. Su seguridad depende de la cantidad total de Ethereum almacenada en su plataforma. En otras palabras, el retaking no hace ningún bien para su seguridad, excepto por el uso de una pequeña fracción del staking existente bloqueado en Ethereum.

Como DAC, EigenDA, basado en Ethereum, agrega firmas de sus nodos completos. Su prueba de validación de contrato inteligente no puede proporcionar un nivel similar de garantía de DA para el muestreo de disponibilidad de datos. El uso del retaking por parte de EigenLayer, que implica Ethereum bloqueado para respaldar su red, también ha generado críticas a los validadores multiplexados y al riesgo de sobrecargar el consenso de Ethereum.

Sobrecarga del entorno de ejecución

Las cadenas de bloques monolíticas con contratos inteligentes han introducido innovaciones revolucionarias en la última década. Sin embargo, incluso las tecnologías de vanguardia de la época, como Ethereum, donde la disponibilidad, la ejecución y la liquidación de datos se fusionaron en una sola, introdujeron importantes limitaciones de escalabilidad. Estas restricciones generaron el cambio de ejecución a la capa 2 fuera de la cadena e impulsaron el desarrollo de iniciativas de mejora como EIP-4844, también conocida como Proto-danksharding y Danksharding.

Los contratos inteligentes establecidos definen el estado y actúan como un puente para los rollups. En este enfoque, Ethereum actúa como autoridad para verificar la precisión de los rollups.

Avail divide la ejecución y la liquidación de la capa base y permite que los resúmenes publiquen datos directamente en Avail. El poder de este enfoque modular radica en el hecho de que los paquetes acumulativos construidos sobre él pueden verificar el estado mediante el uso de la red de clientes ligeros P2P de Avail y, si se utilizan para propagar la prueba de ejecución, tienen la flexibilidad de actualizar los paquetes acumulativos sin tener que depender de contratos inteligentes y capas base para definir el estado. Este nuevo enfoque ofrece a los desarrolladores una capa base que se puede escalar según sus necesidades, dándoles la opción de elegir cualquier capa de ejecución compatible en términos de liquidación.

Celestia adopta un enfoque similar al de Avail. La única diferencia es que sus clientes ligeros actualmente no pueden admitir la red en caso de que un nodo completo se caiga.

EigenDA tampoco tiene una capa de asentamiento fija.

Potencial de crecimiento

Además de la seguridad y la resiliencia de la capa DA, la capacidad de adaptarse a la creciente demanda de rollups y blockchains construidas sobre ella es fundamental para su éxito. Veamos algunas consideraciones clave.

Prueba de validez

Al hablar de la prueba de validez, es crucial comprender el equilibrio entre la prueba de fraude y la prueba de validez en la capa DA. La promesa KZG utilizada por Avail es un tipo de prueba de validez que se utiliza para garantizar la validez de DA, lo que reduce los requisitos de memoria, ancho de banda y almacenamiento, y proporciona simplicidad, lo que significa que el tamaño de la prueba es fijo y no se ve afectado por los grados polinómicos. Esto hace que KZG Promise sea perfecto para las cadenas de bloques basadas en conocimiento cero donde la eficiencia, la privacidad y la escalabilidad son fundamentales.

Además, en comparación con la prueba de fraude, los clientes ligeros de Avail pueden acceder rápidamente a los datos y muestrearlos, garantizar la codificación correcta de los bloques después de que se finalicen los nuevos bloques y proporcionar garantías de disponibilidad de datos sin esperar al final del período de desafío. La combinación de la promesa de KZG y el cliente ligero de Avail acelera el proceso de verificación en Avail, lo que permite que los rollups o las cadenas independientes construidas sobre él aprovechen su rápido proceso de verificación, proporcionando escalabilidad y flexibilidad para los diseños de blockchain en los próximos años. En comparación con Celestia y otros, este método de verificación es un factor clave que distingue a Avail.

Celestia utiliza una función hash segura que es mucho más rápida de generar de lo que promete KZG. Sin embargo, la desventaja de esta elección es que deben confiar en pruebas fraudulentas para confirmar la precisión de la codificación de borrado, lo que puede provocar posibles retrasos a la hora de garantizar la disponibilidad de los datos.

Los nodos ligeros de Celestia no pueden determinar si los datos están disponibles ni esperar a que se reciban pruebas de fraude pendientes. En otras palabras, debido al desafiante período de verificación optimista, el uso de pruebas fraudulentas reduce la capacidad de los nodos ligeros de la red para confirmar sin ambigüedades la disponibilidad de los datos posteriores al muestreo.

En cuanto a EigenDA, utiliza promesas de KZG y descarga solo una pequeña cantidad de datos en lugar de bloques completos, y emplea pruebas de validez. Su enfoque consiste en dividir los datos en fragmentos más pequeños mediante la codificación de borrado y requiere que los operadores descarguen y almacenen un solo bloque, que es una fracción del tamaño del blob en bloques completo.

En cuanto a Ethereum, aunque la versión actual no utiliza prueba de validez, se implementará EIP-4844 y Danksharding completo con prueba de validez.

Extensibilidad

El alto costo y las lentas restricciones de transacción en Ethereum han contribuido a la proliferación de L2. Se han convertido en la capa ejecutiva del futuro, impulsando el crecimiento de la demanda de espacio en bloque. Actualmente, se estima que el costo de publicar datos en Ethereum representa entre el 70% y el 90% del costo total de los rollups. La expansión del espacio de bloques resultará en costos adicionales para los validadores y las aplicaciones desarrolladas en Ethereum.

Las capas base como Avail y Celestia están diseñadas para resolver este problema. Están optimizados para la disponibilidad de datos con la capacidad de escalar dinámicamente tamaños de fragmentos. Al incorporar clientes ligeros con muestreo de disponibilidad de datos (DAS), tienen la capacidad de escalar el tamaño del fragmento de disponibilidad de datos en función de las demandas impuestas a la red. Esto significa que a medida que aumenta el espacio en bloque, las aplicaciones construidas en él no se ven afectadas, ya que los clientes ligeros de estas redes pueden ejecutar DAS sin tener que descargar todo el bloque. Esta capacidad única los diferencia de las cadenas de bloques monolíticas.

Con una capitalización de mercado de $ 191 mil millones, Ethereum tiene la comunidad más grande. Aunque los protocolos construidos sobre Ethereum disfrutan de los beneficios de las economías de escala, también se enfrentan a altos costos de transacción debido al espacio limitado de bloques de los últimos años. A medida que Rollup crece y el número de usuarios y transacciones alcanza su punto máximo, Rollup se ha convertido en la mejor opción para la ejecución. A medida que la tecnología blockchain se vuelve más popular, la demanda de espacio en bloque solo aumentará.

Si bien las DAC pueden escalar con un enfoque centralizado simplificado, algunos Rollups usan DAC como una medida temporal hasta que encuentren una solución de DA descentralizada.

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Muestreo de disponibilidad de datos

Tanto Avail como Celestia son compatibles con los clientes ligeros con el muestreo de disponibilidad de datos (DAS), lo que permite a los clientes ligeros proporcionar una seguridad que minimiza la confianza. Como se mencionó anteriormente, las principales diferencias son cómo se realiza la validación y cómo la red P2P de cliente ligero de Avail reemplaza los nodos completos para respaldar la red en caso de una interrupción o cuello de botella de la red.

Por el contrario, Ethereum después de EIP-4844 no estará equipado con DAS. Esto significa que sus clientes ligeros no tendrán esta función de seguridad mejorada y minimizada de confianza. Para complicar aún más las cosas, la solución DA de Ethereum es alojar su entorno de contratos inteligentes. Con el danksharding completo, DAS se usará para expandir el espacio de blobs, que se espera que se implemente en unos años.

La seguridad de EigenDA se basa en la confianza en un pequeño número de nodos completos u otras entidades, ya que carece de muestreo de disponibilidad de datos (DAS). La integridad del protocolo depende de que más de la mitad del comité sea honesto y de que al menos una entidad adicional tenga copias de los datos, similar a las construcciones optimistas. Aunque el enfoque de arbitraje dual mejora la seguridad en comparación con el arbitraje único, no cumple con el escenario ideal para la autenticación independiente por parte de DAS.

Costo

Ethereum es la solución más cara en términos de congestión y demanda. Incluso con EIP-4844, el costo de Ethereum sigue siendo alto porque solo puede aumentar el espacio de bloque de una sola vez. Los DAC son los más baratos, pero esto tiene el costo de un enfoque más centralizado.

Sin una capa de ejecución, Avail y Celestia podrán mantener bajos los costos operativos. También pueden hacer crecer fácilmente el espacio de bloques, lo que sin DAS, Ethereum actual no puede hacer

En cuanto a EigenDA, dijo que introduciría un modelo de costos flexible para tarifas variables y fijas, pero sus costos reales aún no se han anunciado.

Aspectos destacados del rendimiento

Ahora que hemos revisado el potencial de crecimiento, echaremos un vistazo al rendimiento de estas cadenas de bloques.

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Tiempo de bloqueo

Consulte la tabla anterior para obtener información sobre el tiempo que se tarda en producir cada bloque.

Medir el rendimiento de una cadena de bloques por el tiempo que se tarda en producir un bloque proporciona una visión limitada porque esta métrica solo toca un aspecto del proceso, desde la confirmación del bloque hasta la finalización de la verificación. Incluso con un mecanismo de consenso que proporcione una finalidad inmediata, la verificación de la DA puede llevar algún tiempo utilizando un método a prueba de fraude.

Ethereum utiliza Casper para finalizar bloques entre 64 y 95 ranuras, lo que significa que la certeza final de los bloques de Ethereum tarda entre 12 y 15 minutos.

EigenLayer no es una cadena de bloques, sino un conjunto de contratos inteligentes que se ejecutan en Ethereum. Esto significa que hereda el mismo tiempo determinista final que Ethereum. Por lo tanto, si un usuario envía una transacción a un rollup, el rollup debe reenviar los datos de la transacción a EigenLayer para demostrar que los datos están disponibles. Sin embargo, incluso si RollUp ha aceptado la transacción, la transacción solo se considerará completa después de que finalmente se confirme el bloque de Ethereum, lo que provoca retrasos. Se han debatido formas de proporcionar garantías de DA más rápidas mediante la adopción de medios criptoeconómicos.

Espacio de bloque

A medida que los rollups se conviertan en la futura capa de ejecución, la demanda de espacio en bloque seguirá aumentando. Las capas de DA como Avail y Celestia podrán adaptarse a la demanda porque tienen un diseño modular, mientras que el crecimiento del espacio de bloques de Ethereum será limitado. La red de prueba Kate de Avail ha configurado el tamaño del bloque en 2 MB, copiado y codificado a 4 MB mediante borrado. Avail es único en el sentido de que puede aumentar el tamaño del bloque utilizando técnicas eficientes de validación del lado del cliente. A través de puntos de referencia internos, Avail ha probado tamaños de bloque de hasta 128 MB sin dificultad. A medida que aumenta la demanda de espacio de bloque de DAS, Celestia también puede aumentar el tamaño del bloque.

EigenDA escalará el rendimiento mediante el desacoplamiento de DA y consenso, la codificación de borrado y la unidifusión directa. Sin embargo, esto se produce a costa de que los rollups construidos sobre ella no puedan heredar la resistencia a la censura de la capa base.

Resumen

Elegir una capa base fuerte para construir puede ser un desafío. Esperamos que este artículo ayude a los lectores a comprender mejor los pros y los contras de las diferentes opciones de diseño y a elegir la capa DA que más les convenga.