Понимание доступности данных в Блокчейн: почему это важнее, чем вы думаете

Основная проблема: почему Узлы не могут просто доверять

Каждый участник блокчейна сталкивается с фундаментальной проблемой: как проверить, что необходимые данные действительно существуют и доступны? Здесь на помощь приходит доступность данных (DA). В блокчейн-сетях доступность данных обеспечивает возможность всем участникам сети получать доступ и проверять информацию, хранящуюся в блокчейне — от деталей транзакций и данных блоков до состояния реестра.

Без надлежащих механизмов доступности данных узлы будут вынуждены загружать целые наборы данных, что становится непрактично для участников с ограниченными ресурсами. Вот почему в блокчейн-пространстве были разработаны специализированные решения для удовлетворения этой критической потребности в инфраструктуре.

Три основных решения, изменяющих инфраструктуру блокчейна

Уровни доступности данных: Создание специализированной инфраструктуры

Слои доступности данных (DALs) функционируют как специализированные решения для хранения данных, которые работают независимо от выполнения транзакций блокчейна. Разделяя хранение данных от вычислений, DALs упрощают операции сети.

Эти слои используют сложные техники, такие как кодирование с удалением и шардирование данных. Кодирование с удалением добавляет избыточность к данным, позволяя восстанавливать их даже в тех случаях, когда части становятся временно недоступными. Шардирование данных разбивает базы данных на меньшие, независимо обрабатываемые части — это важная инновация для управления растущими объемами данных.

Это разделение обязанностей позволяет сетям оптимизировать хранение данных, не жертвуя эффективностью выполнения.

Доступность данных: включение легкого участия

Вместо того чтобы требовать от каждого узла проверки целых наборов данных, выборка доступности данных (DAS) вводит вероятностную проверку. Узлы случайным образом выбирают небольшие фрагменты данных вместо загрузки всего.

Эта техника является преобразующей: узлы с ограниченными вычислительными ресурсами все равно могут участвовать в валидации сети. Проверяя репрезентативную выборку, узлы вероятностно подтверждают доступность полного набора данных. Если выборочные части доступны, вероятно, доступен и весь набор данных — элегантное решение проблемы ограничения ресурсов.

Комитеты доступности данных: группы доверенных валидаторов

Комитеты доступности данных (DACs) состоят из доверенных узлов, выбранных посредством децентрализованных процессов голосования. Эти группы проверяют, что транзакции и изменения состояния правильно хранятся и доступны всем участникам сети.

DAC являются особенно ценными в решениях второго уровня, таких как роллапы, где они управляют данными вычислений вне цепи. В шардерных блокчейнах DAC координируют доступность данных через распределенные шард, предотвращая создание информационных силосов, которые могут подорвать целостность сети.

Почему доступность данных является обязательной

Доступность данных непосредственно влияет на четыре критически важных функции блокчейна:

Распространение блоков: Новые блоки должны достигать и оставаться доступными для всех участников сети. Без этого сеть фрагментируется.

Валидация транзакций: Узлы должны получить полный объем данных о транзакциях, чтобы проверить соответствие сетевым правилам. Неполные данные делают валидацию невозможной.

Непрерывность цепи: Узлы проверяют, что новые блоки корректно ссылаются на предыдущие блоки. Доступность данных позволяет установить эту историческую связь.

Соблюдение консенсуса: Независимо от того, использует ли ваша сеть Proof of Work или Proof of Stake, валидаторы должны иметь доступ к данным о хэшах блоков, корректировкам сложности и другой критически важной информации для консенсуса.

Каждая из этих функций зависит от надежной доступности данных — что делает её основополагающей инфраструктурой, а не дополнительной функцией.

Жесткие компромиссы: безопасность, масштабируемость и интероперабельность

Парадокс масштабируемости и безопасности

Улучшенная доступность данных может повысить пропускную способность транзакций, но агрессивная оптимизация может привести к уязвимостям в безопасности. Сетям необходимо тщательно настраивать эти параметры. Это представляет собой классическое напряжение трилеммы блокчейна: балансировка децентрализации, безопасности и масштабируемости требует продуманных проектных решений.

Кросс-цепочная фрагментация

С развитием различных блокчейн-сетей и их собственных подходов к доступности данных возникают проблемы совместимости. Кросс-цепочные операции становятся более сложными, когда системы реализуют несовместимые механизмы DA. Хотя это разнообразие способствует инновациям, оно усложняет согласованность экосистемы.

Выводы

Доступность данных остается основополагающим фактором жизнеспособности блокчейна. Независимо от того, осуществляется ли это через специализированные уровни, вероятностную выборку или подходы на основе комитетов, сети должны решить эту проблему, чтобы обеспечить как безопасность, так и масштабируемость. По мере того как технологии блокчейна становятся более зрелыми, решения по доступности данных, вероятно, станут все более сложными, поддерживая следующее поколение приложений блокчейна и более широкое принятие.