Розуміння доступності даних у Блокчейн: чому це важливіше, ніж ви думаєте

Основна проблема: Чому Ноди не можуть просто довіряти

Кожен учасник блокчейну стикається з фундаментальним викликом: як перевірити, що дані, які вам потрібні, дійсно існують і доступні? Саме тут на допомогу приходить доступність даних (DA). У блокчейн-мережах доступність даних гарантує, що всі учасники мережі можуть отримати доступ до інформації, що зберігається в блокчейні — від деталей транзакцій і даних блоків до стану реєстру.

Без належних механізмів доступності даних, ноди були б змушені завантажувати цілі набори даних, що стає непрактичним для учасників з обмеженими ресурсами. Саме тому у сфері блокчейн були розроблені спеціалізовані рішення для вирішення цієї критичної потреби в інфраструктурі.

Три основні рішення, які змінюють інфраструктуру блокчейн

Шари доступності даних: побудова спеціалізованої інфраструктури

Шари доступності даних (DALs) функціонують як спеціалізовані рішення для зберігання, які працюють незалежно від виконання транзакцій у блокчейні. Відокремлюючи зберігання даних від обчислень, DALs спрощують операції мережі.

Ці шари використовують складні техніки, такі як кодування з виправленням помилок та шардінг даних. Кодування з виправленням помилок додає надмірність до даних, що дозволяє відновлення навіть тоді, коли частини стають тимчасово недоступними. Шардінг даних розбиває бази даних на менші, незалежно оброблювані частини — важливе нововведення для управління зростаючими обсягами даних.

Це розділення обов'язків дозволяє мережам оптимізувати зберігання даних, не компрометуючи ефективність виконання.

Вибірка доступності даних: забезпечення легкої участі

Замість того, щоб вимагати від кожної ноди перевіряти цілі набори даних, вибіркове підтвердження доступності даних (DAS) запроваджує ймовірнісну перевірку. Ноди випадковим чином вибирають невеликі частини даних замість завантаження всього.

Ця техніка є трансформаційною: ноди з обмеженими обчислювальними ресурсами все ще можуть брати участь у валідації мережі. Перевіряючи репрезентативну вибірку, ноди імовірнісно підтверджують доступність повного набору даних. Якщо вибрані частини доступні, ймовірно, що весь набір даних доступний — елегантне рішення проблеми обмежених ресурсів.

Комітети доступності даних: Групи довірених валідаторів

Комітети доступності даних (DACs) складаються з надійних нод, обраних через децентралізовані процеси голосування. Ці групи перевіряють, що транзакції та зміни стану правильно зберігаються та доступні всім учасникам мережі.

DAC-и виявляються особливо цінними в рішеннях другого рівня, таких як роллапи, де вони керують даними обчислень поза ланцюгом. У шардованих блокчейнах DAC-и координують доступність даних між розподіленими шардями, запобігаючи інформаційним силосам, які можуть загрожувати цілісності мережі.

Чому доступність даних є не підлягає обговоренню

Доступність даних безпосередньо впливає на чотири критичні функції блокчейну:

Пропагування блоків: Нові блоки повинні досягати та залишатися доступними для всіх учасників мережі. Без цього мережа фрагментується.

Валідація транзакцій: Ноди повинні отримати повні дані транзакцій, щоб перевірити відповідність мережевим правилам. Неповні дані ускладнюють валідацію.

Безперервність ланцюга: Ноди перевіряють, що нові блоки правильно посилаються на попередні блоки. Доступність даних дозволяє це історичне зв'язування.

Відповідність консенсусу: Незалежно від того, чи використовує ваша мережа Proof of Work, чи Proof of Stake, валідатори потребують доступу до даних хешу блоку, коригувань складності та іншої критично важливої інформації про консенсус.

Кожна з цих функцій залежить від надійної доступності даних—роблячи це основною інфраструктурою, а не необов'язковою функцією.

Важкі компроміси: безпека, масштабованість та взаємодія

Парадокс масштабованості та безпеки

Покращена доступність даних може підвищити пропускну спроможність транзакцій, але агресивна оптимізація може внести вразливості в безпеці. Мережі повинні уважно налаштовувати ці параметри. Це представляє класичну напругу трилеми блокчейну: балансування децентралізації, безпеки та масштабованості вимагає продуманих дизайнерських рішень.

Крос-чейн фрагментація

Оскільки різні блокчейн-мережі розвивають свої власні підходи до доступності даних, виникають проблеми з інтерактивністю. Операції між мережами стають більш складними, коли системи реалізують несумісні механізми доступності даних. Хоча ця різноманітність сприяє інноваціям, вона ускладнює єдність екосистеми.

Висновок

Доступність даних залишається фундаментальною для життєздатності блокчейн-технологій. Чи то через спеціалізовані шари, ймовірнісне вибіркове тестування, чи підходи на основі комітетів, мережі повинні вирішити цю проблему, щоб забезпечити як безпеку, так і масштабованість. Оскільки технологія блокчейн розвивається, рішення щодо доступності даних, ймовірно, стануть дедалі більш складними, підтримуючи наступне покоління блокчейн-додатків і ширше прийняття.