Что такое слой доступности данных и почему он имеет ключевое значение для роллапов?

Data Availability Layer (DAL): основа масштабируемости блокчейна

С развитием блокчейн-технологий по всему миру концепция Data Availability Layer стала критически важной для роста и устойчивости экосистемы. Представьте себе блокчейн как крупную городскую сеть, где информация постоянно движется. Data Availability Layer — это инфраструктура города: дороги, мосты, коммуникации. Она гарантирует, что данные не просто хранятся, но всегда доступны и могут быть проверены каждым участником сети.

DAL — фундаментальный слой, поддерживающий жизнеспособность и работу блокчейн-экосистемы. Он позволяет эффективно распределять и получать доступ к данным, исключая узкие места и точки отказа. Такая инфраструктура особенно важна для сохранения целостности и безопасности сетей, обеспечивая доступность данных транзакций и их устойчивость к цензуре и попыткам подделки.

Обеспечивая доступность данных во всей сети, DAL сохраняет доверенный характер блокчейна. Участники могут проверять транзакции самостоятельно, не обращаясь к центральному органу, что сохраняет децентрализованную суть технологии. Эта функция необходима для дальнейшего роста и внедрения блокчейн-решений в разных отраслях.

Почему Data Availability Layer меняет правила игры для rollups

Rollups — это надежное решение для главных проблем масштабируемости блокчейна. Технология rollups объединяет множество транзакций в один пакет, снижая нагрузку на вычисления и хранение в основной сети. Реальная эффективность rollups основана на взаимодействии с Data Availability Layer, который обеспечивает необходимую инфраструктуру.

Существует два типа rollups, использующих DAL: Zero-Knowledge (ZK) Rollups и Optimistic Rollups. ZK Rollups применяют криптографические доказательства для проверки транзакций вне основной цепи, что дает математическую гарантию их корректности. Optimistic Rollups предполагают, что транзакции валидны по умолчанию, и проверяют только спорные случаи. В обоих вариантах DAL обеспечивает доступность данных вне цепи для проверки, увеличивая пропускную способность и скорость сети.

Внедрение DAL в rollups меняет отрасль блокчейна:

• Целостность и безопасность данных: DAL обеспечивает доступность и возможность проверки данных транзакций любым участником сети, повышая надежность и безопасность rollups. Это делает их более безопасным инструментом масштабирования, сохраняя гарантии первого слоя.

• Масштабируемость: DAL позволяет rollups эффективно обрабатывать значительно больший объем транзакций, решая проблему масштабируемости и приближая блокчейн к массовому внедрению и объему традиционных платежных систем.

• Экономичность и скорость: Благодаря DAL rollups снижают стоимость транзакций и ускоряют обработку, делая блокчейн доступнее и выгоднее для различных пользователей и приложений с высокой частотой и низкой стоимостью операций.

• Улучшенный пользовательский опыт: Рост масштабируемости, надежности и эффективности ведет к лучшему пользовательскому опыту, стимулируя интерес и взаимодействие с блокчейн-технологиями, приближая их к массовому рынку.

Лучшие криптовалютные проекты в сфере Data Availability

Сектор data availability развивается стремительно: появились проекты-лидеры в области этой инфраструктуры. Мы отобрали список самых заметных проектов, работающих над решениями для доступности данных в блокчейнах. Они представляют передовые технологии DAL и формируют будущее масштабируемости блокчейна. Вот ключевые проекты Data Availability Layer, за которыми стоит следить:

Celestia

Celestia — один из самых ярких проектов в сфере Data Availability Layer, отличающийся инновационным модульным подходом к архитектуре блокчейна. В отличие от монолитных блокчейнов, где все функции реализованы в одном слое, Celestia разделяет исполнение, консенсус и доступность данных на отдельные независимые слои. Это позволяет разработчикам запускать безопасные и масштабируемые индивидуальные цепочки для конкретных задач и приложений.

Такой подход привлек внимание блокчейн-сообщества благодаря способности решать проблемы масштабирования, сохраняя высокий уровень безопасности. Техническая реализация и рост экосистемы проектов на базе Celestia отражают стремление проекта к развитию отрасли.

Технология Celestia использует сложные доказательства доступности данных на основе кодирования с исправлением стираний, чтобы участники сети могли получать и восстанавливать блоки данных. Механизм позволяет проверять доступность данных с высокой уверенностью, требуя загрузки лишь части блока и решая задачу сохранения целостности информации без больших вычислительных и ресурсных затрат. Celestia предлагает гибкую и экономичную модель учета ресурсов, открывая новую эру модульных блокчейнов, которые масштабируются эффективно и остаются децентрализованными.

Токены TIA обеспечивают работу экосистемы Celestia: они нужны для безопасности сети через стейкинг, предоставляют право участия в управлении и используются для оплаты транзакционных комиссий на модульной платформе Celestia.

EigenDA

EigenDA — современный сервис доступности данных, разработанный для высокой пропускной способности и децентрализации, преимущественно для rollups в сети Ethereum. Проект использует инновационные механизмы рестейкинга EigenLayer для создания надежной и масштабируемой инфраструктуры доступности данных и эффективной базы для решений Layer 2.

EigenDA применяет передовые технологии: кодирование с исправлением стираний и коммитменты KZG (Kate-Zaverucha-Goldberg) для эффективного хранения и извлечения данных, поддерживая децентрализацию и безопасность процесса. Криптографические методы позволяют проверять данные без необходимости хранения всех копий каждым участником сети.

Система минимизирует расходы на доступность данных — как капитальные затраты на стейкинг, так и операционные расходы. EigenDA реализует модель общей безопасности, используя существующих валидаторов Ethereum и существенно снижая требования к хранению данных для операторов. Такой подход делает доступность данных более выгодной для rollup-проектов любого масштаба.

EigenDA демонстрирует высокий уровень управления перегрузкой — благодаря высокой пропускной способности и механизмам резервирования полосы пропускания доступность данных становится более предсказуемой и экономичной для rollups. Приватное тестирование показало результат до 10 МБ/c, проект планирует масштабировать до 1 ГБ/c. Эти возможности делают EigenDA значимым фактором повышения эффективности и экономической привлекательности сетей, особенно Layer 2 на Ethereum.

Avail

Avail — продвинутый слой доступности данных, решающий задачи масштабируемости и совместимости в экосистеме Web3. Проект — база для trust-minimized приложений и суверенных rollups, обеспечивающая надежную и масштабируемую основу для нового поколения блокчейн-приложений.

Avail был запущен Polygon — ведущим провайдером решений для масштабирования. Он обеспечивает мгновенную и надежную доступность данных с помощью инноваций: доказательств валидности, кодирования с исправлением стираний и коммитментов KZG Polynomial. Этот стек технологий позволяет rollups работать эффективнее, гарантируя постоянную доступность данных даже в неблагоприятных условиях.

Архитектура Avail использует методы избыточности, кодирования с исправлением стираний и векторных коммитментов для эффективного хранения и проверки данных. Технология позволяет проверять доступность данных с постоянными затратами вне зависимости от размера блокчейна, что способствует росту масштабируемости. Благодаря легким клиентам, которые проверяют небольшие части данных, и распределенному набору таких клиентов для верификации всей цепи, Avail увеличивает пропускную способность и безопасность сети.

Проект заключил стратегические партнерства, например со StarkWare, чтобы внедрить масштабируемые решения по доступности данных для разнообразных блокчейн-приложений. Эти партнерства подтверждают стремление Avail развивать Web3 и его потенциал стать ключевой инфраструктурой для новых блокчейн-приложений.

KYVE

KYVE — инновационный проект Web3, предоставляющий децентрализованный протокол проверки и передачи данных, решая критические задачи инфраструктуры данных в блокчейне. Проект — ключевая инфраструктура для неизменности, проверки и извлечения данных на разных уровнях хранения и доступности, объединяя различные сети и решения для хранения данных.

KYVE обеспечивает настраиваемый опыт работы с данными от их возникновения до финального потребления, выступая универсальным мостом к любому хранилищу или слою доступности данных. KYVE Foundation создана для расширения возможностей сети и поддержки развития, с акцентом на децентрализацию и постоянное совершенствование протокола. Дорожная карта фонда предусматривает амбициозные цели и задачи для устойчивого роста сети.

Инновации KYVE и комплексный подход привлекли поддержку и партнерства с крупными участниками отрасли: NEAR Foundation, Solana Foundation, Distributed Global, Coinbase Ventures, Mechanism Capital. Это подтверждает потенциал KYVE для Web3 и техническую состоятельность проекта.

KYVE предоставляет Data Rollups-as-a-Service (DRaaS), открывая новые возможности масштабирования для блокчейнов и rollups. Услуга обеспечивает эффективную обработку данных для разработчиков, валидаторов и создателей по всему миру, снижая сложность внедрения решений по доступности данных.

Токен KYVE ($KYVE) выполняет несколько функций: нужен для децентрализации и безопасности сети через Proof of Stake на уровне цепи, обеспечивая целостность данных на уровне протокола, а также играет ключевую роль в управлении — позволяет предлагать и голосовать за инициативы по развитию проекта.

NEAR DA

Слой доступности данных NEAR, недавно представленный NEAR Foundation, — значимый шаг к экономичным и безопасным решениям для rollups Ethereum и разработчиков. NEAR DA — часть NEAR Open Web Stack, он значительно снижает издержки rollups Ethereum, предлагая хранение calldata по цене в тысячи раз ниже, чем на первом слое Ethereum.

Экономический эффект огромен: хранение 100 кБ calldata на NEAR более чем в 8 000 раз дешевле, чем на Ethereum, что делает это решение особенно привлекательным для проектов, стремящихся сократить расходы. Инициатива обеспечивает не только экономию, но и высокий уровень безопасности, соответствующий стандартам Ethereum, что важно для масштабных проектов app-chain и Layer 2. Первые пользователи NEAR DA — Madara от StarkNet, Caldera, Fluent, Vistara, Dymension RollApps, Movement Labs, что подтверждает высокий интерес на старте.

NEAR DA расширяет возможности NEAR Protocol и интегрируется с Open Web Stack, обеспечивая модульную инфраструктуру, поддерживающую Web3-разработчиков и основателей на Ethereum, используя технологии NEAR для отдельных задач. Это делает доступным весь стек NEAR: FastAuth для быстрого онбординга пользователей, библиотеку для создания децентрализованных интерфейсов и укрепляет позиции NEAR в поддержке модульных решений для Ethereum.

Разработчики и основатели могут использовать NEAR DA для rollups Ethereum, получив подробную документацию и инструкции через официальные каналы NEAR, что облегчает внедрение экономичного решения по доступности данных.

Storj

Storj — децентрализованная платформа хранения объектов в облаке, предлагающая более безопасные, приватные и экономичные решения по сравнению с традиционными облачными сервисами. Платформа распределяет зашифрованные части файлов по глобальной сети независимых узлов, устраняя единую точку отказа и повышая конфиденциальность и безопасность данных.

Система Storj включает сквозное шифрование, фрагментацию файлов и кодирование с исправлением стираний для защиты данных и обеспечения их доступности для авторизованных пользователей. В архитектуру входят Storage Nodes (узлы хранения, получающие вознаграждение), Uplink Clients (инструменты для загрузки и скачивания данных), Satellites (контролирующие доступ, метаданные, репутацию узлов и биллинг).

Storj ориентирован на разработчиков и предлагает интеграцию с S3, предсказуемое ценообразование и обширную техническую документацию. Это обеспечивает надежность хранения и позволяет значительно снизить расходы по сравнению с традиционными облачными сервисами.

Storj отличается AES-256-GCM-шифрованием файлов до загрузки, разделением на фрагменты для распределенного хранения и уникальным процессом восстановления, при котором для восстановления данных достаточно части фрагментов. Это гарантирует безопасность и приватность данных во всей сети. Децентрализованный характер и распределенная хэш-таблица для поиска фрагментов подчеркивают приверженность конфиденциальности и безопасности.

Сеть работает по модели оплаты за использованный объем, что делает ее доступной для индивидуальных и корпоративных клиентов. Узлы ("фермеры") получают микроплатежи за хранение и обслуживание файлов, обеспечивая надежную инфраструктуру для всех пользователей.

Токены STORJ — основной платежный инструмент экосистемы, используемый для оплаты хранения и полосы пропускания как пользователями, так и операторами узлов.

Filecoin

Filecoin — пиринговая сеть для хранения файлов в децентрализованной сети провайдеров, применяющая экономические стимулы и криптографию для надежного и безопасного долгосрочного хранения данных. Проект создан для демократизации рынка хранения и формирования конкурентной, прозрачной среды.

Пользователи оплачивают хранение с помощью Filecoin-токенов (FIL), а провайдеры получают FIL за предоставление места и извлечение данных. Такая модель создает прозрачный рынок услуг хранения, в отличие от закрытых централизованных облачных решений.

Filecoin использует механизмы консенсуса — proof-of-replication (PoRep) и proof-of-spacetime (PoSt) — для проверки как начального хранения, так и долговременного поддержания файлов. Это гарантирует целостность и доступность данных, обеспечивает их сохранность и неизменность.

Ключевая особенность Filecoin — интеграция с InterPlanetary File System (IPFS), который хранит и извлекает данные по адресам содержимого. IPFS отвечает за распределение и поиск, а Filecoin — за экономическую мотивацию хранения. Такое сочетание позволяет создавать устойчивые распределённые решения для хранения данных по цене ниже централизованных альтернатив.

Разработчики выбирают Filecoin благодаря масштабируемости, сетевому эффекту, совместимости с IPFS и низкой стоимости хранения. Сеть модульна, что дает гибкость для различных задач приложений.

FIL — валютa Filecoin: используется для всех операций, оплаты майнерам за хранение и извлечение данных, а также для безопасности сети через участие в консенсусе.

Проблемы и ограничения Data Availability Layer

Data Availability Layer — ключ к масштабируемости и эффективности блокчейна, но он сталкивается с серьезными задачами и ограничениями. Это отражает сложность технологии и требует новых решений, исследований и усовершенствований для достижения оптимальной производительности.

Ограничения и стоимость хранения данных: С ростом сетей и объема транзакций растет спрос на хранение данных, что может привести к узким местам и увеличению затрат. Дополнительная нагрузка связана с необходимостью сохранять доступность и безопасность данных на длительный срок, что усложняет инфраструктуру DAL. Экономическая устойчивость хранения становится критичным вопросом при выходе на массовый рынок.

Проблемы с пропускной способностью и задержками: Эффективность DAL зависит от быстрой передачи данных по распределённым сетям, требуя больших ресурсов. Разные регионы отличаются качеством соединения и задержками, что может приводить к задержкам в обработке срочных транзакций и снижению эффективности. Особенно это актуально при высокой нагрузке или в регионах с плохой интернет-инфраструктурой.

Сложность проверки данных: Проверка целостности и подлинности больших объемов данных, управляемых DAL, требует значительных вычислительных ресурсов и сложной криптографии. Это может создавать узкие места и увеличивать расходы, особенно при экспоненциальном росте объема данных. Баланс между тщательной проверкой и производительностью — постоянная задача.

Совместимость между цепями: Рост числа блокчейн-сетей требует совместимости DAL с разными техническими стандартами и механизмами консенсуса. Проблема особенно актуальна для rollups, где нужна интеграция между основной цепью и Layer 2. Совместимость при сохранении доступности и целостности данных — сложная техническая задача.

Баланс между децентрализацией и масштабируемостью: DAL увеличивает масштабируемость, но часто возникает конфликт с децентрализацией — основным принципом блокчейна. Слишком централизованное хранение данных может снизить доверие, а максимальная децентрализация ограничивает масштабирование. Вопрос требует тщательного архитектурного подхода.

Заключение

Сотрудничество между Data Availability Layer и rollups — ключевой этап развития масштабируемой и эффективной блокчейн-экосистемы, способной поддерживать массовое внедрение. Технологическая синергия устраняет ограничения, долго мешавшие развитию, и открывает новые возможности для децентрализованных приложений.

Дальнейшие инновации в rollup-технологиях и развитии инфраструктуры DAL откроют новую эру полезности и доступности блокчейна. Улучшение алгоритмов сжатия данных, эффективные методы проверки, повышение совместимости между цепями и усиление протоколов безопасности ускорят внедрение блокчейна в разных отраслях.

Открываются новые перспективы применения блокчейна в финансах, логистике, цифровой идентификации и других сферах. По мере развития DAL и преодоления ограничений блокчейн будет интегрироваться в существующие системы, реализуя потенциал прозрачной, эффективной и децентрализованной цифровой инфраструктуры для мировой экономики.

FAQ

Что такое Data Availability Layer (DA) и какую роль он играет в блокчейне?

Data Availability Layer обеспечивает хранение, передачу и проверку данных блокчейна. Он гарантирует доступность данных транзакций для проверки, предотвращает цензуру и делает возможной масштабируемость модульных блокчейнов через валидацию вне цепи.

Зачем rollups нужен слой доступности данных? Как DA обеспечивает безопасность rollups?

Rollups нужен DA, чтобы все данные вне цепи были доступны для проверки в основной сети. DA обеспечивает безопасность, делая метаданные транзакций общедоступными, что позволяет проверить их корректность и предотвратить мошеннические изменения состояния.

Какие основные решения Data Availability Layer существуют и чем отличаются Ethereum, Celestia и Avail?

Ethereum использует calldata для DA с высокой безопасностью, но ограниченной пропускной способностью. Celestia — самостоятельный слой DA с модульной архитектурой. Avail — оптимизированный слой DA с большей пропускной способностью. Каждый вариант по-своему балансирует безопасность, стоимость и масштабируемость для rollups.

Как выбор DA-слоя влияет на rollups? Как это отражается на производительности и стоимости?

DA-слои существенно влияют на rollups. On-chain DA дает максимальную безопасность, но требует высоких затрат и снижает пропускную способность. Внецепочечные или альтернативные DA-слои снижают расходы и ускоряют работу, но могут уменьшить децентрализацию. Выбор зависит от баланса между безопасностью, производительностью и стоимостью транзакций для конкретных задач.

Что такое Data Availability Sampling (DAS)? Как он повышает эффективность DA?

Data Availability Sampling (DAS) позволяет легким узлам проверять доступность данных по случайной выборке, не загружая целые блоки. Это снижает требования к полосе пропускания, уменьшает затраты на обслуживание узлов и существенно повышает масштабируемость и производительность DA.

В чем разница между DA-слоем в модульных и монолитных блокчейнах?

Модульные блокчейны отделяют DA-слой для хранения и масштабирования, а монолитные объединяют все функции в одной системе. Модульная архитектура дает гибкость и специализацию, монолитная — простоту и единую структуру.