Що означає рівень доступності даних і чому він має значення для Rollups?

Шар доступності даних (DAL): основа масштабованості блокчейну

Останніми роками із глобальним поширенням блокчейн-технологій концепція шару доступності даних стала критично важливою для розвитку та стійкості екосистеми. Щоб зрозуміти її значення, уявіть блокчейн як величезну міську мережу, де інформація постійно рухається. Шар доступності даних — це міська інфраструктура: дороги, мости та комунікації, які гарантують не просто зберігання, а й доступність і перевірюваність даних для кожного учасника мережі.

DAL — це фундаментальний шар, який підтримує життєздатність та працездатність блокчейн-екосистеми. Він забезпечує розподілення та доступність даних без створення вузьких місць або єдиних точок відмови. Ця інфраструктура особливо важлива для підтримки цілісності та безпеки блокчейн-мереж, адже гарантує наявність і захист транзакційних даних у потрібний момент і стійкість до цензури чи підробок.

DAL, забезпечуючи доступність даних у мережі, відіграє ключову роль у збереженні бездоверчої природи блокчейн-технології. Він дозволяє учасникам незалежно перевіряти транзакції без центральної влади, підтримуючи децентралізацію, яка є сутністю блокчейну. Така властивість необхідна для подальшого зростання та впровадження блокчейн-рішень у різних галузях і сценаріях використання.

Чому шар доступності даних є ключовим для Rollups

Rollups стали важливим вирішенням гострих проблем масштабованості блокчейну. Вони працюють, об'єднуючи або "згортаючи" багато транзакцій в один пакет, значно зменшуючи навантаження на головну мережу. Проте справжня ефективність Rollups залежить від їх синергії з шаром доступності даних, який надає критичну інфраструктуру для їх роботи.

Є два основних типи Rollups, які використовують DAL по-різному: Zero-Knowledge (ZK) Rollups та Optimistic Rollups. ZK Rollups застосовують сучасні криптографічні докази для перевірки транзакцій поза ланцюгом перед їх публікацією в основному ланцюзі, надаючи математичну гарантію правильності. Optimistic Rollups вважають транзакції коректними за замовчуванням і запускають перевірку лише у разі виникнення спору. В обох архітектурах DAL гарантує, що дані про такі позаланцюгові транзакції доступні для перевірки, збільшуючи пропускну здатність і швидкість мережі.

Залучення DAL до Rollups забезпечує низку важливих переваг для блокчейн-індустрії:

• Цілісність і безпека даних: DAL, гарантуючи доступність і перевірку транзакційних даних для будь-якого учасника мережі, значно підвищує безпеку і надійність Rollups. Це робить їх безпечнішим і надійнішим засобом масштабування блокчейну з дотриманням гарантій базового першого шару.

• Масштабованість: DAL дозволяє Rollups ефективно обробляти набагато більші обсяги транзакцій, безпосередньо вирішуючи проблему масштабування. Це відкриває шлях до масового впровадження блокчейну, дозволяючи мережам обробляти обсяги, співставні з традиційними платіжними системами.

• Вартість і швидкість: Завдяки DAL Rollups можуть суттєво знижувати транзакційні витрати та підвищувати швидкість обробки. Це робить блокчейн-технологію доступнішою і економічно вигіднішою для широкого кола застосувань, включно з високочастотними й низьковартісними транзакціями.

• Покращений користувацький досвід: Поєднання масштабованості, надійної безпеки й ефективності значно покращує загальний досвід користувачів. Це заохочує широку аудиторію фізичних та юридичних осіб до використання та взаємодії з блокчейном, сприяючи масовому впровадженню.

Ключові проєкти доступності даних у криптоіндустрії

Сектор доступності даних демонструє значні інновації та розвиток, і низка проєктів стали лідерами цієї критичної інфраструктурної галузі. Ми підготували перелік провідних проєктів, які розробляють рішення доступності даних для блокчейнів. Це флагмани технології DAL, які формують майбутнє масштабованості блокчейну. Ось основні Data Availability Layer проєкти на крипторинку, на які варто звернути увагу:

Celestia

Celestia — один із ключових проєктів у сфері технологій Data Availability Layer, який вирізняється інноваційним модульним підходом до архітектури блокчейну. На відміну від традиційних монолітних блокчейнів, Celestia розділяє основні функції — виконання, консенсус і доступність даних — на незалежні спеціалізовані шари. Це дозволяє розробникам запускати безпечні й масштабовані кастомні ланцюги, оптимізовані під вимоги застосунку.

Інноваційний підхід Celestia привернув увагу блокчейн-спільноти через потенціал вирішувати масштабування за збереження високого рівня безпеки. Проєкт активно розвиває технічну інфраструктуру і розширює екосистему рішень на своїй платформі.

У основі Celestia — складні докази доступності даних із використанням кодів видалення (erasure coding), що забезпечує доступність і відновлення блокових даних для учасників мережі. Завдяки цьому перевірка доступності здійснюється з високою впевненістю, а завантаження потрібне лише часткове, що вирішує проблему цілісності даних без великих ресурсних витрат. Модель ресурсомісткості Celestia економніша й гнучкіша, ніж у монолітних ланцюгах, і дає змогу модульним блокчейнам ефективно масштабуватися та залишатися децентралізованими.

Токени TIA мають кілька важливих функцій у екосистемі Celestia. Вони використовуються для захисту мережі через стейкінг, дають змогу власникам брати участь у безпеці та отримувати винагороди. Також TIA застосовуються в управлінні протоколом і як розрахункова валюта для сплати комісій у модульному блокчейні Celestia.

EigenDA

EigenDA — сучасний сервіс доступності даних для високої пропускної здатності та децентралізованої роботи, орієнтований насамперед на Rollups у мережі Ethereum. Проєкт використовує інноваційні механізми рестейкінгу EigenLayer для створення безпечної й масштабованої інфраструктури доступності даних, стаючи надійною основою для Layer 2-рішень.

Завдяки впровадженню технологій, таких як erasure coding і KZG (Kate-Zaverucha-Goldberg) commitments, EigenDA забезпечує ефективне зберігання й отримання даних, підтримує децентралізацію й безпеку процесу доступності. Ці методи дозволяють перевіряти дані без необхідності повного зберігання для всіх учасників мережі.

Система націлена на мінімізацію витрат на доступність даних: як капітальних (стейкінг), так і операційних (інфраструктура). EigenDA досягає цього завдяки моделі спільної безпеки на основі валідаторів Ethereum і значному скороченню вимог до сховища для операторів. Це робить доступність даних економічно вигідною для Rollups різного масштабу.

Інноваційний підхід EigenDA до управління навантаженням — завдяки високій пропускній здатності та механізмам резервування — підвищує передбачуваність і економічну ефективність доступності даних для Rollups. У приватних тестах система досягла пропускної спроможності до 10 МБ/с, а в планах — масштабування до 1 ГБ/с. Такі характеристики дозволяють EigenDA значно підвищити ефективність і економічність мереж, особливо рішень Ethereum Layer 2.

Avail

Avail — сучасний шар доступності даних, що вирішує ключові виклики масштабування та взаємодії в екосистемі Web3. Проєкт виступає інфраструктурною основою для trust-minimized застосунків і суверенних Rollups, забезпечуючи масштабовану й надійну базу для нових блокчейн-рішень.

Avail створено компанією Polygon — провідним розробником рішень для масштабування блокчейну. Проєкт гарантує негайну й надійну доступність даних, поєднуючи validity proofs, erasure coding і KZG Polynomial commitments. Такий підхід дає змогу Rollups працювати ефективно, забезпечуючи постійну доступність даних для перевірки та відновлення стану навіть за складних умов.

Архітектура Avail поєднує надмірність даних, коди видалення й векторні зобов’язання для ефективної перевірки та захисту даних блокчейну. Це дає змогу перевіряти доступність даних із фіксованими витратами незалежно від розміру ланцюга, що сприяє масштабованості мереж. Завдяки можливості легких клієнтів вибірково перевіряти частки даних та розподіленій верифікації, Avail підвищує пропускну здатність і безпеку мережі.

Проєкт має стратегічні партнерства з такими компаніями, як StarkWare, для впровадження масштабованих рішень доступності даних у блокчейн-застосунки. Такі колаборації підкреслюють прагнення Avail розвивати Web3 і становити ключову інфраструктуру для нових блокчейн-рішень.

KYVE

KYVE — інноваційний проєкт Web3, який пропонує децентралізований протокол валідації й передачі даних, вирішуючи критичні питання інфраструктури даних у блокчейні. Проєкт є важливою ланкою для забезпечення незмінності, перевірки та легкого отримання даних у різних шарах зберігання й доступності, виступаючи містком між різними блокчейн-мережами та сховищами.

KYVE забезпечує покращений і гнучкий досвід роботи з даними — від створення до споживання, виступаючи універсальним містком до будь-якого шару зберігання або доступності. Фонд KYVE створено для розвитку мережі й підтримки її постійного вдосконалення, з акцентом на децентралізацію й технічний прогрес. Дорожня карта фонду містить амбітні цілі та етапи для підсилення мережі та її стійкого зростання.

Інноваційні технології та комплексний підхід KYVE привернули підтримку й партнерства з провідними учасниками блокчейн-індустрії, такими як NEAR Foundation, Solana Foundation, Distributed Global, Coinbase Ventures, Mechanism Capital. Це підтверджує значущість і потенціал KYVE у розвитку Web3 та технічну ефективність проєкту.

Проєкт надає послугу Data Rollups-as-a-Service (DRaaS), відкриваючи новий рівень масштабування для блокчейнів і Rollups. Це забезпечує ефективний і зручний досвід для розробників, валідаторів і творців по всьому світу, спрощуючи впровадження рішень доступності даних.

Токен KYVE ($KYVE) має ключові функції в екосистемі: він забезпечує децентралізацію й захист мережі через Proof of Stake, а також гарантує безпеку та цілісність даних на рівні протоколу. Крім того, $KYVE використовується для управління — власники можуть подавати пропозиції й голосувати щодо розвитку проєкту.

NEAR DA

Шар доступності даних NEAR, нещодавно представлений NEAR Foundation, — це суттєвий прорив у забезпеченні економічних і безпечних рішень для доступності даних для Ethereum Rollups та розробників. Як складова NEAR Open Web Stack, NEAR DA різко знижує операційні витрати для Rollups в Ethereum, пропонуючи значно меншу ціну зберігання calldata порівняно з Ethereum Layer 1.

Економічний ефект значний: зберігання 100 кБ calldata на NEAR може бути у понад 8 000 разів дешевше, ніж на Ethereum, що дуже привабливо для проєктів, які прагнуть знизити витрати. Ініціатива поєднує економію та високі стандарти безпеки Ethereum, орієнтуючись на якісні проєкти для запуску app-chains та Layer 2. Серед перших користувачів NEAR DA — Madara by StarkNet, Caldera, Fluent, Vistara, Dymension RollApps, Movement Labs, що демонструє високий рівень впровадження.

NEAR DA інтегрується з ширшим Open Web Stack, дозволяючи створювати модульні рішення для розробників і засновників Web3 на Ethereum із використанням технологій NEAR для окремих компонентів. Це підвищує доступність усього технічного стеку NEAR, зокрема FastAuth для швидкого онбордингу та великої бібліотеки для створення децентралізованих інтерфейсів, зміцнюючи позиції NEAR у модульній екосистемі Ethereum.

Розробники та засновники, які бажають скористатися NEAR DA для своїх Ethereum Rollups, можуть отримати детальну документацію та інструкції з інтеграції через офіційні канали NEAR, що спрощує впровадження рішення доступності даних.

Storj

Storj — децентралізована платформа об'єктного хмарного зберігання, яка пропонує безпечніші, приватніші й економічно вигідніші рішення порівняно з традиційними централізованими хмарами. Платформа досягає цього шляхом розподілу зашифрованих фрагментів файлів у глобальній мережі незалежних вузлів сховища, усуваючи єдину точку відмови й підвищуючи безпеку й конфіденційність даних.

Storj побудовано із багаторівневим захистом, включаючи наскрізне шифрування, подрібнення файлів (sharding) та erasure coding для захисту даних і забезпечення їх доступності для авторизованих користувачів. Архітектура складається з трьох компонентів: Storage Nodes (зберігають дані та отримують винагороду), Uplink Clients (інструменти для завантаження/отримання даних), Satellites (керують доступом, метаданими, репутацією вузлів і білінгом).

Storj фокусується на розробниках, пропонуючи, зокрема, сумісність із S3 для інтеграцій, прозору цінову модель і багатий технічний інструментарій. Такий підхід забезпечує підвищену безпеку та зниження витрат для користувачів порівняно з традиційними хмарними провайдерами.

Storj вирізняється низкою інновацій: AES-256-GCM шифрування всіх файлів перед завантаженням, поділ файлів на shards для розподіленого зберігання, унікальний процес відновлення, коли для відтворення даних достатньо лише частини shard'ів. Це забезпечує безпеку й конфіденційність даних у мережі. Децентралізована архітектура й використання розподіленої хеш-таблиці для пошуку shard'ів підкреслюють відданість захисту приватності та даних користувачів.

Мережа працює за моделлю "плати за використане", тож підходить для різних сценаріїв — від приватних осіб до корпоративних застосунків. Storj стимулює операторів вузлів ("фермерів") мікроплатежами за зберігання й обслуговування файлів, що сприяє надійності мережі.

Токени STORJ використовуються як основний платіжний засіб у мережі — і для користувачів, і для операторів вузлів, для оплати за децентралізований простір і пропускну здатність Storj.

Filecoin

Filecoin — однорангова мережа для зберігання файлів у децентралізованій мережі сховищ із використанням економічних стимулів і сучасної криптографії для захисту й довготривалої надійності даних. Проєкт створено для демократизації ринку сховищ і формування конкурентного та прозорого середовища для зберігання даних.

Платформа дозволяє користувачам оплачувати сховище токенами Filecoin (FIL), а провайдери отримують FIL, надаючи місце для зберігання і відновлюючи дані на запит. Це формує відкритий ринок сховищ, на відміну від централізованих рішень.

Filecoin застосовує унікальні механізми консенсусу — proof-of-replication (PoRep) і proof-of-spacetime (PoSt) — для криптографічного підтвердження початкового зберігання й тривалого збереження файлів. Це гарантує цілісність і доступність даних у мережі.

Особливістю Filecoin є тісна інтеграція з InterPlanetary File System (IPFS), що використовує адресацію за вмістом для ефективного й безпечного розміщення даних у децентралізованій мережі. IPFS відповідає за розповсюдження й отримання даних, а Filecoin забезпечує економічний стимул для постійного зберігання, створюючи надійне розподілене сховище за меншу вартість, ніж традиційні хмари.

Розробників приваблює Filecoin завдяки масштабованості, мережевому ефекту, сумісності з IPFS і значно нижчій вартості зберігання, ніж у традиційних провайдерів. Мережа має модульну архітектуру, що дозволяє інтегрувати Filecoin та IPFS у різних конфігураціях залежно від потреб застосунку.

FIL — нативна валюта Filecoin, використовується для оплати зберігання, відновлення даних і забезпечення безпеки мережі через участь у консенсусі.

Виклики та обмеження шару доступності даних

Шар доступності даних є основою для масштабування й ефективності блокчейну, але має низку серйозних викликів та обмежень. Це підкреслює складність технології блокчейну й виділяє напрями, які потребують інновацій, досліджень та вдосконалення для досягнення оптимальної продуктивності.

Обмеження й вартість зберігання даних: Зі зростанням блокчейн-мереж та обсягів транзакцій потреба в сховищі зростає, що може призвести до вузьких місць і підвищення вартості управління даними. Додатково, необхідність довготривалого зберігання й захисту даних підсилює навантаження на DAL. Економічна стійкість зберігання даних стає критичною при масштабуванні мереж до масового рівня.

Проблеми пропускної здатності й затримок: Ефективність DAL залежить від здатності швидко доставляти дані у розподілених мережах, що потребує значних ресурсів каналу. Варіативність підключення в різних регіонах і затримки передачі можуть спричинити затримки, що впливають на термінові транзакції й ефективність системи. Це особливо актуально при пікових навантаженнях або в регіонах із слабкою інфраструктурою Інтернету.

Складність перевірки даних: Перевірка цілісності й автентичності великих обсягів даних в DAL може вимагати значних ресурсів і складної криптографії, що створює вузькі місця та зростає вартість роботи, особливо зі зростанням мережі. Баланс між глибиною перевірки й продуктивністю залишається викликом.

Сумісність і взаємодія між ланцюгами: Збільшення різноманітності блокчейн-мереж вимагає сумісності DAL із різними ланцюгами та консенсусами. Це особливо важливо для Rollups, які мають взаємодіяти з основним ланцюгом і Layer 2. Забезпечити таку сумісність і цілісність даних у гетерогенних системах — значний технічний виклик.

Компроміс між децентралізацією й масштабуванням: DAL — ключ до масштабування, але стикається з компромісом із децентралізацією — основною цінністю блокчейну. Надмірна централізація сховищ може знизити довіру до системи, а максимальна децентралізація — обмежити масштабування, тому потрібен збалансований архітектурний підхід.

Підсумки

Взаємодія між шаром доступності даних та Rollups — це ключовий етап в еволюції масштабованої та ефективної блокчейн-екосистеми, готової до масового впровадження. Така технологічна синергія долає фундаментальні обмеження, що стримували потенціал блокчейну, і відкриває нові можливості для децентралізованих застосунків і сервісів.

У майбутньому подальші інновації в технології Rollups, підсилені розвитком DAL, приведуть до нової епохи корисності й доступності блокчейну. Від покращення алгоритмів стиснення даних і створення ефективних механізмів перевірки до розширення взаємодії між ланцюгами та посилення безпеки — ці досягнення сприятимуть ширшому впровадженню блокчейну у різних галузях.

Ці розробки відкривають нові можливості для застосування блокчейну у фінансах, логістиці, цифровій ідентичності та багатьох інших сферах. У міру розвитку DAL і подолання поточних обмежень блокчейн все більше інтегруватиметься у звичні системи, реалізуючи потенціал прозорої, ефективної й децентралізованої цифрової інфраструктури для світової економіки.

FAQ

Що таке шар доступності даних (DA) і яку роль він виконує в блокчейні?

Шар доступності даних зберігає, передає й забезпечує перевірку даних у блокчейні. Він гарантує доступність транзакційних даних для перевірки, запобігає цензурі й дає змогу масштабувати блокчейн через валідацію даних поза основним ланцюгом.

Чому Rollups потрібен шар доступності даних? Як DA забезпечує безпеку Rollups?

Rollups потребують DA, щоб усі позаланцюгові дані транзакцій були перевірені на основному ланцюзі. DA забезпечує безпеку, роблячи метадані транзакцій доступними, дозволяючи будь-кому перевірити правильність транзакцій і запобігти шахрайським змінам стану.

Які основні рішення для шару доступності даних і чим відрізняються Ethereum, Celestia та Avail?

Ethereum використовує calldata для DA з високою безпекою, але обмеженою пропускною здатністю. Celestia — окремий шар DA із модульною архітектурою. Avail — оптимізований DA із більшою пропускною здатністю. Кожне рішення по-своєму балансує безпеку, вартість і масштабованість для Rollups.

Як використання різних шарів DA впливає на Rollups? Який ефект на продуктивність і витрати?

Різні шари DA значно впливають на Rollups. On-chain DA гарантує максимальну безпеку, але має вищі витрати та меншу пропускну здатність. Off-chain чи альтернативні DA знижують витрати й підвищують швидкість, проте можуть зменшувати децентралізацію. Вибір залежить від балансу між безпекою, продуктивністю й витратами для конкретного сценарію.

Що таке Data Availability Sampling (DAS)? Як це підвищує ефективність шару DA?

Data Availability Sampling (DAS) дозволяє легким вузлам перевіряти доступність даних методом випадкового вибору, не завантажуючи всі блоки. Це знижує вимоги до пропускної здатності, скорочує витрати на роботу вузлів і значно покращує масштабованість та продуктивність шару DA.

У чому різниця між шаром DA у модульних і монолітних блокчейнах?

Модульні блокчейни окремо виділяють шар DA для зберігання й масштабування, а монолітні поєднують усі функції в одному рішенні. Модульна архітектура дає гнучкість і спеціалізацію, монолітна — простоту та цілісність.