مقدمة

ظهور طبقة توافر البيانات (DA) يرجع إلى الطلب المتزايد على قابلية التوسع وتوافر البيانات الأعلى في تكنولوجيا البلوكشين. تطوير طبقة توافر البيانات هو مرحلة مهمة في تطور تكنولوجيا البلوكشين، مشابهة لتخصص العمالة في المجتمع البشري. اليوم، أصبحت السلاسل العامة النمطية هي الوضع القياسي، مع طبقة توافر البيانات تعتبر واحدة من أكثر المجالات تنافسية بشدة.

التنظيم هو أساس DA

التعددية تدفع تطوير مجال DA وتضع الأساس لتنفيذه. في نظام الإيثيريوم، يُرى التعددية الأفقية في تقنية التجزئة. يُرى التعددية الرأسية في الهيكل المتدرج حيث تدير Rollups المعاملات، والشبكة الرئيسية تشرف على DA وآليات التوافق.

المفهوم الأساسي للتعددية هو فصل وظائف النظام إلى مستويات مختلفة وجعلها قابلة للتبديل. يتيح هذا تخصيص حالات الاستخدام الخاصة أو المجالات الرأسية، مما يزيد من المرونة والقابلية للتوسع.

يحقق Rollup معالجة فعالة للصفقات من خلال دمج الصفقات خارج السلسلة ثم التحقق منها بانتظام على السلسلة.

المصدر: celestia

تختلف تصميم Rollup اعتمادًا على آلية التحقق من الحالة والموقع الذي يتم نشر بيانات الحالة فيه. من وجهة نظر نظام الأثيريوم:

• التجميعات ذات الصلاحية: يتم الحصول على بيانات وحالة التحقق على المستوى 1 (برهان الصلاحية).
• التجميعات التفاؤلية: يتم إجراء حالة البيانات والتحقق أيضًا على L1 (دليل الاحتيال).
• Validiums: يتم معالجة البيانات خارج السلسلة، ويتم إجراء حالة التحقق على L1 (برهان الصحة).
• أوبتيميومز: يتم معالجة البيانات خارج السلسلة، ويتم إجراء حالة التحقق على L1 (دليل الاحتيال).

اختيارات التصميم المختلفة تقدم حلولاً مرنة لمختلف السيناريوهات والاحتياجات، مما يفتح المزيد من الطرق لنمو مجال DA.

ما هو DA؟

تتعلق توافر البيانات (DA) بالعملية التي يقوم فيها الطبقة 2 بتعبئة بيانات الحالة، بما في ذلك المعاملات، في شبكة الطبقة 1 الرئيسية. بعد التحقق والاتفاق، يتم نشرها على شبكة الإنترنت الرئيسية L1، وتوفير الدعم للتحقق لكل L2.

سلامة البيانات وتوافرها أمران أساسيان لسلاسل الكتل القابلة للتحديث وشبكات Rollup. يمكن للشبكة ضمان لامركزية وأمانها فقط عندما تكون البيانات متاحة ويمكن استخدامها. وبالتالي، يلعب توافر البيانات دورًا حيويًا في ضمان التشغيل الطبيعي والأمان لشبكات البلوكشين.

أساليب DA وتحليل التكلفة

تحليل طريقة توفر البيانات

توافر البيانات (DA) هو جزء رئيسي من تكلفة Rollup. حالياً، يستخدم توافر بيانات Layer2 لإيثريوم بشكل رئيسي ثلاث طرق: Calldata، DAC (لجان توافر البيانات)، و "Blob".

في طريقة Calldata ، تطلق حلول الطبقة 2 مثل Arbitrum أو Optimism مباشرة بيانات المعاملات كـ calldata إلى كتل Ethereum ، مما يحقق مقاومة عالية للرقابة. تقوم Ethereum بسعر بيانات المكالمات ، والحسابات ، والتخزين بشكل موحد تحت Gas ، وهو أيضًا واحد من التكاليف الرئيسية التي تتكبدها Rollup على Ethereum.

لتحسين الكفاءة، قام ترقية EIP-4844 بإدخال نوع جديد من المعاملات 'Blob'، حيث تم نقل محتوى البيانات للمعاملات من الطبقة2 إلى 'Blob' مؤقت جديد للتخزين. نظرًا لأن 'Blob' هو تخزين مؤقت خارجي ولا يقوم بتخزين بيانات المعاملات من الطبقة2 في الطبقة1، فإنه يقلل بشكل كبير من تكاليف التخزين. يعود هذا النهج بالفائدة على الطبقة2 من خلال تقليل تكاليف التخزين وزيادة السرعة.

من ناحية أخرى، تقدم طريقة DAC إنتاجية أعلى بكثير. ومع ذلك، تتطلب من المستخدمين الثقة في عقد صغير أو مجموعة من المحققين لمنع احتجاز البيانات الخبيثة. تقدم DAC افتراض ثقة هام في L2، بما في ذلك حلول إعادة الرهان. هذا يجبر DAC على الاعتماد على السمعة، وآليات الحوكمة، أو التصويت بالرموز لردع سلوك عدم نشر البيانات. لذلك، عند استخدام DA خارجي، قد يكون من الضروري الاعتماد على DAC.

تحليل تكلفة توافر البيانات

توفر البيانات (DA) غالبًا ما يكون عنصرًا حرجيًا في تصميم نظام سلسلة كتل بأكمله. خاصة في حالة سلاسل الكتل الموحدة مثل إثيريوم، حيث يكون استخدام مساحة الكتل مرتفعًا، يصبح حجم الكتلة عاملًا محددًا رئيسيًا في تطويرها. على مر السنين، كانت إثيريوم تعمل بنشاط على معالجة مشكلات التوسع واستكشاف حلول توسيع الطبقة الثانية المختلفة.

طبقة توفر البيانات (DA) هي مكون أساسي في الهندسة المعمارية القابلة للتوسيع المستخدمة لتقليل التكاليف وتوسيع قدرات البلوكشين. مهمتها الأساسية هي ضمان أن البيانات الموجودة على السلسلة متاحة لجميع مشاركي الشبكة. تقليديًا، كان على كل عقد تنزيل جميع بيانات المعاملات للتحقق من توفر البيانات، وهو أمر غير كفء ومكلف. تقيد هذه الحالة قابلية توسيع البلوكشين لأنه مع زيادة حجم الكتلة، يزيد كمية البيانات المطلوبة للتحقق أيضًا بشكل خطي. ونتيجة لذلك، قد يتحمل المستخدمون النهائيون تكاليف عالية لتوفر البيانات، مما يستهلك ما يصل إلى 90% من معاملاتهم على Rollup. تعتبر طبقات توفر البيانات القابلة للتوسيع حلاً محتملاً لتقليل تكاليف DA، قادرة على خفض التكاليف حتى 99%.

خلال الخمسة أشهر الماضية، أنفقت ال Rollups على الإيثيريوم ما يقرب من 10،000 ETH شهريًا بشكل جماعي على توافر البيانات.

بناءً على متوسط ​​قدره 10،000 إيثريوم شهريًا، بسعر 3،000 دولار لكل منها، فإن هذا يعادل تكلفة DA بقيمة 30 مليون دولار.

المصدر: كثبان

مقارنة حلول طبقة DA الأساسية

Avail، EigenDA، و Celestia هم اللاعبون الرئيسيون في نظام DA، لكنهم يتبنون نهجًا مختلفًا قليلًا فيما يتعلق بكومة البنية التحتية، وآلية الاتفاق، والأمان، والعلامة التجارية.

الهندسة المعمارية التقنية

وعلى عكس Celestia و Avail، فإن EigenDA مجرد مجموعة من العقود الذكية تعتمد على Ethereum. Avail و Ethereum و EigenDA يستخدمون التزامات KZG، بينما تستخدم Celestia دلائل الاحتيال لتأكيد صحة ترميز الكتلة. توفر التزامات KZG طريقة صارمة لتوفر البيانات، لكنها تزيد من العبء الحسابي على المنقبين. أما دلائل الاحتيال في Celestia، فتفترض أن البيانات يمكن الحصول عليها ضمنياً، لكن هناك فترة انتظار للنزاعات المتعلقة بدلائل الاحتيال قبل أن يتمكن العقد من تأكيد تم ترميز الكتلة بدقة. وكلا البرهانين KZG ودلائل الاحتيال يخضعان لتطور تكنولوجي سريع.

آلية التوافق

يستخدم Celestia آلية الاتفاق Tendermint ، التي تتطلب اتصال الشبكة نظير إلى نظير. من ناحية أخرى، يفصل EigenDA DA عن الاتفاق ويبث مباشرة. يسمح هذا بانتشار كتل البيانات دون قيود من بروتوكول الاتفاق وعرض النطاق الترددي للشبكة النظير إلى نظير، مما يؤدي إلى تحسين سرعة التواصل عبر الشبكة وتقليل أوقات التأكيد.

ومع ذلك، يعتمد EigenDA على عقد Ethereum mainnet’s EigenDA لاستكمال التحقق. بالنسبة لوقت تأكيد الكتلة النهائية، فإن Celestia أسرع بشكل كبير، حيث يتطلب فقط 15 ثانية مقارنة ب 12 دقيقة لـ EigenDA.

يستخدم Avail آلية الاتفاق BABE + GRANDPA ، والتي تم توريثها من SDK لـ Polkadot. يستخدم Nominated Proof of Stake وقواعد BABE لتحديد الكتلة التالية. على الرغم من أن وقت تأكيد الكتلة أبطأ من Tendermint ، يتحقق Avail من دقة المعاملة بشكل أسرع من Celestia ، بفضل استخدام التزامات KZG لإثبات الصحة.

ضمان توافر البيانات

توظف سيليستيا دلائل الاحتيال لضمان توافر البيانات، في حين يستخدم EigenDA التزامات KZG لدلائل الصحة، مما يوفر سرعات أسرع ولكن يتطلب تكلفة حسابية إضافية. تخزن مجموعة المحققين النشطة لسيليستيا مجموعة البيانات بأكملها، في حين يقوم EigenDA بتحسين التخزين لجزء صغير من البيانات على كل عقد لضمان إعادة بناء البيانات. يستفيد Avail من التزامات الحدائل KZG لتقليل متطلبات الذاكرة والنطاق الترددي والتخزين، مما يسهل عملية التحقق الفعالة.

اختيار عينات توفر البيانات (DAS)

عينات توافر البيانات هي تكنولوجيا تسمح للعقد الخفيفة بتنزيل جزء فقط من بيانات الكتلة للتحقق من توافر البيانات. توفر هذه التكنولوجيا أمانًا للعقد الخفيفة، مما يمكنها من التحقق من الكتل غير الصالحة (محدودة بجوانب توافر البيانات والتوافق) مع السماح في الوقت نفسه للبلوكشين بتوسيع توافر البيانات دون الحاجة إلى زيادات مقابلة في متطلبات العقد.

ستدعم Celestia و Avail كلتاهما عينات توفر البيانات لعقد الضوء عند الإصدار. وهذا يعني أنه يمكنها زيادة حجم الكتلة بأمان عن طريق استيعاب مزيد من عقد الضوء مع الحفاظ على متطلبات المستخدم المنخفضة للتحقق من سلسلة الكتل.

على الرغم من أن EigenLayer لا تعلن عن أي خطط رسمية بخصوص DAS، إلا أن هناك مؤشرات على أن DAS قد يصبح حلا بديلًا.

الأمان

بالمقارنة مع العُقد الكاملة التقليدية، العُقد الخفيفة التقليدية تمتلك أمانًا أضعف لأنها تقوم فقط بالتحقق من رؤوس الكُتل. لا يستطيع العُقد الخفيفة اكتشاف ما إذا كانت غالبية غير صادقة من المُنقبين تُولّد كُتبًا غير صالحة. ومع ذلك، العُقد الخفيفة ذات قدرات أخذ عينات لتوافر البيانات تتمتع بأمان محسّن لأنها يمكنها التحقق مما إذا كانت الكُتب غير صالحة قد تم إنتاجها.

تعزز سيليستيا أمانها من خلال إجراء عينات لتوفر البيانات، مع ضمان أمانها بقيمة شبكتها. كلما زادت قيمة شبكة سيليستيا، زادت تكلفة تحملها للمهاجمين، وقل احتمالية نجاح الهجوم.

على العكس من ذلك، لا يقوم EigenDA بأداء عينات توفر البيانات ولكنه يعتمد على غالبية العقداء الثقيلة الصادقة، مع أمانها يكون جزءًا من أمان Ethereum. يتأثر أمان EigenDA بقيمة الأصول المعادة المراهنة في شبكة EigenDA ونسبة مشغلي العقد في Ethereum mainnet.

تضمن Avail أخذ عينات من توافر البيانات، مما يزودها بآلية احتياطية فعالة وموثوقة تحافظ على توافر البيانات حتى أثناء الفشل. علاوة على ذلك، يستخدم Avail Nominated Proof of Stake (NPoS) لـ Polkadot، مما يتسع لما يصل إلى 1000 عقد تحقق. يحتوي NPoS أيضًا على آلية توزيع مكافآت فعالة، مما يساعد في تقليل مخاطر تركيز الرهان.

العلامة التجارية والأهداف

من منظور تسويقي، إيجين دي إيه هو منتج يتماشى بشكل وثيق مع إثيريوم. الهدف العلامي لإيجين دي إيه هو أن يصبح طبقة توفر البيانات متمركزة حول إيث، مختلفة عن الطبقات الأخرى، وهدفها خدمة نظام إثيريوم. أما افيل، فهي ملتزمة بتجميع جميع بيانات المعاملات المرتبة من جميع السلاسل، وتصبح مركز التنسيق لجميع ويب3. تتضمن البيئة السماوية مزودي RaaS، متسلسلات مشتركة، بنية تحتية عبر السلاسل، إلخ، تغطي بيئات مثل إثيريوم، إثيريوم رول ابس، كوسموس، وأوسموس.

ملخص

يتم التعرف على سيليستيا بتكاليف توافر البيانات المنخفضة (DA) وأدائها العالي. هذا ما يجعله جذابًا لسلاسل الطبقة الثانية (L2) وتطبيقات الحجم الصغير والمتوسط، مما يمكنها من توفير تكاليف DA العالية. يمكن استخدام الأصول المحفوظة لتوزيع أرباح الإيرادات وتعزيز بيئاتهم البيئية ونمو السيولة.

من ناحية أخرى، تتجذر السبقية التنافسية لـ EigenDA في صلتها الوثيقة بأمان إيثريوم والأرثوذكسية. في الأجل القصير إلى المتوسط، قد تجد L2s بمقياس كبير EigenDA خيارًا أكثر ترشيدًا بسبب تكاليف DA العالية لإيثريوم.

توظف Avail تكنولوجيا متقدمة تسمح للعملاء الخفيفين بالتحقق من سلامة البيانات دون الحاجة إلى تنزيل سلسلة الكتل بأكملها. يجعل هذا التكنولوجيا سلسلة الكتل أكثر إمكانية الوصول للمستخدمين. منذ الانفصال عن Polygon، سعى Avail إلى شراكات جديدة مع مجموعة متنوعة من الكيانات، مما يظهر مرونته عبر سيناريوهات التطبيق المتعددة.

الصورة أدناه توضح مقارنة بين طبقات DA المختلفة مع Avail.

المصدر: مدونة Avail 2024.4.20

استنتاج

حاليًا، ظهرت ال Rollups كالمسار الرئيسي لل Ethereum، مما يعني أن Ethereum قد أسندت تعريف Layer2 إلى السوق. يحتوي هذا الاتجاه الذي يبدو متطورًا على أشكال مختلفة من المنافسة. بشكل عام، فإن ظهور الحلول DA ذات الصلة مثل Celestia قد ضعف بالفعل تنافسية Ethereum في مجال DA إلى حد ما.

سحر التعددية يكمن في فصل بين مكوناتها. يتيح ذلك لكل طبقة من الابتكار البناء على الأخرى، ويمكن أن يعزز تحسين كل وحدة أداء الأخرى. في المستقبل، قد توفر عملية تطوير التعددية ثروة من الخيارات التنافسية لكل من المطورين والمستخدمين.