Sobre as camadas de disponibilidade de dados

Origem

As camadas de disponibilidade de dados surgiram como uma parte saliente da arquitetura modular, actuando como um componente conectável para reduzir os custos e escalar as cadeias de blocos. A principal função de uma camada DA é garantir que os dados da cadeia estejam disponíveis e acessíveis a todos os participantes na rede. Historicamente, cada nó tinha de descarregar todos os dados de transação para verificar se os dados estavam disponíveis - uma tarefa extremamente ineficiente e dispendiosa. É assim que a maioria das cadeias de blocos funciona atualmente e constitui uma barreira à escalabilidade, uma vez que a quantidade de dados necessários para verificar aumenta linearmente com o tamanho do bloco. O utilizador final sofre aqui: os custos de disponibilidade dos dados representam 90% dos custos de transação em que um utilizador incorre para transacionar num rollup (o custo para os rollups enviarem dados de transação para o Ethereum é atualmente de 1300 a 1600 dólares/mb).

Economia de enrolar na Duna

A introdução da amostragem de disponibilidade de dados (DAS) alterou fundamentalmente esta arquitetura. Com o DAS, os nós de luz podem confirmar que os dados estão disponíveis participando em rondas de amostragem aleatória de dados de blocos em vez de terem de descarregar cada bloco inteiro. Uma vez concluídas as várias rondas de amostragem - e atingido um determinado limiar de confiança de que os dados estão disponíveis - o resto do processo de transação pode ocorrer em segurança. Desta forma, uma cadeia pode escalar o seu tamanho de bloco e manter uma verificação fácil da disponibilidade dos dados. Além disso, consegue-se uma poupança de custos considerável: estas camadas emergentes podem reduzir os custos de DA até 99%.

Uma analogia muito apropriada para a DA de 0xngmi

Para além de permitirem um débito muito mais elevado, as camadas de disponibilidade de dados são também importantes para melhorar a interoperabilidade. A DA barata alimentará inevitavelmente uma explosão cambriana de novas cadeias de rollups personalizadas, cuja implementação se torna cada vez mais simples com fornecedores de rollup como serviço, como Caldera, AltLayer e Conduit. No entanto, à medida que for surgindo um ecossistema de L2s e L3s, estes serão fragmentados por defeito. Conseguir utilizadores para uma nova plataforma já é difícil - torna-se muito pior se a interoperabilidade, a liquidez e os efeitos de rede forem limitados. Com uma camada DA unificada a servir de base a cada uma destas redes, o fluxo de fundos torna-se muito mais simplificado e atrai uma base de utilizadores mais alargada.

A Caldera e outros fornecedores de RaaS permitirão que os projectos escolham uma camada DA à medida que criam o seu rollup personalizado

A Avail, a EigenDA e a Celestia são as principais personagens do ecossistema de DA - cada uma servindo o mesmo espaço, mas adoptando abordagens ligeiramente diferentes no que diz respeito à pilha de infra-estruturas, execução e entrada no mercado.

Em termos de arquitetura técnica, o Avail, o Ethereum e o EigenDA utilizam compromissos KZG, enquanto o Celestia utiliza provas de fraude para confirmar que os blocos são codificados corretamente. A geração de provas KZG - embora seja uma forma muito rigorosa de provar DA - causa mais sobrecarga computacional para os produtores de blocos, especialmente à medida que o tamanho do bloco aumenta. A Celestia, por outro lado, assume que os dados estão disponíveis implicitamente através do seu esquema de prova de fraude. Em troca de não ter "trabalho" computacional para completar, o sistema tem de esperar um determinado período de tempo por um período de disputa à prova de fraude antes de os nós poderem confirmar que o bloco está codificado corretamente. Tanto as provas KZG como as provas de fraude estão a passar por rápidos avanços tecnológicos; as suas soluções de compromisso podem continuar a crescer em complexidade, e ainda não é claro se um mecanismo será estritamente dominante sobre o outro.

No caso do Avail, a sua arquitetura com compromissos KZG permite-lhe estar bem adaptado a construções zk - esta é uma área em que o Celestia pode enfrentar dificuldades devido à sua dependência de provas optimistas se zk dominar no futuro. Além disso, a rede p2p de clientes ligeiros da Avail pode suportar a rede mesmo que todos os nós completos estejam em baixo; na arquitetura da Celestia, os clientes ligeiros não podem funcionar sem nós completos. Tanto o Avail como o Celestia utilizam a codificação de apagamento no DAS, que divide os dados em fragmentos, acrescenta redundância e permite a reconstrução desses dados para os verificar.

Em contraste com as pilhas de Celestia e Avail, a EigenDA aproveita a infraestrutura existente do Ethereum. A EigenDA herda o mesmo tempo de finalização que a Ethereum se os dados tiverem de ser enviados para contratos de rollup para provar que os dados estão disponíveis. No entanto, se o rollup utilizar totalmente o EigenLayer, a finalidade pode ser alcançada muito mais rapidamente.

Para o consenso, o Avail usa o BABE + GRANDPA herdado do SDK da Polkadot juntamente com a prova de participação nomeada (NPoS). O NPoS serve para nomear um conjunto de validadores que um delegador está disposto a ver eleitos, enquanto o BABE determina quem vai propor o bloco seguinte e o GRANDPA actua como algoritmo de finalização do bloco.

A Celestia usa o Tendermint para consenso, permitindo aos utilizadores apostar o seu $TIA (o token nativo da rede) para uma parte das recompensas de aposta do validador. Embora a Celestia seja capaz de atingir uma finalidade rápida com o Tendermint, há um período de espera para garantias reais de disponibilidade de dados (os utilizadores têm de ter tempo para apresentar provas de fraude) devido à sua arquitetura otimista.

A EigenDA não tem um consenso propriamente dito, mas dispõe de dois mecanismos para garantir a validade da disponibilidade dos dados:

• Prova de custódia. Trata-se essencialmente de um mecanismo de segurança económica que garante que os nós estão a armazenar os dados, mas não garante que esses dados sejam servidos a todos na rede. Os nós são cortados se não estiverem em conformidade, por exemplo, se não puderem provar que têm os dados.
• Descentralização suficiente. Garantir que o conjunto de operadores permanece descentralizado e resistente a conluios é crucial para que a rede funcione corretamente. Com um conjunto de validadores grande e independente, a disponibilização dos dados torna-se uma competição em que muitos intervenientes no mercado estão dispostos a participar. A esta escala, é extremamente difícil ser conivente.

Um ponto interessante que vale a pena mencionar é que o conjunto de validadores activos da Celestia é composto pelos 100 principais validadores por tokens apostados, e este limite pode diminuir no futuro. Além disso, cada um dos seus validadores armazena todo o conjunto de dados. O EigenDA irá otimizar para cada nó (potencialmente milhões no futuro) armazenando uma pequena parte dos dados - neste caso, se um número suficiente de nós for honesto, os dados podem ser reconstruídos. Pode encontrar todas as origens (e mais pormenores) do EigenDA no tópico recente de Sreeram.

EigenLayer

Para concluir, a Avail fez uma comparação útil dos componentes principais das camadas DA dominantes.

Está também a surgir um debate sobre as vantagens e desvantagens de cada uma destas concepções. David Hoffman observou que a Celestia é uma blockchain inteira por si só - uma pilha complexa que requer muito mais do que a pura DA. O EigenDA, por outro lado, é apenas um conjunto de contratos inteligentes, mas tem uma dependência do Ethereum que o Celestia e o Avail não têm.

David Hoffman no Twitter

A equipa da Celestia argumenta que um token é necessário para a segurança, e a EigenDA acabará por precisar de um, uma vez que é impossível reduzir a disponibilidade de dados fora da cadeia na cadeia. Defendem que, para garantir que os nós são honestos, que os dados estão disponíveis e para punir os nós maliciosos, a rede deve poder ser verificada com uma estrutura de incentivos que inclua um símbolo nativo. Aqui, Nick White, da Celestia, apresenta esta crítica ao EigenDA: os validadores reestruturados que retêm dados não podem ser cortados a menos que a cadeia de origem seja bifurcada - o que é extremamente improvável, uma vez que se trata do Ethereum.

Em termos de marca, a EigenDA é um produto extremamente alinhado com o Ethereum. A equipa da EigenLayer está a construir com o EIP-4844 e o danksharding em mente - nas palavras de Sreeram, a EigenDA é construída como "a única camada de disponibilidade de dados centrada no ETH". Explica que uma camada de disponibilidade de dados é, por definição, um produto modular, mas que outras "camadas" de DA são, na realidade, as próprias cadeias de blocos.

O empacotamento de uma camada DA numa blockchain traz benefícios claros para os rollups que funcionam nativamente nelas, principalmente na forma de garantias de segurança. No entanto, Sreeram menciona que o objetivo da sua equipa ao construir a EigenDA é criar um produto que forneça apenas serviços de disponibilidade de dados ao ecossistema Ethereum, partindo dos primeiros princípios - uma verdadeira "camada" adjacente ao ecossistema Ethereum. Ele observa que um consenso separado não é necessário neste caso, uma vez que os rollups baseados em Ethereum já dependem da rede para ordenação e consenso. (Sreeram explicou-o de forma eloquente no recente episódio Bankless).

O Avail foi concebido com provas de validade e DAS, o que permite um elevado grau de flexibilidade e interoperabilidade a nível do ecossistema. A sua arquitetura estabelece uma base para uma estrutura escalável, concebida para permitir serviços em muitas plataformas diferentes. Esta posição "não opinativa" permite uma maior interoperabilidade e fluxo de fundos, e também apela a ecossistemas não centrados no Ethereum. O objetivo final é recolher os dados das transacções ordenadas de todas as cadeias e agregá-los ao Avail, tornando-o o centro de coordenação de toda a web3. Para dar o pontapé de saída da rede, a Avail lançou recentemente uma campanha Clash of Nodes juntamente com a sua testnet incentivada, permitindo aos utilizadores executar validadores e clientes ligeiros e competir em desafios de rede.

O ecossistema da Celestia é composto por fornecedores de RaaS, sequenciadores partilhados, infra-estruturas de cadeia cruzada e muito mais, em ecossistemas que incluem Ethereum, Ethereum rollups, Cosmos e Osmosis.

Instantâneo da página do ecossistema da Celestia

Cada uma destas opções de design, tanto a nível técnico como a nível de marketing, implica contrapartidas interessantes. Pessoalmente, não tenho a certeza de que a categoria de disponibilidade de dados venha a ser um mercado de vencedores ou de mercadorias - em vez disso, poderá existir um mercado de tipo oligopólio em que os projectos optem pela camada de DA que melhor se adapte às suas necessidades. Dependendo do tipo de protocolo, as equipas podem otimizar a interoperabilidade, a segurança ou uma preferência por um ecossistema ou comunidade. Se os rollups de casos de utilização personalizados explodirem como previsto, não hesitará em integrar uma camada de DA - e haverá mais do que uma opção robusta por onde escolher.

Esta tecnologia - e a narrativa modular em geral - ainda é relativamente nova, com a Celestia a entrar recentemente em funcionamento e a Avail e a EigenDA a chegarem à rede principal nos próximos meses. No entanto, os progressos técnicos realizados até à data no domínio do modularismo foram excepcionais (muitos destes conceitos eram apenas ideias há alguns anos!). Ao aperfeiçoar intrinsecamente a forma como construímos e utilizamos as cadeias de blocos, as camadas DA tornar-se-ão, sem dúvida, uma das principais tecnologias deste ciclo e de outros ciclos.

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