Informationen zu Datenverfügbarkeitsebenen
Ursprung
Datenverfügbarkeitsschichten haben sich zu einem wichtigen Bestandteil der modularen Architektur entwickelt und fungieren als austauschbare Komponente, um die Kosten zu senken und Blockchains zu skalieren. Die Kernfunktion einer DA-Schicht besteht darin, sicherzustellen, dass Kettendaten für alle Netzwerkteilnehmer verfügbar und zugänglich sind. In der Vergangenheit musste jeder Knoten alle Transaktionsdaten herunterladen, um zu überprüfen, ob die Daten verfügbar waren – eine äußerst ineffiziente und kostspielige Aufgabe. Dies ist die Art und Weise, wie die meisten Blockchains derzeit funktionieren, und ist ein Hindernis für die Skalierbarkeit, da die Datenmenge, die für die Verifizierung erforderlich ist, linear mit der Blockgröße zunimmt. Der Endbenutzer leidet hier: Die Kosten für die Datenverfügbarkeit machen 90 % der Transaktionskosten aus, die einem Benutzer für Transaktionen auf einem Rollup entstehen (die Kosten für Rollups, um Transaktionsdaten an Ethereum zu senden, betragen heute 1300 bis 1600 US-Dollar pro MB).
Mit der Einführung von Data Availability Sampling (DAS) hat sich diese Architektur grundlegend verändert. Mit DAS können Lichtknoten bestätigen, dass die Daten verfügbar sind, indem sie an Runden von Zufallsstichproben von Blockdaten teilnehmen, anstatt jeden gesamten Block herunterladen zu müssen. Sobald mehrere Stichprobenrunden abgeschlossen sind – und eine bestimmte Konfidenzschwelle erreicht ist, dass die Daten verfügbar sind – kann der Rest des Transaktionsprozesses sicher stattfinden. Auf diese Weise kann eine Kette ihre Blockgröße skalieren und gleichzeitig eine einfache Überprüfung der Datenverfügbarkeit aufrechterhalten. Und es werden auch erhebliche Kosteneinsparungen erzielt: Diese neuen Schichten können die DA-Kosten um bis zu 99 % senken.
Eine sehr passende Analogie für DA von 0xngmi
Datenverfügbarkeitsschichten ermöglichen nicht nur einen viel höheren Durchsatz, sondern sind auch für die Verbesserung der Interoperabilität von Bedeutung. Billige DA wird unweigerlich zu einer kambrischen Explosion neuer benutzerdefinierter Rollup-Ketten führen , die mit Rollup-as-a-Service-Anbietern wie Caldera, AltLayer und Conduit immer einfacher zu implementieren sind. Wenn jedoch ein Ökosystem von L2s und L3s entsteht, werden diese standardmäßig fragmentiert. Es ist bereits schwierig, Benutzer auf eine neue Plattform zu bringen – es wird noch viel schlimmer, wenn Interoperabilität, Liquidität und Netzwerkeffekte begrenzt sind. Mit einer einheitlichen DA-Schicht, die als Grundlage für jedes dieser Netzwerke dient, wird der Geldfluss viel vereinfacht und zieht eine breitere Nutzerbasis an.
Caldera und andere RaaS-Anbieter ermöglichen es Projekten, einen DA-Layer auszuwählen, während sie ihr benutzerdefiniertes Rollup erstellen
Avail, EigenDA und Celestia sind die Hauptfiguren im DA-Ökosystem – beide bedienen den gleichen Bereich, verfolgen aber leicht unterschiedliche Ansätze in Bezug auf Infrastruktur-Stack, Ausführung und Markteinführung.
In Bezug auf die technische Architektur verwenden Avail, Ethereum und EigenDA KZG-Verpflichtungen, während Celestia Betrugsnachweise verwendet, um zu bestätigen, dass Blöcke korrekt kodiert sind. Das Generieren von KZG-Beweisen – obwohl eine sehr strenge Methode zum Beweis von DA – verursacht mehr Rechenaufwand für Blockproduzenten, insbesondere wenn die Blockgröße zunimmt. Celestia hingegen geht davon aus, dass die Daten implizit über ihr Betrugssicherungssystem verfügbar sind. Im Gegenzug für die Tatsache, dass keine Rechenarbeit zu erledigen ist, muss das System eine bestimmte Zeit auf einen betrugssicheren Anfechtungszeitraum warten, bevor die Knoten bestätigen können, dass der Block korrekt codiert ist. Sowohl KZG-Beweise als auch Betrugsnachweise erleben rasante technische Fortschritte. Ihre Kompromisse könnten weiter an Komplexität zunehmen, und es ist noch unklar, ob ein Mechanismus gegenüber dem anderen streng dominant sein wird.
Für Avail ermöglicht ihre Architektur mit KZG-Verpflichtungen, dass sie sich gut für zk-Konstruktionen eignen - dies ist ein Bereich, in dem Celestia auf Schwierigkeiten stoßen könnte, da sie sich auf optimistische Beweise verlassen, wenn zk in Zukunft dominiert. Darüber hinaus kann das P2P-Netzwerk von Light Clients von Avail das Netzwerk auch dann unterstützen, wenn alle vollständigen Knoten ausgefallen sind. In der Architektur von Celestia können Light-Clients nicht ohne vollständige Knoten betrieben werden. Sowohl Avail als auch Celestia verwenden Erasure Coding unter DAS, das die Daten in Shards aufteilt, Redundanz hinzufügt und die Rekonstruktion dieser Daten ermöglicht, um sie zu verifizieren.
Im Gegensatz zu den Stacks von Celestia und Avail spielt EigenDA mit der bestehenden Infrastruktur von Ethereum. EigenDA erbt die gleiche Endgültigkeitszeit wie Ethereum, wenn Daten an Rollup-Verträge gesendet werden müssen, um nachzuweisen, dass die Daten verfügbar sind. Wenn das Rollup jedoch EigenLayer vollständig verwendet, kann die Endgültigkeit viel schneller erreicht werden.
Für den Konsens verwendet Avail BABE + GRANDPA , das vom SDK von Polkadot geerbt wurde, zusammen mit nominiertem Proof-of-Stake (NPoS). NPoS dient dazu, eine Reihe von Validatoren zu nominieren , die ein Delegierender bereit ist, gewählt zu sehen, während BABE bestimmt, wer den nächsten Block vorschlägt, und GRANDPA als Algorithmus für die Blockfinalisierung fungiert.
Celestia verwendet Tendermint für den Konsens und ermöglicht es Benutzern, ihre $TIA (den nativen Token des Netzwerks) für einen Teil der Staking-Belohnungen des Validators einzusetzen. Obwohl Celestia in der Lage ist, mit Tendermint eine schnelle Endgültigkeit zu erreichen, gibt es aufgrund ihrer optimistischen Architektur eine Wartezeit für tatsächliche Datenverfügbarkeitsgarantien (Benutzer müssen Zeit haben, Betrugsnachweise einzureichen).
EigenDA hat selbst keinen Konsens, sondern zwei Mechanismen, um die Gültigkeit der Datenverfügbarkeit sicherzustellen:
- Nachweis des Sorgerechts. Dies ist im Wesentlichen ein wirtschaftlicher Sicherheitsmechanismus, der sicherstellt, dass die Knoten die Daten speichern, aber nicht wirklich garantiert, dass diese Daten für alle im Netzwerk bereitgestellt werden. Knoten werden gekürzt, wenn sie sich nicht daran halten, z.B. wenn sie nicht nachweisen können, dass sie über die Daten verfügen.
- Ausreichende Dezentralisierung. Die Sicherstellung, dass das Operator-Set dezentralisiert und kollusionsresistent bleibt, ist entscheidend für den ordnungsgemäßen Betrieb des Netzwerks. Mit einem großen und unabhängigen Validator-Set wird die Bereitstellung der Daten zu einem Wettbewerb, an dem viele Marktteilnehmer bereit sind, teilzunehmen. In dieser Größenordnung ist es extrem schwierig, Absprachen zu treffen.
Ein interessanter Punkt, der erwähnenswert ist, ist, dass das aktive Validator-Set von Celestia aus den 100 besten Validatoren nach gestakten Token besteht, und dieser Schwellenwert kann in Zukunft sinken. Darüber hinaus speichert jeder ihrer Validatoren den gesamten Datensatz. EigenDA optimiert für jeden Knoten (möglicherweise Millionen in der Zukunft) und speichert einen kleinen Teil der Daten – in diesem Fall können die Daten rekonstruiert werden, wenn genügend Knoten ehrlich sind. Die vollständigen Ursprünge von EigenDA (und mehr Details dazu) finden Sie in Sreerams aktuellem Thread.
Abschließend hat Avail einen hilfreichen Vergleich der Kernkomponenten der dominanten DA-Schichten angestellt.
Es gibt auch eine aufkommende Diskussion über die Kompromisse der einzelnen Designs. David Hoffman merkte an , dass Celestia eine ganze Blockchain für sich ist – ein komplexer Stack, der viel mehr als reine DA erfordert. EigenDA hingegen ist nur eine Reihe von Smart Contracts, ist aber auf Ethereum angewiesen, was Celestia und Avail nicht tun.
Das Celestia-Team argumentiert, dass ein Token für die Sicherheit notwendig ist, und EigenDA wird irgendwann einen benötigen, da es unmöglich ist, die Verfügbarkeit von Off-Chain-Daten auf der Chain zu reduzieren. Um sicherzustellen, dass die Knoten ehrlich sind, dass die Daten verfügbar sind, und um böswillige Knoten zu bestrafen, muss das Netzwerk mit einer Anreizstruktur verifiziert werden können, die einen nativen Token enthält. Hier bringt Nick White von Celestia diese Kritik an EigenDA zur Sprache: Restaked-Validatoren, die Daten zurückhalten, können nicht gekürzt werden, es sei denn, die Quellkette wird geforkt – was extrem unwahrscheinlich ist, da es sich um Ethereum handelt.
In Bezug auf das Branding ist EigenDA ein extrem auf Ethereum ausgerichtetes Produkt. Das EigenLayer-Team entwickelt mit EIP-4844 und Dankharding im Hinterkopf – in Sreerams Worten ist EigenDA als "die einzige ETH-zentrierte Datenverfügbarkeitsschicht" aufgebaut. Er erklärt, dass eine Datenverfügbarkeitsschicht per Definition ein modulares Produkt ist, aber dass andere DA-"Schichten" eigentlich selbst Blockchains sind.
Das Verpacken einer DA-Schicht in eine Blockchain bringt klare Vorteile für Rollups mit sich, die nativ darauf ausgeführt werden, vor allem in Form von Sicherheitsgarantien. Sreeram erwähnt jedoch, dass das Ziel seines Teams beim Aufbau von EigenDA darin besteht, ein Produkt zu schaffen, das dem Ethereum-Ökosystem nur Datenverfügbarkeitsdienste bietet, die von den Grundprinzipien ausgehen – einer echten "Schicht", die an das Ethereum-Ökosystem angrenzt. Er merkt an, dass hier kein separater Konsens erforderlich ist, da Ethereum-basierte Rollups bereits auf das Netzwerk angewiesen sind, um Ordnung und Konsens zu erzielen. (Sreeram hat dies in der jüngsten Bankless-Episode eloquent erklärt.)
Avail ist mit Gültigkeitsnachweisen und DAS ausgestattet, was ein hohes Maß an Flexibilität und Interoperabilität in Bezug auf das Ökosystem ermöglicht. Ihre Architektur bildet die Grundlage für ein skalierbares Framework, das darauf ausgelegt ist, Dienste über viele verschiedene Plattformen hinweg zu ermöglichen. Diese "meinungslose" Haltung ermöglicht eine größere Interoperabilität und einen größeren Geldfluss und spricht auch nicht-Ethereum-zentrierte Ökosysteme an. Das ultimative Ziel ist es, geordnete Transaktionsdaten aus allen Chains zu nehmen und sie zu Avail zu aggregieren, um sie zum Koordinations-Hub für das gesamte Web3 zu machen. Um das Netzwerk zu starten, startete Avail kürzlich eine Clash of Nodes-Kampagne zusammen mit ihrem Testnetz mit Anreizen, die es den Nutzern ermöglicht, Validatoren und Light Clients auszuführen und an Netzwerkherausforderungen teilzunehmen.
Das Ökosystem von Celestia besteht aus RaaS-Anbietern, gemeinsam genutzten Sequenzern, Cross-Chain-Infrastruktur und mehr, über Ökosysteme wie Ethereum, Ethereum-Rollups, Cosmos und Osmosis hinweg.
Schnappschuss von Celestias Ökosystem-Seite
Jede dieser Designentscheidungen, sowohl in technischer als auch in marketingtechnischer Hinsicht, ist mit interessanten Kompromissen verbunden. Persönlich bin ich mir nicht sicher, ob es sich bei der Kategorie "Datenverfügbarkeit" um einen "Winner-take-all"- oder einen standardisierten Markt handeln wird – vielmehr könnte es einen oligopolartigen Markt geben, bei dem sich Projekte für die DA-Schicht entscheiden, die ihren Anforderungen am besten entspricht. Abhängig von der Art des Protokolls können Teams die Interoperabilität, die Sicherheit oder die Präferenz für ein Ökosystem oder eine Community optimieren. Wenn benutzerdefinierte Anwendungsfall-Rollups wie erwartet explodieren, werden sie nicht zögern, eine DA-Schicht zu integrieren – und es wird mehr als eine robuste Option zur Auswahl geben.
Diese Technologie – und das modulare Narrativ im Allgemeinen – ist noch relativ neu, da Celestia erst kürzlich live gegangen ist und Avail und EigenDA in den kommenden Monaten das Mainnet erreichen werden. Der technische Fortschritt auf dem Gebiet des Modularismus ist jedoch außergewöhnlich (viele dieser Konzepte waren vor einigen Jahren nur Ideen !). Durch die Verfeinerung der Art und Weise, wie wir Blockchains aufbauen und verwenden, werden DA-Schichten zweifellos zu einer der Kerntechnologien dieses Zyklus und darüber hinaus.
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