PSE Trading: Nueva narrativa de Block Chain - Capa DA compitiendo por los campeones

Publicación original de @cryptohawk, analista comercial de PSE

1. Una parte integral de la cadena de bloques modular

La arquitectura histórica de blockchain convencional es una estructura no jerárquica, es decir, las cuatro funciones principales de cálculo/liquidación/consenso/disponibilidad de datos son realizadas por el mismo lote de nodos. Por el contrario, en la estructura jerárquica de la cadena de bloques, el nodo solo necesita centrarse en una parte de las cuatro funciones principales de computación/asentamiento/consenso/disponibilidad de datos, reduciendo así el umbral de hardware del nodo y logrando la expansión.

La definición de los cuatro módulos funcionales principales de blockchain:

En el momento en que la ecología Ethereum Rollups con Ethereum como núcleo está en pleno apogeo, la tarifa de gas de L2 puede ahorrar casi un 90% en comparación con L1, pero aún no es lo suficientemente baja y todavía hay una distancia del objetivo de conectar a cientos de millones de usuarios finales C previstos en el futuro.

Según el discurso del fundador de Avail en la Conferencia Comunitaria ETH del 23.7, casi el 70% del costo de los Rollups actualmente reside en la publicación de datos de transmisión y datos de prueba en Ethereum L1. El siguiente paso para las cadenas de bloques modulares es casi predecible, con ETH L1 y numerosas capas DA dedicadas compitiendo al nivel de disponibilidad de datos para reducir drásticamente la barrera de entrada para nuevos rollups, fortaleciendo aún más la zona sin sacrificar la seguridad y la descentralización. Escalabilidad de blockchain e interacción reducida. costos.

2 DA LAYER ÚLTIMOS DESARROLLOS

2.1 Ruta de la tecnología de la capa DA

Con respecto a cómo garantizar la disponibilidad de datos, la capa DA adopta muchas innovaciones tecnológicas y la capa DA ha acordado algunas direcciones técnicas, como garantizar que se puedan obtener/restaurar datos completos:

(1) Código de borrado

Para evitar que los nodos DA pierdan fragmentos de datos, la tecnología de código de borrado expande los datos originales de N elementos a M elementos (M > N), siempre que se obtengan N elementos únicos de los M elementos de los datos extendidos, el datos extendidos completos.

La capa DA utiliza tx/blob en el bloque como el elemento más pequeño, EigenDA y Espreeso adoptan un esquema de codificación Reed-Solomon unidimensional, y Celestia y ETH Darksharding adoptan un esquema de codificación Reed-Solomon bidimensional.

(2) Muestreo de disponibilidad de datos

El mecanismo de muestreo de disponibilidad de datos se basa en códigos de borrado, es decir, los nodos no necesitan descargar datos de bloque completos, y una cierta cantidad de bloques de datos se muestrean aleatoriamente desde los constructores de bloques a través de suficientes nodos (incluso nodos ligeros) para garantizar la mayor cantidad de datos. en el peor de los casos, se pueden recuperar bloques completos.

Por supuesto, en otras direcciones técnicas, como cómo demostrar que los datos originales se han codificado y ampliado correctamente, existen diferencias en los esquemas adoptados por las diferentes capas de DA:

(1) Modo a prueba de fraude

Proyecto representativo: Celestia

A través de los nodos ligeros que muestrean suficientes bloques de datos únicos y los transmiten a los nodos completos, los nodos completos honestos pueden ejecutar la codificación para restaurar el bloque completo y recalcular la raíz de Merkle de datos y la raíz publicada por el generador de bloques para comparación y verificación. Si la verificación falla, es decir, demuestra que los datos originales no se han codificado y expandido correctamente, el nodo completo transmitirá la prueba de fraude al nodo ligero y al nodo completo.

Ventajas: Las barreras técnicas para la implementación del mecanismo de incentivos de la teoría de juegos son menores;

Desventaja: Es necesario cumplir un supuesto mínimo de honestidad.

(2) Modelo de Compromiso KZG

Proyectos representativos: EigenDA, Espresso, Avail, ETH Darksharding

El compromiso KZG es una prueba de compromiso polinomial. De acuerdo con la especificación de datos tx de la capa DA, todos los datos originales y los datos extendidos se asignan a la cuadrícula X, Y, como se muestra en la siguiente figura con 8 elementos (d 0, x 0). , (d 1, x 1)...(e 0, x 4),(e 1, x 5)..., y luego use la interpolación lagrangiana para encontrar el polinomio de orden mínimo que los atraviesa. este polinomio f(x) con un valor secreto A confiable de , hace un compromiso C(f).

Posteriormente, Prover generará una prueba fija de 48 bytes Π para los elementos del grupo. Con C (f), el verificador puede verificar si y = f (x) es válido para cada elemento, siempre que todos los datos originales y los datos extendidos El elemento apunte de están todos en el mismo polinomio, puede demostrar que los datos originales han sido codificados y ampliados correctamente.

Ventajas: verificación y prueba rápidas;

Desventajas: Se requieren configuraciones confiables por adelantado y no son resistentes a la computación cuántica.

(3) Modo de firma múltiple del comité DA (Comité de disponibilidad de datos)

Proyecto representativo: Arbitrum Nova

En este modo, la cadena de bloques depende de un comité DA externo para almacenar datos de transmisión y promete proporcionar datos de acuerdo con las necesidades de los usuarios finales B/C. El llamado compromiso DA significa que los miembros del comité pueden firmar el tiempo de vencimiento de Hash y DA de un determinado bloque de datos de transmisión con una firma BLS que cumple con un cierto número de umbrales.

Ventajas: costo extremadamente bajo;

Desventajas: la disponibilidad de datos también depende del modelo de incentivo de honestidad coincidente + modelo de castigo malvado + modelo de gobernanza DAO, la confiabilidad es menor que la prueba de fraude y la prueba de compromiso KZG, por lo que es adecuado para el almacenamiento interactivo de datos de transmisión de aplicaciones no financieras de bajo valor. .

2.2 Esquema de división de módulos

También hay muchos esquemas de diseño en el mercado sobre cómo se dividen los diferentes módulos de la cadena de bloques entre proyectos específicos. A continuación se enumeran seis marcos de diseño principales: Celestium, Celestia Sovereign Rollup, Eigen Rollup, Espresso Rollup y Ethereum Rollup.

Descarte algunos puntos centrales:

(1) La capa de liquidación unificada puede permitir que muchos Rollups disfruten de seguridad entre cadenas y liquidez agregada.

En comparación con la cadena cruzada entre L1 a través de la capa de confianza de retransmisión, la capa de liquidación unificada entre Rollups puede compartir el estado global entre sí en tiempo real en la capa de liquidación, y la seguridad de la cadena cruzada de tokens e información es mayor.

El siguiente autor enumera dos soluciones de puente entre cadenas de terceros:

• A través del contrato oficial de puente entre cadenas y el SDK en Rollups, se realiza la cadena cruzada sin asumir una mayor confianza;

• Logre una cadena cruzada más rápida y de menor costo a través de un fondo de liquidez de terceros.

(2) La capa DA no debe realizar el derecho de clasificación de tx.

Recientemente, el investigador de Celestia, NashQ, propuso una variedad de módulos variantes Rollup, en los que el derecho de clasificación de transmisión se asigna principalmente a la capa agregador/DA. El autor cree que se ha prestado cada vez más atención a la discusión sobre la distribución democratizada de mev. El mecanismo representado por PBS puede distribuir razonablemente el valor de mev entre arbitrajistas y nodos/clasificadores, y será adoptado por el rollup principal con un probabilidad alta. El diseño del mecanismo de consenso y la arquitectura de red de la capa DA debe centrarse en garantizar la disponibilidad de datos. Si se agrega un mecanismo de asignación de mev adicional relacionado con la clasificación de tx, puede plantear desafíos innecesarios a los requisitos técnicos de la arquitectura de red.

(3) En los próximos diez años, Ethereum seguirá siendo la mejor opción para la mayoría de las capas de consenso y capas de liquidación acumuladas.

Bajo el marco modular de blockchain, a la mayoría de los usuarios de blockchain (incluso los profesionales) no les importa mucho la seguridad y la finalidad del bloque proporcionada por la capa de consenso, y el autor cree que la capa de consenso es el núcleo del módulo blockchain. Es que incluso en 2023, hubo un evento de reversión de bloque anormal de la cadena Polygon POS, que extendió en gran medida el tiempo de confirmación de bloque del protocolo Cex y cross-chain para la cadena Polygon POS, lo que tuvo un impacto negativo y de gran alcance. Por lo tanto, el autor considera que Ethereum será inquebrantable como líder de la capa de consenso de la cadena pública de contratos inteligentes (91 Open) en los próximos diez años, y también es la mejor opción para la capa de consenso Rollup. Como módulo clave del bloque acumulativo y la confirmación de la liquidación estatal global, la capa de liquidación es la mejor opción para unificarse con la capa de consenso.

3 Introducción a los proyectos de capa DA convencionales

3.1 Celestia

Como primera solución que proporciona una capa DA, la arquitectura de red de Celestia se divide en una capa de consenso y una capa de disponibilidad de datos.

(1) Capa de consenso: Celestia toma prestado en gran medida de la arquitectura de Cosmos y construye una cadena POS llamada Celestia APP como capa de consenso, bajo la cual Celestia-core usa la versión modificada de Tendermint como algoritmo de consenso, y los nodos todavía usan Tendermint. reglas de red p2p y conectarse a la capa de aplicación (es decir, máquina de estado) a través de ABCI++ para ejecutar la lógica PoS y realizar la gobernanza.

(2) Capa de disponibilidad de datos: Celestia utiliza la tecnología de muestreo de disponibilidad de datos (DAS) para permitir que los nodos ligeros generen atributos de seguridad cercanos a los nodos completos descargando solo el encabezado del bloque que contiene la raíz Merkle de los datos del bloque sin descargar el bloque completo.

Específicamente, en cada ronda de DAS, los nodos de luz de Celestia tomarán muestras de los bloques de datos de 2 k × 2 k codificados mediante códigos de borrado para cada bloque. Cada nodo ligero selecciona aleatoriamente un conjunto de coordenadas en la matriz de expansión y consulta el nodo completo para el bloque de datos y las pruebas de Merkle correspondientes en estas coordenadas.

Suponiendo que el nodo completo oculta el tx al transmitir un bloque que contiene 1000 tx, se supone que el nodo ligero debe estar disponible para todos los datos del bloque a través de la inspección de muestreo (es decir, ningún bloque de datos con errores o perdidos que no sea suficiente para recuperar). el bloque completo) se alcanza una probabilidad de confianza del 99,9999%, si un muestreo simple de 1000 bloques de datos originales y un nodo completo malicioso oculta un tx, se necesitarán alrededor de 13,800 muestras para lograrlo, es mejor descargar el bloque completo directamente; Datos Se muestrean bloques y los nodos completos maliciosos ocultan más de 1 millón de bloques de datos, solo se necesitan 48 muestras y la diferencia de eficiencia es aproximadamente 288 veces.

Qué puede lograr DAS:

1. Una pequeña cantidad de muestreo puede descubrir si el bloque transmitido por el nodo completo oculta más del 25% de los datos del bloque;

2. El muestreo para obtener el 75% de los datos puede garantizar que se puedan recuperar los datos del bloque completo.

Lo que DAS no puede lograr:

1. Si el productor del bloque oculta más del 25% de los datos, es posible que no sea posible recuperar los datos completos del bloque;

2. Si no hay suficientes nodos ligeros para muestrear, es posible que no sea posible muestrear suficientes bloques de datos no duplicados para reconstruir el bloque completo.

Para informes de investigación en profundidad, consulte:

3.2 DA propia

Como la primera red AVS desarrollada oficialmente por EigenLayer, EigenDA pertenece al "pro-son" de EigenLayer, que se ubica en la capa DA del subconjunto de seguridad de Ethereum y promueve principalmente la solución blockchain soberana en la que la capa de liquidación es atendida simultáneamente por la capa de ejecución.

El fundador Sreeram Kannan llevó a cabo una investigación innovadora sobre Coded Merkle Tree, Scalable Data Availability Oracle, DispersedLedger y otras tecnologías en DA, y actualmente utiliza datos en bloque 2 veces código de borrado unidimensional redundante + compromiso KZG + almacenamiento de un solo nodo de dispersión codificada autenticada (ACeD). Marco técnico de bloque de datos 1/n (número de nodo de red n), con la esperanza de lograr en gran medida Danksharding, la solución DA final de ETH, en términos de eficiencia de DA y ancho de banda del nodo.

Para informes de investigación en profundidad, consulte:

3.3 Café exprés

La red Espresso Sequencer elige separar la capa DA y la capa de consenso de manera modular bajo el mismo conjunto de nodos. La capa DA es responsable de filtrar y ordenar tx + para garantizar la disponibilidad de los datos, y la capa de consenso solo es responsable de llegar a un acuerdo. sobre el compromiso corto del conjunto de datos. Además, la capa DA y la capa de consenso también arrendarán/compartirán la seguridad de ETH a través de una capa de re-stake como EigenLayer.

ventaja:

(1) Flexibilidad: en condiciones optimistas, el comité CDN y el pequeño DA pueden mejorar en gran medida la capacidad de transmisión de datos y la velocidad de confirmación de bloqueo de la red. En condiciones pesimistas, la red también puede cambiar al protocolo P2P y la capa base DA a tiempo para garantizar la seguridad;

defecto:

(1) Redundancia de arquitectura: la capa de consenso de Espresso Sequencer no necesita separarse en absoluto de la capa DA;

(2) La seguridad de la red es casi igual a la cantidad de ETH que EigenLayer vuelve a apostar en la red Espresso Sequencer, y existe el riesgo de que los recursos de EigenLayer tiendan a ser pro-son en la situación competitiva con EigenDA en el mismo camino;

(3) La capacidad de captura MEV y el derecho de revisión de transacciones se concentran completamente en Tiramisu, es decir, la capa Espresso DA, y en el futuro deberá conectarse a soluciones como PBS para su optimización.

Para informes de investigación en profundidad, consulte:

3.4 Proto-Darksharding de ETH

En la futura hoja de ruta de Ethereum mostrada por Vitalik el 22.11.5, se muestra claramente que después de la etapa The Merge: POW to POS, el objetivo clave de la siguiente etapa de Ethereum es mejorar aún más el rendimiento de las transacciones para Rollups hasta EIP 4844. Ethereum se posiciona como capa de DA, consenso y liquidación, y solo la capa de ejecución se asigna a Rollups.

Se espera que EIP 4844 se lance en la actualización de Cancún a finales de año. Este EIP introduce un nuevo tipo de transacción, a saber, transacción de transporte de blobs. Los datos de transmisión cargados por Rollup se pueden almacenar de forma no permanente en ETH Layer 1 en el forma de gota. El tamaño de un solo blob es de 128 KB, y lo ideal es que cada bloque contenga 8 blobs, con un tamaño de aproximadamente 1 MB, y un máximo de 16 blobs, con un tamaño de aproximadamente 2 MB, lo cual es una gran mejora en comparación con el modelo actual. tamaño de bloque promedio de 90 KB en ETH expansión especial. Para evitar la explosión del estado de almacenamiento de los nodos ETH, se planea eliminar automáticamente los blobs fuera del período de tiempo (la ventana de tiempo específica está indecisa, puede ser de 2 semanas o 1 mes), para que el blob pueda ser considerado como una especie de caché.

Aunque la finalidad futura prevista por Vitalik solo almacena la raíz del estado en la cadena Ethereum, y los datos detallados de la transacción se almacenan en la capa DA dedicada, la solución de compromiso a corto plazo EIP 4844 apuntará a la conexión directa entre la cadena ETH y la capa DA dedicada La competencia empresarial, además de jugar la carta del "menor costo de almacenamiento de datos" para la capa DA dedicada, si puede explorar un modelo de negocio más amplio y construir un mejor ecosistema DAPP será la clave del éxito.

4. Conclusión

En la última ronda de ciclos, toda la vía de almacenamiento de datos no tuvo ninguna ventaja en la acumulación de burbujas de capital y atractivo para los desarrolladores, o porque los usuarios no eran sensibles a los riesgos del almacenamiento y alojamiento de datos centralizados y descentralizados. para el almacenamiento está temporalmente falsificado. La capa DA, como módulo indispensable en la cadena de bloques modular, se ubica en el almacenamiento de los datos de transmisión de transacciones de la capa de ejecución más valiosos y garantiza la disponibilidad de los datos a un costo menor (acceso público sin acceso y anticensura) e integridad. & Corrección & Privacidad será una narrativa con necesidades más comerciales.

A corto y medio plazo, el nivel DA se dividirá en grupos.

(1) Después de la actualización de Cancún, Ethereum Rollup se beneficia de la reducción en los costos de almacenamiento de datos de blobs provocada por EIP 4844 y puede continuar manteniendo la competitividad de mercado de ETH L1 en el módulo DA;

(2) Optimista sobre las soluciones de capa DA (como Celestium) que utilizan ETH L1 como capa de liquidación y brindan una mejor interoperabilidad de "bloques de construcción Lego" entre las capas de ejecución al permitir que la capa de ejecución comparta seguridad/liquidez entre cadenas, propicio a un círculo virtuoso de desarrollo ecológico;

(3) Optimista acerca de las soluciones de capa DA (como EigenDA, Espresso) que se basan en el acuerdo de compromiso pesado de EigenLayer, que no solo puede reducir el costo del almacenamiento de datos de transmisión, sino que también puede compartir parte de la seguridad de ETH L1;

(4) La capa de ejecución principal de Rollup adoptará el esquema de clasificación compartido con un buen mecanismo de distribución de incentivos (como PBS). El derecho de selección / clasificación de tx no debe otorgarse a la capa DA, y la capa DA debe concentrarse en la tarea de hacer que los datos estén disponibles.

Referencias:

2.'Desembalaje de Celestia', del analista DAO

3.'Prestamos atención a Celestia', de Can Gurel, de Delphi Digital

4.'Estado de las Blockchains Modulares', por Roy Lu

5.'Pruebas de fraude y disponibilidad de datos: maximizar la seguridad del cliente ligero y escalar las cadenas de bloques con mayorías deshonestas', por Mustafa Al-Bassam, Alberto Sonnino y Vitalik Buterin

6.Muestreo de disponibilidad de datos y danksharding: descripción general y propuesta de mejora, por Valeria Nikolaenko y Dan Boneh

7.Explorando MEV en EigenLayer, por Walt Smith

8.Hack Summit 2023 Cómo crear nuevas máquinas virtuales y paquetes acumulativos utilizando eigenDA

9.EigenLayer: The Restating Collective, por el equipo EigenLayer

10.No sobrecargues el consenso de Ethereum

13. Explicación detallada del algoritmo de consenso HotStuff

14.La guía del autoestopista Ethereum, por Jon Charbonneau

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