PSE Trading : nouveau récit de la chaîne de blocs – La couche DA en compétition pour les champions

Article original de @cryptohawk, analyste commercial PSE

1. Une partie intégrante de la blockchain modulaire

L'architecture traditionnelle de la blockchain est une structure non hiérarchique, c'est-à-dire que les quatre fonctions principales de calcul/règlement/consensus/disponibilité des données sont exécutées par le même lot de nœuds. Au contraire, dans la structure hiérarchique de la blockchain, le nœud n'a besoin de se concentrer que sur une partie des quatre fonctions principales de calcul/règlement/consensus/disponibilité des données, réduisant ainsi le seuil matériel du nœud et réalisant l'expansion.

La définition des quatre modules fonctionnels de base de la blockchain :

Au moment où l'écologie Ethereum Rollups avec Ethereum comme noyau bat son plein, les frais de gaz de L2 ont pu économiser près de 90 % par rapport à L1, mais ils ne sont toujours pas assez bas et il y a encore une distance par rapport à L1. l’objectif de connecter des centaines de millions d’utilisateurs finaux C envisagé dans le futur.

Selon le discours du fondateur d'Avail lors de la conférence communautaire ETH 23.7, près de 70 % du coût des Rollups réside actuellement dans la publication des données de transmission et des données de preuve sur Ethereum L1. La prochaine étape pour les blockchains modulaires est presque prévisible, avec ETH L1 et de nombreuses couches DA dédiées en concurrence au niveau de disponibilité des données pour réduire considérablement la barrière à l'entrée pour les nouveaux rollups, renforçant ainsi la zone sans sacrifier la sécurité et la décentralisation. L'évolutivité de la blockchain et l'interaction réduite. frais.

DERNIERS DÉVELOPPEMENTS DE LA COUCHE DA 2

2.1 Chemin technologique de la couche DA

Concernant la manière de garantir la disponibilité des données, la couche DA adopte de nombreuses innovations technologiques, et certaines orientations techniques ont été convenues par la couche DA, comme garantir que des données complètes peuvent être obtenues/restaurées :

(1) Code d'effacement

Afin d'empêcher les nœuds DA de perdre des fragments de données, la technologie de code d'effacement étend les données originales de N éléments à M éléments (M > N), à condition que N éléments uniques soient obtenus à partir des M éléments des données étendues, le données étendues complètes.

La couche DA utilise tx/blob dans le bloc comme plus petit élément, EigenDA & Espreeso adopte un schéma de codage Reed-Solomon unidimensionnel et Celestia & ETH Darksharding adopte un schéma de codage Reed-Solomon bidimensionnel.

(2) Échantillonnage de la disponibilité des données

Le mécanisme d'échantillonnage de la disponibilité des données est basé sur des codes d'effacement, c'est-à-dire que les nœuds n'ont pas besoin de télécharger des données de bloc complètes et qu'un certain nombre de blocs de données sont échantillonnés de manière aléatoire à partir des constructeurs de blocs via un nombre suffisant de nœuds (même des nœuds légers) pour garantir le maximum d'entrées. dans le pire des cas, des blocs complets peuvent être récupérés.

Bien entendu, dans d’autres domaines techniques, comme la manière de prouver que les données originales ont été correctement codées et développées, il existe des différences dans les schémas adoptés par les différentes couches DA :

(1) Mode anti-fraude

Projet représentatif : Celestia

Grâce aux nœuds légers échantillonnant suffisamment de blocs de données uniques et diffusant aux nœuds complets, les nœuds complets honnêtes peuvent exécuter l'encodage pour restaurer le bloc complet et recalculer la racine Data Merkle et la racine publiées par le constructeur de blocs à des fins de comparaison et de vérification. Si la vérification échoue, c'est-à-dire qu'elle prouve que les données originales n'ont pas été correctement codées et développées, le nœud complet diffusera la preuve de fraude au nœud léger et au nœud complet.

Avantages : Les barrières techniques à la mise en œuvre du mécanisme d’incitation de la théorie des jeux sont plus faibles ;

Inconvénient : l’hypothèse d’une honnêteté minimale doit être respectée.

(2) Modèle d'engagement KZG

Projets représentatifs : EigenDA, Espresso, Avail, ETH Darksharding

L'engagement KZG est une preuve d'engagement polynomial.Selon la spécification des données tx de la couche DA, toutes les données originales et les données étendues sont mappées sur la grille X, Y, comme le montre la figure ci-dessous avec 8 éléments (d 0, x 0) , (d 1, x 1)...(e 0, x 4),(e 1, x 5)..., puis utilisez l'interpolation lagrangienne pour trouver le polynôme d'ordre minimum qui les traverse. Le prouveur doit correspondre ce polynôme f(x) avec un secret A un paramètre de confiance pour , prend un engagement C(f).

Par la suite, Prover générera une preuve Π fixe de 48 octets pour les éléments du groupe. Avec C(f), le vérificateur peut vérifier si y=f(x) est valable pour chaque élément, à condition que toutes les données originales et les données étendues. sont tous sur le même polynôme, cela peut prouver que les données originales ont été correctement codées et développées.

Avantages : vérification et preuve rapides ;

Inconvénients : des paramètres de confiance sont requis à l'avance et ne résistent pas à l'informatique quantique.

(3) Mode multi-signature du comité DA (Data Availability Committee)

Projet représentatif : Arbitrum Nova

Dans ce mode, la blockchain s'appuie sur un comité DA externe pour stocker les données d'émission et promet de fournir des données en fonction des besoins des utilisateurs B-end/C-end. Ce que l'on appelle l'engagement DA signifie que les membres du comité peuvent signer le délai d'expiration Hash & DA d'un certain bloc de données d'émission avec une signature BLS qui répond à un certain nombre de seuils.

Avantages : coût extrêmement faible ;

Inconvénients : la disponibilité des données dépend également du modèle d'incitation à l'honnêteté correspondant + du modèle de punition maléfique + du modèle de gouvernance DAO, la fiabilité est inférieure à la preuve de fraude et à la preuve d'engagement KZG, elle convient donc au stockage interactif de données d'émission d'applications non financières de faible valeur. .

2.2 Schéma de division des modules

Il existe également de nombreux schémas de conception sur le marché sur la manière dont les différents modules de la blockchain sont répartis entre des projets spécifiques. La liste suivante répertorie six cadres de conception courants : Celestium, Celestia Sovereign Rollup, Eigen Rollup, Espresso Rollup et Ethereum Rollup.

Éliminez quelques points essentiels :

(1) La couche de règlement unifiée peut permettre à de nombreux Rollups de bénéficier d'une sécurité inter-chaînes et d'une liquidité globale.

Par rapport à la chaîne croisée entre L1 via la couche de confiance relais, la couche de règlement unifiée entre Rollup peut partager l'état global entre eux en temps réel au niveau de la couche de règlement, et la sécurité des chaînes croisées de jetons et d'informations est plus élevée.

L'auteur suivant répertorie deux solutions tierces de pont inter-chaînes :

• Grâce au contrat officiel de pont inter-chaînes et au SDK sous Rollups, l'inter-chaîne sans l'hypothèse d'une plus grande confiance est réalisée ;

• Réalisez des opérations inter-chaînes plus rapides et à moindre coût grâce à un pool de liquidité tiers.

(2) Le droit de tri d'émission ne doit pas être assumé par la couche DA.

Récemment, le chercheur de Celestia, NashQ, a proposé une variété de modules variantes Rollup, dans lesquels le droit de tri tx est principalement attribué à la couche agrégateur/DA. L'auteur estime que de plus en plus d'attention a été accordée à la discussion sur la distribution démocratisée de mev. Le mécanisme représenté par PBS peut raisonnablement répartir la valeur de mev entre les arbitragistes et les nœuds/trieurs, et sera adopté par le responsable Rollup avec un haute probabilité. La conception du mécanisme de consensus et de l'architecture réseau de la couche DA doit se concentrer sur la garantie de la disponibilité des données. Si un mécanisme d'allocation mev supplémentaire lié au tri des émissions est ajouté, cela peut poser des défis inutiles aux exigences techniques de l'architecture réseau.

(3) Au cours des dix prochaines années, Ethereum restera la meilleure option pour la plupart des couches de consensus et des couches de règlement Rollup.

Dans le cadre du cadre modulaire de la blockchain, la plupart des utilisateurs de la blockchain (même les praticiens) ne se soucient pas beaucoup de la sécurité et de la finalité du blocage fournies par la couche consensus, et l'auteur estime que la couche consensus est le cœur du module blockchain. est que même en 2023, il y a eu un événement anormal d'annulation de bloc de la chaîne Polygon POS, qui a considérablement prolongé le temps de confirmation de bloc du protocole Cex et cross-chain pour la chaîne Polygon POS, ce qui a eu un impact négatif et de grande envergure. Par conséquent, l’auteur estime qu’Ethereum sera inébranlable en tant que leader de la couche de consensus de la chaîne publique des contrats intelligents (91 Open) au cours des dix prochaines années, et c’est également la meilleure option pour la couche de consensus Rollup. En tant que module clé du bloc Rollup et de la confirmation globale du règlement de l'État, la couche de règlement est le meilleur choix pour s'unifier avec la couche de consensus.

3 Introduction aux projets de couche DA grand public

3.1 Célestia

En tant que première solution à fournir une couche DA, l'architecture réseau de Celestia est divisée en une couche de consensus et une couche de disponibilité des données.

(1) Couche de consensus : Celestia emprunte beaucoup à l'architecture de Cosmos et construit une chaîne de points de vente nommée Celestia APP comme couche de consensus, sous laquelle Celestia-core utilise la version modifiée de Tendermint comme algorithme de consensus, et les nœuds utilisent toujours Tendermint. Règles du réseau p2p et connexion à la couche application (c'est-à-dire la machine à états) via ABCI++ pour exécuter la logique PoS et effectuer la gouvernance.

(2) Couche de disponibilité des données : Celestia utilise la technologie DAS (Data Availability Sampling) pour permettre aux nœuds légers de générer des attributs de sécurité proches des nœuds complets en téléchargeant uniquement l'en-tête de bloc contenant la racine Merkle des données du bloc sans télécharger le bloc complet.

Plus précisément, à chaque cycle de DAS, les nœuds légers Celestia échantillonneront les blocs de données de 2 k × 2 k codés par des codes d'effacement pour chaque bloc. Chaque nœud léger sélectionne au hasard un ensemble de coordonnées dans la matrice d'expansion et interroge le nœud complet pour le bloc de données et les preuves Merkle correspondantes à ces coordonnées.

En supposant que le nœud complet masque le tx lors de la diffusion d'un bloc contenant 1 000 tx, l'hypothèse selon laquelle le nœud léger doit être disponible pour toutes les données de bloc via une inspection par échantillonnage (c'est-à-dire, aucune erreur/bloc de données perdu qui n'est pas suffisant pour récupérer le bloc complet) est atteint avec une probabilité de confiance de 99,9999 %, si un simple échantillonnage de 1 000 blocs de données originaux et un nœud complet malveillant cache une transmission, il faudra environ 13 800 échantillons pour y parvenir, il est préférable de télécharger directement le bloc complet ; Données les blocs sont échantillonnés et les nœuds complets malveillants cachent plus d'un million de blocs de données, seuls 48 échantillons sont nécessaires et la différence d'efficacité est d'environ 288 fois.

Ce que DAS peut réaliser :

1. Un petit échantillonnage peut déterminer si le bloc diffusé par le nœud complet cache plus de 25 % des données du bloc ;

2. L'échantillonnage pour obtenir 75 % des données peut garantir que les données complètes du bloc peuvent être récupérées.

Ce que DAS ne peut pas réaliser :

1. Si le producteur de blocs cache plus de 25 % des données, il se peut qu'il ne soit pas possible de récupérer l'intégralité des données du bloc ;

2. S'il n'y a pas suffisamment de nœuds légers à échantillonner, il se peut qu'il ne soit pas possible d'échantillonner suffisamment de blocs de données non dupliqués pour reconstruire le bloc entier.

Pour des rapports de recherche approfondis, voir :

3.2 EigenDA

EigenDA, en tant que premier réseau AVS officiellement développé par EigenLayer, appartient au « pro-fils » d'EigenLayer et est positionné au niveau de la couche DA du sous-ensemble de sécurité d'Ethereum.

Le fondateur Sreeram Kannan a mené des recherches innovantes sur Coded Merkle Tree, Scalable Data Availability Oracle, DispersedLedger et d'autres technologies sur DA, et utilise actuellement des données de bloc 2 fois un code d'effacement unidimensionnel redondant + engagement KZG + stockage à nœud unique Authenticated Coded Dispersal (ACeD). Cadre technique de bloc de données 1/n (numéro de nœud de réseau n), dans l'espoir d'atteindre grandement Danksharding, la solution DA finale d'ETH, en termes d'efficacité DA et de bande passante des nœuds.

Pour des rapports de recherche approfondis, voir :

3.3 Expresso

Le réseau Espresso Sequencer choisit de séparer la couche DA et la couche consensus de manière modulaire sous le même ensemble de nœuds. La couche DA est responsable du filtrage et du tri des tx+ pour garantir la disponibilité des données, et la couche consensus est uniquement responsable de parvenir à un accord. sur le court engagement de l’ensemble de données. De plus, la couche DA et la couche consensus loueront/partageront également la sécurité de l'ETH via une couche de re-staking telle qu'EigenLayer.

avantage:

(1) Flexibilité : dans des conditions optimistes, le comité CDN et petit DA peut améliorer considérablement la capacité de transmission des données et la vitesse de confirmation des blocs du réseau. Dans des conditions pessimistes, le réseau peut également passer au protocole P2P et à la couche de base DA à temps pour assurer la sécurité ;

défaut:

(1) Redondance de l'architecture : la couche consensus Espresso Sequencer n'a pas du tout besoin d'être séparée de la couche DA ;

(2) La sécurité du réseau est presque égale à la quantité d'ETH réinvestie par EigenLayer dans le réseau Espresso Sequencer, et il existe un risque que les ressources d'EigenLayer aient tendance à être favorables dans la situation concurrentielle avec EigenDA sur la même piste ;

(3) La capacité de capture MEV et le droit d'examen des transactions sont entièrement concentrés sur Tiramisu, c'est-à-dire la couche Espresso DA, qui doit être connectée aux solutions PBS pour une optimisation à l'avenir.

Pour des rapports de recherche approfondis, voir :

3.4 Proto-Darksharding ETH

Dans la future feuille de route d'Ethereum présentée par Vitalik le 22.11.5, il montre clairement qu'après l'étape The Merge : POW to POS, l'objectif clé de la prochaine étape d'Ethereum est d'améliorer encore les performances des transactions pour les Rollups via EIP 4844. L'ensemble Ethereum est positionné comme couche DA, consensus et règlement, et seule la couche d'exécution est affectée aux Rollups.

L'EIP 4844 devrait être lancé dans la mise à niveau de Cancun à la fin de l'année. Cet EIP introduit un nouveau type de transaction, à savoir la transaction portant un blob. Les données d'émission téléchargées par Rollup peuvent être stockées de manière non permanente sur la couche ETH 1 dans le forme de goutte. La taille d'un seul blob est de 128 Ko, et chaque bloc contient idéalement 8 blobs, d'une taille d'environ 1 Mo, et un maximum de 16 blobs, d'une taille d'environ 2 Mo, ce qui représente une énorme amélioration par rapport à l'actuel. taille moyenne des blocs de 90 Ko en ETH, extension spéciale. Afin d'éviter l'explosion de l'état de stockage des nœuds ETH, il est prévu de supprimer automatiquement les blobs en dehors de la période de temps (la fenêtre de temps spécifique est indécise, elle peut être de 2 semaines ou 1 mois), afin que le blob puisse être considéré comme une sorte de cache.

Bien que Vitalik envisage un avenir où seule la racine de l'état sera stockée sur la chaîne Ethereum et où les données détaillées des transactions seront stockées sur une couche DA dédiée, la solution de compromis à court terme EIP 4844 indiquera la connexion directe entre la chaîne ETH et la couche dédiée. Couche DA. La concurrence commerciale, en plus de jouer la carte du « coût de stockage des données inférieur » pour la couche DA dédiée, la question de savoir si elle peut explorer un modèle commercial plus large et construire un meilleur écosystème DAPP sera la clé du succès.

4. Conclusion

Au cours des cycles précédents, l'ensemble du stockage pan-data n'a pas eu d'avantage en termes d'accumulation de bulles de capitaux et d'attractivité pour les développeurs, ou parce que les utilisateurs n'étaient pas sensibles aux risques du stockage et de l'hébergement de données centralisés et décentralisés. pour le stockage est temporairement falsifié. La couche DA, en tant que module indispensable dans la blockchain modulaire, se positionne au niveau du stockage des données de transaction de la couche d'exécution les plus précieuses, et assure la disponibilité des données à moindre coût (accès public sans accès & anti-censure) & intégrité & Exactitude & Confidentialité sera un récit avec des besoins plus commerciaux.

À court et moyen terme, la filière de niveau DA sera divisée en groupes.

(1) Ethereum Rollup bénéficiera de la réduction des coûts de stockage des données blob provoquée par l'EIP 4844 après la mise à niveau de Cancun, ou continuera de maintenir la compétitivité du marché de l'ETH L1 dans le module DA ;

(2) Optimiste quant aux solutions de couche DA (telles que Celestium) qui utilisent ETH L1 comme couche de règlement et apportent une meilleure interopérabilité des « blocs de construction Lego » entre les couches d'exécution en permettant à la couche d'exécution de partager la sécurité/liquidité entre les chaînes, ce qui est propice à un cercle vertueux de développement écologique ;

(3) Optimiste quant aux solutions de couche DA (telles que EigenDA, Espresso) s'appuyant sur l'accord de gage lourd EigenLayer, qui peut non seulement réduire le coût du stockage des données d'émission, mais également partager une partie de la sécurité de l'ETH L1 ;

(4) Le système de tri partagé avec un bon mécanisme de distribution d'incitations (tel que PBS) sera adopté par la couche d'exécution principale du Rollup. Le droit de filtrage/tri d'émission ne doit pas être accordé à la couche DA, et la couche DA doit se concentrer sur la tâche de rendre les données disponibles.

Les références:

2. « Déballage de Celestia », de l'analyste DAO

3.'Faites attention à Celestia', de Can Gurel, de Delphi Digital

4.'État des blockchains modulaires', par Roy Lu

5. « Preuves de fraude et de disponibilité des données : maximiser la sécurité des clients légers et faire évoluer les blockchains avec des majorités malhonnêtes », par Mustafa Al-Bassam, Alberto Sonnino et Vitalik Buterin

6.Échantillonnage de disponibilité des données et danksharding : un aperçu et une proposition d'améliorations, par Valeria Nikolaenko et Dan Boneh

7.Exploration de MEV sur EigenLayer, par Walt Smith

8.Hack Summit 2023 Comment créer de nouvelles machines virtuelles et de nouveaux rollups à l'aide d'eigenDA

9.EigenLayer : le collectif Restaking, par l'équipe EigenLayer

10.Ne surchargez pas le consensus d'Ethereum

13. Explication détaillée de l'algorithme de consensus HotStuff

14.Le guide de l'auto-stoppeur sur Ethereum, par Jon Charbonneau

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