Quantum Gravity Bridge: Безпечна доступність даних поза мережею для Ethereum L2 за допомогою Celestia
З початком DeFi влітку 2020 року, через вибух NFT у 2021 році, а тепер і ескалацію DAO, попит на блоковий простір на Ethereum вибухнув.
Смертоносна комбінація високих комісій і повільних транзакцій змусила різні команди працювати над двома типами рішень рівня 2 (L2), відомих як rollup, — оптимістичних і zero knowledge — з метою зробити Ethereum більш масштабованим, зберігаючи при цьому децентралізацію та безпеку. Однак комісії за rollup також зростатимуть у міру зростання кількості проектів і збільшення обсягу транзакцій.
Сьогодні ми зосередимося на тому, як Celestia може обслуговувати rollup команди Ethereum як масштабоване рішення доступності даних (DA) за межами чейну за допомогою Celestiums.
Ця публікація припускає, що читачі знають про rollup (або L2 загалом), доступність даних, валідіуми та volitions. Щоб дізнатися більше про ці теми, перегляньте розділ для додаткового читання внизу цієї публікації.
Представляємо Celestiums
Celestia — це блокчейн рівня 1 (L1), який оптимізований для впорядкування даних транзакцій і надання їх доступу. Це робить його ідеальним підключеним компонентом для rollup команд для введення даних транзакцій із високою пропускною здатністю даних.
Наразі rollup Ethereum збирає дані з кількох транзакцій в одну пакетну транзакцію, яка публікується в Ethereum. Ця пакетна транзакція включає дані транзакцій rollup як calldata, тобто дані, які публікуються в Ethereum, але не виконуються безпосередньо.
На практиці це може дуже швидко стати дорогим через витрати, пов’язані з публікацією всіх calldata в Ethereum, через обмежену ємність даних в Ethereum.
Тут на допомогу приходять Celestija та Celestium. Celestium — це чейн Ethereum L2, який використовує Celestia для доступності даних, але використовує Ethereum для врегулювання та вирішення конфліктів.
Як зазначалося раніше, Celestia як L1 не обробляє обчислення та діє лише як рівень даних. Ціни на ресурси в Ethereum підвищують вартість газу, оскільки зростає попит на блоковий простір. Перевага Celestia полягає в тому, що ціна базується лише на байтах, а не на обчисленнях і сховищі, оскільки вона обробляє порядок і доступність даних транзакцій. Це робить пропускну здатність Celestia більшою, ніж Ethereum.
Отже, ось як виглядатиме Celestium із використанням Celestia як рівня доступності даних:
Мостовий контракт доступності даних Celestia, Quantum Gravity Bridge, буде працювати на Ethereum. Оператори Ethereum L2 зможуть публікувати дані про свої транзакції в мережі Celestia, де вони розміщуються в блоках валідаторами Proof of Stake (PoS) Celestia. Потім ці дані передаються у формі атестації доступності даних від Celestia до Ethereum. Атестація — це корінь Merkle даних L2, підписаний валідаторами Celestia, який засвідчує той факт, що дані доступні на Celestia.
Контракт Quantum Gravity Bridge перевіряє підписи на атестації DA від Celestia. Отже, коли контракт L2 на Ethereum оновлює свій стан, замість того, щоб покладатися на дані транзакцій, опубліковані як calldata в Ethereum, він просто перевіряє, чи правильні дані були доступні в Celestia, запитуючи в мостовому контракті доступності даних. Мостовий контракт поверне позитивну відповідь на будь-яку дійсну атестацію, яка йому була передана раніше, інакше він поверне негативну відповідь.
Celestium забезпечить доступність даних високої пропускної здатності для Ethereum L2 з вищим рівнем безпеки, ніж інші методи доступності даних поза мережею, які ми обговорюємо в розділі компромісів нижче.
Ціна Rollup
Вище наведено діаграму, на якій порівнюються розміри пакетів транзакцій із витратами на транзакцію газу для теоретичного rollup на основі STARK. Для візуалізації розміри пакетів прогнозуються до 10,000 транзакцій на пакет, а витрати виражені в газі. Припускається, що фіксовані витрати на партію газу для цього аналізу становлять 5 мільйонів газу.
Розмір партії транзакції та вартість транзакції газу мають асимптотичний зв’язок. Це означає, що незалежно від того, наскільки великими є пакети транзакцій у rollup, вартість газу в Ethereum наближається до асимптоти, яка є вартістю публікації даних викликів в Ethereum.
Ця вартість визначається вартістю 16 газів за байт публікації даних в Ethereum, яка потім множиться на розмір транзакції в байтах:
Це означає, що незалежно від того, наскільки ви зменшите інші витрати на rollup, ви не зможете заплатити 16 газів за байт даних. Наприклад, навіть за надсилання типової 200-байтової транзакції Ethereum у rollup режимі стягується комісія в розмірі 3,200 лише за calldata. Якщо припустити, що державні витрати на запис і витрати на базову транзакцію не враховані (і за сьогоднішньої ціни на газ 150 gwei та Eth у 2,500 доларів), ця транзакція обійдеться користувачеві приблизно в 1,20 долара. Кінцеві користувачі надалі будуть обтяжені проблемою комісії за газ Ethereum, навіть якщо вони взаємодіють із rollup у результаті публікації в Ethereum.
З іншого боку, Celestia суворо забезпечує консенсус і доступність даних, а не виконання транзакцій. Завдяки вибірці доступності даних, оскільки кількість легких нод Celestia, що сприяють доступності даних у мережі, збільшується, розмір кожного блоку також може збільшуватися без шкоди для безпеки чи масштабованості.
Компромісний простір
Існує багато різних підходів до доступності даних поза чейном, кожен з яких робить різні компроміси між масштабованістю та безпекою. Доступність даних у чейні для L2 є підходом з найвищим рівнем безпеки, оскільки неможливо зробити так, щоб дані були недоступні, не пошкодивши відповідний чейн. Це може бути дорого, тому іноді можна використовувати механізми DA поза чейном.
Публікація даних поза чейном дозволяє корупцію різними способами з різними гарантіями безпеки. Найбільш наївним механізмом для даних поза чейном є одна сутність або дозволений набір сутностей, які підтверджують наявність даних. Ці підписувачі можуть бути пошкоджені без покарання, тому система значно менш безпечна, ніж еквівалентна система з доступністю даних у мережі. Існує кілька таких моделей, які ми розглянемо нижче.
Валідіуми є яскравим прикладом використання доступності даних поза мережею. Валідіуми публікують дані транзакцій поза мережею (у багатьох випадках у централізованій базі даних), але публікують докази на рівні виконання Ethereum. Валідіуми не є rollup, оскільки вони не публікуються на L1 і, отже, не успадковують безпеку Ethereum. Публікація даних транзакцій поза чейном економить витрати, оскільки дозволяє уникнути комісії в розмірі 16 газів за байт Ethereum.
Volitions також є цікавою подією в цьому просторі, оскільки вони дозволяють користувачам вибирати на основі кожної транзакції, де публікувати їхні дані, між чейном і поза ним. Volitions дозволяють користувачам вибирати для кожної транзакції, де публікувати дані своїх транзакцій, за рахунок вартості (оф-чейн дешевий, он-чейн дорогий). Volitions, порівняно з валідіумами, успадковують безпеку Etherum у випадку, якщо користувач вирішить опублікувати дані транзакції в чейні, і в таких випадках вважатимуться rollup, але не відповідають вимогам безпеки, якщо користувач вибере оф-чейн варіант.
Однак Celestium забезпечує привабливе поєднання безпеки та масштабованості порівняно з іншими рішеннями. Celestia як механізм доступності даних поза чейном може бути дорожчим, ніж традиційні рішення DA поза чейном, через витрати на перевірку атестацій DA Celestia в Ethereum і комісію за дані Celestia, яка визначатиметься ринком комісій. Однак гарантії доступності даних вищі, ніж механізми доступності даних поза чейном, засновані на централізованому постачальнику або уповноваженому комітеті.
З огляду на те, що Celestia використовує Tendermint із підтвердженням участі та планує мати велику групу учасників без дозволу в мережі, неправильна атестація DA може бути покарана слешингом. Це можливо, тому що легкі ноди в мережі Celestia он-чейн можуть виявляти недоступні блоки за допомогою вибірки доступності даних і, таким чином, подібно до валідатора, можуть автоматично зупинятися, якщо набір валідаторів стає зловмисним. Quantum Gravity Bridge від Celestia забезпечить масштабовану та безпечну доступність даних поза мережею для Ethereum L2.
Дізнатись більше і майбутні розробки
Quantum Gravity Bridge – це молодийпроект, який все ще знаходиться на ранній стадії розробки. Перевірте репозиторій на GitHub, щоб відстежувати прогрес розробки.
Для більш повного уявлення про різні рішення доступності даних поза чейном ми опублікуємо допис про ландшафт DA поза чейном Ethereum і компроміси як частину 2 цього допису наступного тижня. І якщо ви хочете зв’язатися з командою або випробувати Celestium для власного rollup, зв’яжіться з нами на нашому Discord!