Блокчейни повинні гарантувати доступність даних (DA), особливо у випадку rollup та чейнів рівня 2 (L2). Проблема доступності даних блокчейну виглядає так: учасники мереж блокчейну можуть бути заблоковані від інтерпретації стану або подальшого його оновлення, коли виробники блоків покращують стан системи, але приховують базові дані транзакцій.

Спектр рішень доступності даних для Ethereum L2 стрімко розширився, починаючи від рішень, які використовують рівні DA оф-чейн і он-чейн. Розібратися в цьому може бути складно, тому ми тут. У цій публікації ми розглянемо доступність даних оф-чейн для екосистеми Ethereum L2.

Усі рішення DA для Ethereum L2 стикаються з дилемою компромісу. Вони повинні знайти компроміс між ціною та безпекою. Вартість, у цьому випадку, стосується того, скільки оф-чейн рішень DA можна масштабувати без збільшення витрат на газ. Безпека стосується міцності (тобто моделі загроз) гарантії доступності даних кожного рішення DA.

Ми розглянемо доступність даних оф-чейн у порядку зліва направо на зображенні вище. Зауважте, що цей аналіз проводився з урахуванням кількох припущень:

• У випадку DAC ми розглядаємо підписи = транзакції. У випадку Celestiums атестації = транзакції.
• У цій публікації ми посилаємося лише на чисті валідіуми. Можуть бути валідіуми, які використовують DAC, але вони не будуть виражені в аналізі нижче.
• Враховуються лише витрати на газ Ethereum і не включені витрати на включення даних на рівні даних оф-чейн. У випадку Celestiums, на Celestia буде ринок комісій за блоковий простір, однак максимальна пропускна здатність даних буде набагато більшою, і тому для цього аналізу припускається, що комісії за передачу даних Celestia он-чейн тривіальні порівняно з Ethereum.
• Постійні витрати не враховуються в цьому аналізі, зокрема:
• Витрати на запис стану — витрати, пов’язані з оновленням стану в смарт-контрактах згортання (~20,000 газів).
• Обчислювальні витрати – витрати, пов’язані з поданням заголовків, хешуванням, циклами, тощо (~10,000 газів).
• Базова вартість транзакції - вартість на Ethereum для подання транзакції (21,000 газу).
• Ми не враховуємо витрати на оновлення набору валідатора в корпусі Celestiums. Оскільки значні зміни в виборчій силі відбуваються лише зрідка, це хороше наближення.

Валідіуми

Чисті валідіуми є найнижчим кутом графіка DA вище. Валідіум використовує zero knowledge proofs для дійсності транзакцій і зберігає дані транзакцій оф-чейн в центрального постачальника даних. Валідіуми є найдешевшими за транзакцію в цьому спектрі.

Щоб отримати доступ до останнього стану в валідіумі, потрібно, щоб були доступні дані оф-чейн. Це нормально, за винятком випадків, коли постачальник даних поводиться неправильно або переходить у мережу. Як наслідок, немає гарантії DA і рівень безпеки низький.

Поточні проекти валідіуму використовують комітет (див. наступний розділ), а не одного постачальника через подібні проблеми безпеки.

Комітети доступності даних (DACs)

Комітети доступності даних (DAC) можна розглядати як валідіуми з кількома нодами.

Ноди або члени DAC є довіреними сторонами, які зберігають копії даних оф-чейн і переносять їх назад у загальнодоступний доступ у випадку, якщо rollup оператори діють зловмисно. Ці ноди роблять підтвердження в ланцюжку того, що дані L2 доступні, шляхом розміщення підписів он-чейн.

Витрати на експлуатацію DAC помірно низькі. Налаштування ноди в DAC є відносно дешевим, і комітети DAC зазвичай складаються з 7-10 членів.

Якщо припустити, що типовий DAC має 10 учасників і перевірка одного підпису коштує 3,000 газів, вартість перевірки атестації DA становить приблизно 30,000 газів. Жодні дані транзакцій активно не публікуються он-чейн за межами атестації DA, тому вартість є відносно низькою та фіксованою, незалежно від обсягу транзакцій (за умови фіксованої кількості нод у DAC).

З точки зору безпеки, є певні компроміси. Невеликий уповноважений комітет, який може не бути достовірно нейтральним, вимагає від кінцевих користувачів довіряти цій фіксованій групі учасників для зберігання даних транзакцій. Якби певна кількість членів комітету діяла зловмисно, вони могли б заморозити (якщо zk rollup) або вкрасти (якщо optimistic rollup) усі кошти он-чейн та повністю вбити живучість чейну, що є значним ризиком.

DAC: такі проекти, як DeversiFi і ImmutableX використовують DAC.

Celestiums

Celestium — це мережа L2, яка використовує Celestia для доступності даних, але використовує Ethereum для врегулювання та вирішення конфліктів. Celestium можна розглядати як DAC без дозволу з додатковими економічними гарантіями щодо доступності даних, оскільки комітет може бути скорочений, якщо він поведеться неправильно. Це можливо, оскільки легкі ноди в мережі Celestia можуть виявляти недоступні блоки за допомогою вибірки доступності даних і, таким чином, як і повна нода, можуть автоматично зупинятися, якщо набір валідаторів стає зловмисним.

Крім того, Celestia є більш достовірно нейтральною як рівень DA, ніж DAC, оскільки вона існує як незалежний власний чейн як рівень DA загального призначення, а не як рівень DA для конкретного Ethereum L2.

Celestiums коштує приблизно 100,000 газу за атестацію DA для довільної кількості транзакцій. Приблизно 30 підписів потрібно для атестації при 3,000 газів на підпис = 90,000 газів (підписи від >⅔ голосу набору валідатора). Ця оцінка базується на мережах на основі Tendermint. Наразі ⅔ прав голосу в Cosmos Hub делеговано 22 валідаторам.

Рівні DA: Celestia, Polygon Avail.

Rollup Ethereum

Традиційні rollup Ethereum є останньою групою на діаграмі. Rollup дані підвищують доступність даних у мережі, що робить їх дуже безпечними. Однак вартість також висока, враховуючи, що дані транзакцій публікуються в Ethereum.

Більшість rollup на Ethereum стикаються з проблемою високих витрат на calldata, які переважають над іншими витратами. Хоча є плани щодо значного зниження вартості calldata, незалежно від того, станеться це чи ні, знадобиться час і значні зусилля спільноти з боку основних розробників і rollup команд.

На даний момент, calldata коштує приблизно 16 газів за байт для надсилання в Ethereum, що є головним вузьким місцем rollup масштабованості Ethereum.

Ethereum rollup: Optimism, Arbitrum, Aztec, zkSync, StarkNet, та інші.