ניווט מהיר בפוסט
זמינות נתונים (Data Availability) מתייחסת להבטחות שהנתונים הדרושים לאימות הבלוק בבלוקצ'יין זמינים למעשה לכל משתתפי הרשת.
איך פועל צומת בבלוקצ'יין
בהמשך למה שנכתב למעלה, תפיסה זו היא בסיסית לתפקוד תקין של בלוקצ'יין, שכן היא מאפשרת אימות מלא של ההיסטוריה והמצב הנוכחי של הבלוקצ'יין על ידי כל משתתף, ובכך שומרת על האופי המבוזר וחסר האמון של הרשת.
ללא זמינות נתונים מובטחת, המשתתפים לא יוכלו לאמת באופן עצמאי את הלגיטימיות של עסקאות ובלוקים, מה שעלול להוביל לבעיות כמו הונאה או צנזורה בתוך הרשת.
בבלוקצ'יין, כל בלוק מורכב משני חלקים:
- כותרת בלוק – זהו המטא-נתונים של הבלוק, המורכב ממידע בסיסי על הבלוק, כולל הטרנזקציות של עץ Merkle.
- נתוני העסקה – מהווה את רוב הבלוק, ומורכב מהעסקאות בפועל.
ישנם גם בדר"כ שני סוגים של צמתים ברשת בלוקצ'יין:
- צמתים מלאים – אלו צמתים שמורידים ובודקים שכל עסקה בבלוקצ'יין תקפה. זה דורש משאבים רבים ומאות גיגה-בייט של שטח דיסק, אבל אלו הם הצמתים המאובטחים ביותר מכיוון שלא ניתן להערים עליהם לקבל בלוקים שיש בהם עסקאות לא חוקיות.
- צמתים קלים – אם למחשב אין את המשאבים להפעיל צומת מלא, ניתן להפעיל צומת קל. לקוח קל אינו מוריד או מאמת עסקאות כלשהן. במקום זאת, הם מורידים רק את כותרת הבלוק, ומניחים שהבלוק מכיל רק עסקאות חוקיות, כך שצמתים קלים פחות מאובטחים מצמתים מלאים.
עם זאת, עבור בלוקצ'יין מודולרי, רול-אפים שכבה 2 ולקוחות קלים, זמינות הנתונים מורכבת יותר, ודורשת כמה הליכי אימות מתוחכמים יותר.
בעיית זמינות הנתונים
בעיית זמינות הנתונים היא הצורך להוכיח לכל הרשת שהצורה המסוכמת של כמה נתוני עסקאות שמתווספים לבלוקצ'יין באמת מייצגת קבוצה של עסקאות תקפות, אבל לעשות זאת מבלי לדרוש מכל הצמתים להוריד את כל הנתונים. נתוני העסקאות המלאים נחוצים לאימות בלוקים באופן עצמאי, אך הדרישה מכל הצמתים להוריד את כל נתוני העסקאות מהווה מחסום לשינוי קנה מידה.
מטרתם של הפתרונות לבעיית זמינות הנתונים לספק הבטחות מספקות לכך שנתוני העסקאות המלאים הפכו לזמינים לאימות למשתתפים ברשת שאינם מורידים ומאחסנים את הנתונים לעצמם.
לדוגמה, כאשר מגדילים את מגבלת גודל הבלוק, הפעלת צומת מלא תהיה יקרה, ויותר אנשים יבחרו להפעיל צומת קל במקום זאת, שהוא פחות מאובטח. לכן, לקוחות קלים יצטרכו סוג של תמיכה חסינת הונאה כדי לאמת את כל הנתונים בבלוק.
Rollups
פתרונות קנה המידה של Optimistic Rollups ו-ZK-rollups מפחיתים את נטל העסקאות על ידי עיבודן מחוץ לשרשרת ופרסומן בקבוצות של עסקאות מרובות ברשת.
Optimistic Rollups מבטיחים זמינות נתונים על ידי פרסום נתוני עסקאות דחוסים.
המאמתים משתמשים בנתונים אלה כדי לאמת או לערער על עסקאות באמצעות הוכחת הונאה במהלך תקופת חלון האתגר.
מצד שני, ZK-Rollups משתמש בהוכחות תקפות אפס ידע קריפטוגרפיים כדי להבטיח את נכונות העסקאות. בעוד שההוכחה מבטיחה את תקפות עדכוני הסטייט, zk-rollups אינו מפרסם את כל נתוני העסקאות. לפיכך, הוא עדיין צריך להבטיח את זמינות הנתונים.
בעיות נוספות הנוגעות לזמינות נתונים כוללות:
תפוקה – צמתים מלאים בבלוקצ'יין מונוליטי נדרשים להוריד ולאחסן נתוני בלוק מלאים, מה שמאט את התפוקה, ומגביל את המדרגיות ככל שהבלוקצ'יין גדל.
זה גורם לביצועים איטיים של יישומים מבוזרים, זמני אישור ארוכים,דמי גז גבוהים ויוצרים חווית משתמש גרועה.
עלות אחסון – דרישות אחסון כדי לעמוד בזמינות הנתונים ברשת עלולות להיות יקרות, והסתמכות על אחסון מחוץ לשרשרת מביאה עלויות נוספות לשמירה על שלמות הנתונים ואבטחתו. זה יכול ליצור עומס כספי הן עבור המפתחים והן עבור המשתמשים.
חוסר אמון – זמינות הנתונים חיונית לשמירה על אמון במערכת בלוקצ'יין. אם יצרני בלוק או רצף (עבור rollup) מונעים את נתוני העסקאות, זה יכול לסכן את השקיפות והאמינות של הבלוקצ'יין. זה יכול להפוך את המערכת לרגישה למניעת התקפות ועסקאות הונאה ולערער את האבטחה הכוללת שלה.
פתרונות לזמינות הנתונים
קיימים שתי גישות לפתרונות זמינות נתונים: ברמת הבלוקצ'יין/על השרשרת ופתרון מחוץ לשרשרת.
דגימת זמינות נתונים (DAS) – כל צומת מוריד איזשהו תת-קבוצה קטנה, שנבחרה באקראי, מסך הנתונים.
הורדת הדוגמאות בהצלחה מאשרת בביטחון רב שכל הנתונים זמינים.
על ידי הפחתת כמות הנתונים שכל צומת צריך להוריד, DAS משפר משמעותית את יכולת ההרחבה ומאפשר לעבד יותר עסקאות באותה פרק זמן.
לגישת ה-DAS יש חסרון והיא שאין הבטחה שכל הנתונים יהיו תמיד נגישים ויכולים להיות פגיעים להתקפות מניעת נתונים.
זה קורה כאשר מפיקי בלוק או רצף לא מפרסמים את כל נתוני העסקאות שהם אמורים לכלול בבלוק.
כדי להגן מפני התקפות אלו, DAS משתמשת בקידוד מחיקת נתונים המאפשרת הוספת פיסות מידע מיותרות לנתונים באופן שאם חלק מהנתונים המקוריים חסרים, ניתן לשחזר אותם באמצעות מידע נוסף זה.
ועדות זמינות נתונים (DACs) – הן קבוצה של צמתים או ישויות מהימנות המאחסנות נתונים מחוץ לשרשרת והופכים אותם לזמינים כמתבקש. בדרך זו, במהלך עיבוד העסקאות, מפיקי בלוק ורצף מפרסמים מעברי מצב ישירות ל-DAC, אשר לאחר מכן מעיד על הבטחה זמינות של נתונים.
ניתן להשתמש ב-DAC במקום, או בשילוב עם DAS.
חברי ה-DAC מפרסמים גם אישורים ברשת כדי להוכיח שהנתונים האמורים אכן זמינים. חלק מחליפים את ה-DAC עם מערכת אימות הוכחה של הימור (PoS).
כך, כל אחד יכול להפוך למאמת ולאחסן נתונים מחוץ לשרשרת. עם זאת, עליהם לספק "ערב", אשר מופקד בחוזה חכם. במקרה של התנהגות זדונית, כגון מניעת נתונים של המאמת, ניתן לקצץ את הערבות. ועדות זמינות נתונים עם מערכת אימות בהוכחת הימור מאובטחות הרבה יותר מ-DAC רגילים מכיוון שהן מעודדות התנהגות כנה באופן ישיר.
כמה פרוטוקולי זמינות נתונים בולטים הם NEAR, Celestia ו-Polygon Avail.
