Kernel Ventures: Khám phá tính sẵn có của dữ liệu - Liên quan đến thiết kế lớp dữ liệu lịch sử

Tác giả: Kernel Ventures Jerry Luo

(Các) Biên tập viên: Kernel Ventures Rose, Kernel Ventures Mandy, Kernel Ventures Joshua

TLDR:

1. Trong giai đoạn đầu của blockchain, việc duy trì tính nhất quán của dữ liệu được coi là cực kỳ quan trọng để đảm bảo tính bảo mật và phân cấp. Tuy nhiên, với sự phát triển của hệ sinh thái blockchain, áp lực lưu trữ cũng ngày càng tăng, dẫn đến xu hướng tập trung hóa trong hoạt động của nút. Trong trường hợp đó, vấn đề chi phí lưu trữ do sự tăng trưởng TPS ở Lớp 1 mang lại cần được giải quyết khẩn cấp.

2. Đối mặt với vấn đề này, các nhà phát triển nên đề xuất một giải pháp có tính đến tính bảo mật, chi phí lưu trữ, tốc độ đọc dữ liệu và tính linh hoạt của lớp DA.

3. Trong quá trình giải quyết vấn đề này, nhiều công nghệ và ý tưởng mới đã xuất hiện, bao gồm Sharding, DAS, Verkle Tree, các thành phần trung gian DA, v.v. Họ cố gắng tối ưu hóa sơ đồ lưu trữ của lớp DA bằng cách giảm sự dư thừa dữ liệu và cải thiện hiệu quả xác thực dữ liệu.

4. Các giải pháp DA được phân loại rộng rãi thành hai loại xét từ góc độ vị trí lưu trữ dữ liệu, đó là DA chuỗi chính và DA của bên thứ ba. DA chuỗi chính được thiết kế từ quan điểm làm sạch dữ liệu thường xuyên và lưu trữ dữ liệu được phân chia để giảm áp lực lưu trữ lên các nút, trong khi DA của bên thứ ba được thiết kế để phục vụ nhu cầu lưu trữ có giải pháp hợp lý cho lượng lớn dữ liệu. Do đó, chúng tôi chủ yếu cân bằng giữa khả năng tương thích chuỗi đơn và khả năng tương thích đa chuỗi trong DA của bên thứ ba, đồng thời đề xuất ba loại giải pháp: DA dành riêng cho chuỗi chính, DA được mô-đun hóa và DA chuỗi công cộng lưu trữ.

5. Chuỗi công khai kiểu thanh toán có yêu cầu rất cao về bảo mật dữ liệu lịch sử và do đó phù hợp để sử dụng chuỗi chính làm lớp DA. Tuy nhiên, đối với các chuỗi công khai đã hoạt động lâu năm và có số lượng lớn người khai thác chạy mạng, sẽ phù hợp hơn khi áp dụng DA của bên thứ ba không liên quan đến thay đổi lớp đồng thuận với độ bảo mật tương đối cao. Đối với các chuỗi công khai toàn diện, việc sử dụng bộ lưu trữ DA chuyên dụng của chuỗi chính với dung lượng dữ liệu lớn hơn, chi phí thấp hơn và bảo mật sẽ phù hợp hơn. Tuy nhiên, xem xét nhu cầu về chuỗi chéo, DA mô-đun cũng là một lựa chọn tốt.

6. Nhìn chung, blockchain đang hướng tới việc giảm sự dư thừa dữ liệu cũng như phân công lao động đa chuỗi.

1. Bối cảnh

Blockchain, với tư cách là một sổ cái phân tán, cần tạo một bản sao dữ liệu lịch sử được lưu trữ trên tất cả các nút để đảm bảo rằng việc lưu trữ dữ liệu được an toàn và phân cấp đầy đủ. Vì tính chính xác của mỗi thay đổi trạng thái có liên quan đến trạng thái trước đó (nguồn của giao dịch), để đảm bảo tính chính xác của giao dịch, blockchain phải lưu trữ tất cả lịch sử giao dịch từ khi tạo giao dịch đầu tiên đến giao dịch hiện tại. giao dịch. Lấy Ethereum làm ví dụ, thậm chí lấy kích thước trung bình là 20 kb mỗi khối, tổng kích thước dữ liệu hiện tại trong Ethereum đã lên tới 370 GB. Đối với một nút đầy đủ, ngoài chính khối đó, nó còn phải ghi lại trạng thái và biên lai giao dịch. Tính cả phần này, tổng dung lượng lưu trữ của một nút đã vượt quá 1 TB, khiến hoạt động của nút dần dần được tập trung hóa.

Nguồn: Etherscan

Bản nâng cấp Cancun gần đây của Ethereum nhằm mục đích tăng TPS của Ethereum lên gần 1000, tại thời điểm đó, tốc độ tăng trưởng lưu trữ hàng năm của Ethereum sẽ vượt quá tổng dung lượng lưu trữ hiện tại của nó. Trong các chuỗi công khai hiệu suất cao, tốc độ giao dịch hàng chục nghìn TPS có thể mang lại hàng trăm GB dữ liệu bổ sung mỗi ngày. Sự dư thừa dữ liệu chung của tất cả các nút trên mạng rõ ràng không thể thích ứng với áp lực lưu trữ như vậy. Vì vậy, Layer1 phải tìm giải pháp phù hợp để cân bằng mức tăng trưởng TPS và chi phí lưu trữ của các nút.

2. Các chỉ số hoạt động của DA

2.1 An toàn

So với cơ sở dữ liệu hoặc danh sách liên kết, tính bất biến của blockchain xuất phát từ việc dữ liệu mới được tạo của nó có thể được xác minh bằng dữ liệu lịch sử, do đó đảm bảo tính bảo mật của dữ liệu lịch sử là vấn đề đầu tiên được xem xét trong lưu trữ lớp DA. Để đánh giá tính bảo mật dữ liệu của hệ thống blockchain, chúng tôi thường phân tích lượng dữ liệu dư thừa và phương pháp kiểm tra tính khả dụng của dữ liệu.

• Số lượng dự phòng: Sự dư thừa dữ liệu trong hệ thống blockchain chủ yếu đóng vai trò như sau: thứ nhất, lượng dự phòng nhiều hơn trong mạng có thể cung cấp nhiều mẫu hơn để tham khảo khi người xác minh cần kiểm tra trạng thái tài khoản, điều này có thể giúp nút chọn dữ liệu được ghi lại bởi phần lớn các nút có độ bảo mật cao hơn. Trong cơ sở dữ liệu truyền thống, do dữ liệu chỉ được lưu trữ dưới dạng cặp khóa-giá trị trong một nút nhất định nên việc thay đổi dữ liệu lịch sử chỉ được thực hiện trong một nút duy nhất, với chi phí tấn công thấp và về mặt lý thuyết, càng có nhiều cơ sở dữ liệu. số lượng dư thừa thì mức độ tin cậy của dữ liệu càng cao. Về mặt lý thuyết, càng có nhiều dư thừa thì dữ liệu sẽ càng đáng tin cậy. Hơn nữa, càng có nhiều nút thì dữ liệu càng ít có khả năng bị mất. Điểm này cũng có thể so sánh với các máy chủ tập trung lưu trữ trò chơi Web2, một khi tất cả các máy chủ nền đều ngừng hoạt động thì dịch vụ sẽ bị đóng hoàn toàn. Nhưng dư thừa nhiều hơn cũng không tốt hơn, vì dư thừa sẽ mang lại thêm không gian lưu trữ, điều này sẽ mang lại quá nhiều áp lực lưu trữ cho hệ thống. Một lớp DA tốt nên chọn cách dự phòng phù hợp để đạt được sự cân bằng giữa bảo mật và hiệu quả lưu trữ.

• Kiểm tra tính sẵn có của dữ liệu: Lượng dự phòng có thể đảm bảo đủ hồ sơ dữ liệu trong mạng, nhưng dữ liệu được sử dụng phải được kiểm tra tính chính xác và đầy đủ. Các chuỗi khối hiện tại thường sử dụng thuật toán cam kết mật mã làm phương pháp xác minh, chỉ giữ một cam kết mật mã nhỏ thu được bằng cách trộn dữ liệu giao dịch để toàn bộ mạng ghi lại. Để kiểm tra tính xác thực của dữ liệu lịch sử, chúng ta nên cố gắng khôi phục cam kết với dữ liệu. Nếu cam kết khôi phục giống với cam kết ban đầu thì quá trình xác minh sẽ vượt qua. Các thuật toán xác minh mật mã thường được sử dụng là Merkle Root và Verkle Root. Các thuật toán xác minh tính sẵn có của dữ liệu bảo mật cao có thể nhanh chóng xác minh dữ liệu lịch sử với sự trợ giúp của càng ít dữ liệu bên thứ ba càng tốt.

2.2 Chi phí lưu trữ

Sau khi đảm bảo an ninh cơ bản, mục tiêu tiếp theo của lớp DA là giảm chi phí và tăng hiệu quả. Bước đầu tiên là giảm chi phí lưu trữ do mức tiêu thụ bộ nhớ do lưu trữ dữ liệu trên mỗi kích thước đơn vị gây ra, bất kể sự khác biệt về hiệu suất phần cứng. Ngày nay, các cách chính để giảm chi phí lưu trữ trong blockchain là áp dụng công nghệ sharding và sử dụng lưu trữ phần thưởng để giảm số lượng bản sao lưu dữ liệu trong khi vẫn giữ được tính bảo mật. Tuy nhiên, không khó để nhận thấy từ các phương pháp cải tiến ở trên rằng có mối quan hệ trò chơi giữa chi phí lưu trữ và bảo mật dữ liệu và việc giảm chiếm dụng bộ nhớ thường đồng nghĩa với việc giảm tính bảo mật. Do đó, một lớp DA xuất sắc cần nhận ra sự cân bằng giữa chi phí lưu trữ và bảo mật dữ liệu. Ngoài ra, nếu lớp DA là một chuỗi công khai riêng biệt thì cũng cần giảm chi phí bằng cách giảm thiểu quá trình trao đổi dữ liệu trung gian, trong đó mọi quá trình chuyển tiếp cần để lại dữ liệu chỉ mục cho lần truy xuất tiếp theo. Vì vậy, quá trình gọi càng dài thì càng để lại nhiều dữ liệu chỉ mục, điều này sẽ làm tăng chi phí lưu trữ. Cuối cùng, chi phí lưu trữ dữ liệu có liên quan trực tiếp đến tính bền vững của dữ liệu. Nhìn chung, chi phí lưu trữ dữ liệu càng cao thì chuỗi công khai càng khó lưu trữ dữ liệu một cách liên tục.

2.3 Tốc độ đọc dữ liệu

Sau khi đã giảm được chi phí, bước tiếp theo là tính hiệu quả, tức là khả năng truy xuất nhanh dữ liệu từ lớp DA khi cần. Quá trình này bao gồm hai bước, bước đầu tiên là tìm kiếm các nút để lưu trữ dữ liệu, chủ yếu dành cho các chuỗi công khai chưa đạt được tính nhất quán dữ liệu trên mạng, nếu chuỗi công khai đã đạt được sự đồng bộ hóa dữ liệu của các nút trên mạng thì mức tiêu thụ thời gian này quá trình có thể được bỏ qua. Sau đó, trong các hệ thống blockchain chính thống ở giai đoạn này, bao gồm Bitcoin, Ethereum và Filecoin, phương thức lưu trữ của các nút đều là cơ sở dữ liệu Leveldb. Trong Leveldb, dữ liệu được lưu trữ theo ba cách. Đầu tiên, dữ liệu được ghi nhanh chóng sẽ được lưu trữ trong các tệp loại Memtable cho đến khi Memtable đầy, sau đó, loại tệp được thay đổi từ Memtable thành Memtable bất biến. Cả hai loại đều được lưu trữ trong bộ nhớ, nhưng các tệp Memtable bất biến ở dạng chỉ đọc. Bộ lưu trữ nóng được sử dụng trong mạng IPFS lưu trữ dữ liệu trong phần mạng này để có thể nhanh chóng đọc dữ liệu từ bộ nhớ khi được gọi, nhưng một nút trung bình chỉ có GB bộ nhớ di động, có thể dễ dàng bị chậm lại và khi một nút ngừng hoạt động, dữ liệu trong bộ nhớ sẽ bị mất vĩnh viễn. Nếu muốn lưu trữ dữ liệu liên tục, bạn cần lưu trữ dữ liệu dưới dạng file SST trên đĩa thể rắn (SSD), tuy nhiên khi đọc dữ liệu bạn cần đọc dữ liệu vào bộ nhớ trước, điều này làm giảm tốc độ rất nhiều. của việc lập chỉ mục dữ liệu. Cuối cùng, đối với hệ thống có phân đoạn lưu trữ, việc khôi phục dữ liệu yêu cầu gửi yêu cầu dữ liệu đến nhiều nút và khôi phục chúng, quá trình này cũng làm chậm quá trình đọc dữ liệu.

Nguồn: Sổ tay Leveldb

2.4 Khái quát hóa lớp DA

Với sự phát triển của DeFi và các vấn đề khác nhau của CEX, yêu cầu của người dùng đối với các giao dịch xuyên chuỗi đối với các tài sản phi tập trung đang tăng lên. Cho dù chúng tôi áp dụng cơ chế chuỗi chéo của khóa băm, chuỗi công chứng hoặc chuỗi chuyển tiếp, chúng tôi không thể tránh việc xác định đồng thời dữ liệu lịch sử trên hai chuỗi. Mấu chốt của vấn đề này nằm ở việc phân tách dữ liệu trên hai chuỗi, không thể truyền tải trực tiếp dữ liệu trên các hệ thống phi tập trung khác nhau. Do đó, một giải pháp được đề xuất bằng cách thay đổi phương thức lưu trữ của lớp DA, lớp này lưu trữ dữ liệu lịch sử của nhiều chuỗi công khai trên cùng một chuỗi công khai đáng tin cậy và chỉ cần gọi dữ liệu trên chuỗi công khai này khi xác minh. Điều này đòi hỏi lớp DA có thể thiết lập liên lạc an toàn với các loại chuỗi công khai khác nhau, điều đó có nghĩa là lớp DA có tính linh hoạt tốt.

3. Kỹ thuật liên quan đến DA

3.1 Phân mảnh

Trong các hệ thống phân tán truyền thống, một tệp không được lưu trữ ở dạng hoàn chỉnh trên một nút mà để chia dữ liệu gốc thành nhiều khối và lưu trữ chúng trong mỗi nút. Ngoài ra, khối thường không chỉ được lưu trữ trong một nút mà còn để lại bản sao lưu thích hợp ở các nút khác. Trong các hệ thống phân tán chính thống hiện có, số lượng bản sao lưu thường được đặt thành 2. Cơ chế phân chia này có thể giảm áp lực lưu trữ của từng nút riêng lẻ, mở rộng tổng dung lượng của hệ thống lên tổng dung lượng lưu trữ của từng nút và ở mức tối đa. đồng thời đảm bảo tính bảo mật của việc lưu trữ thông qua việc dự phòng dữ liệu phù hợp. Sơ đồ sharding được áp dụng trong blockchain nhìn chung tương tự như các hệ thống phân tán truyền thống, nhưng có một số khác biệt ở một số chi tiết. Thứ nhất, do các nút mặc định trong blockchain không đáng tin cậy nên quá trình thực hiện sharding yêu cầu một lượng sao lưu dữ liệu đủ lớn để đánh giá tính xác thực của dữ liệu sau này, do đó số lượng bản sao lưu của nút này cần nhiều hơn 2. Lý tưởng nhất là , trong hệ thống blockchain áp dụng sơ đồ lưu trữ này, nếu tổng số nút xác thực là T và số lượng phân đoạn là N thì số lượng bản sao lưu phải là T/N. Thứ hai, đối với quá trình lưu trữ một khối, một hệ thống phân tán truyền thống có ít nút hơn thường có chế độ mà một nút thích ứng với nhiều khối dữ liệu. Đầu tiên, dữ liệu được ánh xạ tới vòng băm bằng thuật toán băm nhất quán, sau đó mỗi nút lưu trữ một phạm vi khối được đánh số nhất định với các phép gán của vòng băm. Có thể chấp nhận trong hệ thống rằng một nút đơn lẻ không có nhiệm vụ lưu trữ trong một bộ lưu trữ nhất định. Trong khi trên blockchain, khối lưu trữ không còn là ngẫu nhiên mà là một sự kiện không thể tránh khỏi đối với các nút. Mỗi nút sẽ chọn ngẫu nhiên một khối để lưu trữ trong chuỗi khối, với quá trình được hoàn thành bằng kết quả băm của dữ liệu được trộn với thông tin của nút thành số lát modulo. Giả sử mỗi dữ liệu được chia thành N khối thì kích thước lưu trữ thực tế của mỗi nút chỉ là 1/N. Bằng cách đặt N một cách thích hợp, chúng ta có thể đạt được sự cân bằng giữa sự tăng trưởng của TPS và áp lực lên việc lưu trữ nút.

Nguồn: Kernel Ventures

3.2 DAS (Lấy mẫu sẵn có dữ liệu)

Công nghệ DAS là sự tối ưu hóa hơn nữa của phương pháp lưu trữ dựa trên sharding. Trong quá trình phân chia, do việc lưu trữ ngẫu nhiên các nút đơn giản nên có thể xảy ra mất khối. Thứ hai, đối với dữ liệu sau khi sharding, việc làm thế nào để xác nhận tính xác thực và toàn vẹn của dữ liệu trong quá trình khôi phục cũng rất quan trọng. Trong DAS, hai vấn đề này được giải quyết bằng mã Eraser và cam kết đa thức KZG.

• Mã tẩy: Với số lượng lớn các nút được xác minh trong Ethereum, có thể một khối không được lưu trữ bởi bất kỳ nút nào mặc dù đó là một sự kiện xác suất. Để giảm thiểu nguy cơ thiếu bộ nhớ, thay vì cắt và chia dữ liệu thô thành các khối, sơ đồ này ánh xạ dữ liệu thô tới các hệ số của đa thức bậc n, sau đó lấy 2n điểm trên đa thức và cho phép các nút chọn ngẫu nhiên một trong các chúng để lưu trữ. Đối với đa thức bậc n này, chỉ cần n + 1 điểm để rút gọn và do đó, chỉ một nửa số khối cần được các nút chọn để chúng ta thực hiện việc rút gọn dữ liệu gốc. Mã Eraser cải thiện tính bảo mật của việc lưu trữ dữ liệu và khả năng khôi phục dữ liệu của mạng.

• Cam kết đa thức KZG: Một khía cạnh rất quan trọng của việc lưu trữ dữ liệu là xác minh tính xác thực của dữ liệu. Trong các mạng không sử dụng mã Eraser, có thể sử dụng nhiều phương pháp khác nhau để xác minh, nhưng nếu mã Eraser ở trên được đưa vào để cải thiện bảo mật dữ liệu thì sẽ phù hợp hơn khi sử dụng cam kết đa thức KZG, có thể xác minh nội dung của một mạng duy nhất. chặn trực tiếp dưới dạng đa thức, do đó loại bỏ sự cần thiết phải giảm đa thức thành dữ liệu nhị phân. Cam kết đa thức KZG có thể xác minh trực tiếp nội dung của một khối duy nhất dưới dạng đa thức, do đó loại bỏ nhu cầu giảm đa thức thành dữ liệu nhị phân và hình thức xác minh tổng thể tương tự như Merkle Tree, nhưng không yêu cầu cụ thể Dữ liệu nút đường dẫn và chỉ yêu cầu dữ liệu khối và gốc KZG để xác minh tính xác thực của khối.

3.3 Phương pháp xác thực dữ liệu trong DA

Xác thực dữ liệu đảm bảo rằng dữ liệu được gọi từ một nút là chính xác và đầy đủ. Để giảm thiểu lượng dữ liệu và chi phí tính toán cần thiết trong quá trình xác thực, lớp DA hiện sử dụng cấu trúc cây làm phương pháp xác thực chính. Hình thức đơn giản nhất là sử dụng Merkle Tree để xác minh, sử dụng dạng bản ghi cây nhị phân hoàn chỉnh, chỉ cần giữ Merkle Root và giá trị băm của cây con ở phía bên kia đường dẫn của nút là có thể được xác minh, độ phức tạp về thời gian của việc xác minh là mức O(logN) (logN là log2(N) mặc định). Mặc dù quy trình xác thực đã được đơn giản hóa rất nhiều nhưng lượng dữ liệu cho quá trình xác thực nói chung vẫn tăng lên cùng với sự gia tăng của dữ liệu. Để giải quyết vấn đề tăng khối lượng xác thực, một phương pháp xác thực khác, Verkle Tree, được đề xuất ở giai đoạn này, trong đó mỗi nút trong Verkle Tree không chỉ lưu trữ giá trị mà còn đính kèm Cam kết Vector, có thể nhanh chóng xác thực tính xác thực của dữ liệu bằng cách sử dụng giá trị của nút gốc và bằng chứng cam kết mà không cần gọi giá trị của các nút chị em khác, điều này giúp việc tính toán từng xác thực trở nên dễ dàng và nhanh hơn. Điều này khiến số lượng tính toán cho mỗi lần xác minh chỉ liên quan đến độ sâu của Cây Verkle, là một hằng số cố định, do đó tăng tốc đáng kể tốc độ xác minh. Tuy nhiên, việc tính toán Cam kết Vector yêu cầu sự tham gia của tất cả các nút chị em trong cùng một lớp, điều này làm tăng đáng kể chi phí ghi và thay đổi dữ liệu. Tuy nhiên, đối với những dữ liệu như dữ liệu lịch sử, được lưu trữ vĩnh viễn và không thể bị giả mạo, chỉ đọc được chứ không thể ghi thì Verkle Tree cực kỳ phù hợp. Ngoài ra, bản thân Merkle Tree và Verkle Tree có dạng biến thể K-ary, cách triển khai cụ thể của cơ chế là tương tự nhau, chỉ cần thay đổi số lượng cây con dưới mỗi nút, bạn có thể xem so sánh hiệu suất cụ thể trong bảng sau.

Nguồn: Cây Verkle

3.4 Phần mềm trung gian DA chung

Sự mở rộng liên tục của hệ sinh thái blockchain đã mang lại số lượng chuỗi công khai ngày càng tăng. Do những ưu điểm và tính không thể thay thế của từng chuỗi công khai trong các lĩnh vực tương ứng của chúng, nên các chuỗi công khai Lớp 1 không thể thống nhất trong thời gian ngắn. Tuy nhiên, với sự phát triển của DeFi và các vấn đề của CEX, nhu cầu của người dùng đối với tài sản giao dịch chuỗi chéo phi tập trung đang tăng lên. Do đó, việc lưu trữ dữ liệu đa chuỗi lớp DA, có thể loại bỏ các vấn đề bảo mật trong tương tác dữ liệu chuỗi chéo, ngày càng thu hút được nhiều sự chú ý hơn. Tuy nhiên, để chấp nhận dữ liệu lịch sử từ các chuỗi công khai khác nhau, lớp DA cần cung cấp các giao thức phi tập trung để lưu trữ tiêu chuẩn hóa và xác thực luồng dữ liệu. Ví dụ: kvye, một phần mềm trung gian lưu trữ dựa trên Arweave, áp dụng phương pháp chủ động thu thập dữ liệu từ các chuỗi chính và nó có thể lưu trữ dữ liệu từ tất cả các chuỗi ở dạng chuẩn hóa cho Arweave để giảm thiểu sự khác biệt trong quá trình truyền dữ liệu quá trình. Nói một cách tương đối, Layer2, chuyên cung cấp lưu trữ dữ liệu lớp DA cho một chuỗi công khai nhất định, thực hiện tương tác dữ liệu bằng các nút chia sẻ nội bộ. Mặc dù nó làm giảm chi phí tương tác và cải thiện tính bảo mật nhưng nó có những hạn chế lớn hơn và chỉ có thể cung cấp dịch vụ cho các chuỗi công khai cụ thể.

4. Phương pháp bảo quản DA

4.1 DA chuỗi chính

4.1.1 DankSharding giống như

Không có tên chính xác cho loại sơ đồ lưu trữ này, nhưng nổi bật nhất là Dank Sharding trên Ethereum, vì vậy trong bài viết này, chúng tôi sử dụng thuật ngữ Dank Sharding-like để chỉ loại sơ đồ này. Loại sơ đồ này chủ yếu sử dụng hai kỹ thuật lưu trữ DA được đề cập ở trên là sharding và DAS, trước tiên, dữ liệu được chia thành số lượng chia sẻ thích hợp bằng sharding, sau đó mỗi nút trích xuất một khối dữ liệu dưới dạng DAS để lưu trữ. Trong trường hợp có đủ nút trong toàn bộ mạng, chúng ta có thể lấy số lượng lát N lớn hơn, sao cho áp suất lưu trữ của mỗi nút chỉ bằng 1/N so với nút gốc, do đó thực hiện được việc mở rộng N lần của tổng thể lưu trữ không gian. Đồng thời, để ngăn chặn trường hợp cực đoan là một khối không được lưu trữ bởi bất kỳ khối nào, Dank Sharding mã hóa dữ liệu bằng Mã tẩy, chỉ cần một nửa dữ liệu để khôi phục hoàn toàn. Cuối cùng, dữ liệu được xác minh bằng cấu trúc Verkle Tree với các cam kết đa thức để kiểm tra tổng nhanh.

4.1.2 Lưu trữ tạm thời

Đối với DA của chuỗi chính, một trong những cách đơn giản nhất để xử lý dữ liệu là lưu trữ dữ liệu lịch sử trong một khoảng thời gian ngắn. Về cơ bản, blockchain hoạt động như một sổ cái công khai, trong đó các thay đổi được thực hiện đối với nội dung của sổ cái trước sự hiện diện của toàn bộ mạng và không cần lưu trữ vĩnh viễn. Ví dụ: trong trường hợp của Solana, mặc dù dữ liệu lịch sử của nó được đồng bộ hóa với Arweave, nhưng các nút mạng chính chỉ giữ lại dữ liệu giao dịch trong hai ngày qua. Trên chuỗi công khai dựa trên hồ sơ tài khoản, mỗi thời điểm của dữ liệu lịch sử sẽ giữ lại trạng thái cuối cùng của tài khoản trên blockchain, đủ để cung cấp cơ sở cho việc xác minh các thay đổi vào thời điểm tiếp theo. Những người có nhu cầu đặc biệt về dữ liệu trước thời điểm này có thể lưu trữ dữ liệu trên các chuỗi công cộng phi tập trung khác hoặc giao dữ liệu cho bên thứ ba đáng tin cậy. Nói cách khác, những người có nhu cầu bổ sung về dữ liệu sẽ phải trả tiền cho việc lưu trữ dữ liệu lịch sử.

4.2 DA bên thứ ba

4.2.1 DA cho Chuỗi chính: EthStorage

• DA cho Chuỗi chính: Điều quan trọng nhất đối với lớp DA là tính bảo mật khi truyền dữ liệu và DA có độ bảo mật cao nhất là DA của chuỗi chính, nhưng việc lưu trữ chuỗi chính bị hạn chế bởi không gian lưu trữ và sự cạnh tranh của tài nguyên, vì vậy khi khối lượng dữ liệu của mạng tăng nhanh, DA của bên thứ ba là lựa chọn tốt hơn nếu muốn thực hiện việc lưu trữ dữ liệu lâu dài. Nếu DA của bên thứ ba có khả năng tương thích cao hơn với mạng chính, nó có thể nhận ra việc chia sẻ các nút và quá trình tương tác dữ liệu sẽ có tính bảo mật cao hơn. Do đó, với tiền đề xem xét tính bảo mật, một DA chuyên dụng cho chuỗi chính sẽ có lợi thế rất lớn. Lấy Ethereum làm ví dụ, một trong những yêu cầu cơ bản đối với DA dành riêng cho chuỗi chính là nó có thể tương thích với EVM để đảm bảo khả năng tương tác với dữ liệu và hợp đồng Ethereum và các dự án tiêu biểu bao gồm Topia, EthStorage, v.v. Trong số đó, EthStorage là DA tương thích nhất về khả năng tương thích. Các dự án tiêu biểu bao gồm Topia, EthStorage, v.v. Trong số đó, EthStorage được phát triển tốt nhất về khả năng tương thích, vì ngoài khả năng tương thích EVM, nó còn thiết lập các giao diện liên quan để giao tiếp với Remix, Hardhat và các công cụ phát triển Ethereum khác nhằm hiện thực hóa khả năng tương thích với các công cụ phát triển Ethereum.

• EthStorage: EthStorage là một chuỗi công khai độc lập với Ethereum, nhưng các nút chạy trên nó là một siêu nhóm các nút Ethereum, có nghĩa là các nút chạy EthStorage cũng có thể chạy Ethereum cùng một lúc. Hơn nữa, chúng tôi cũng có thể vận hành trực tiếp EthStorage thông qua các mã hoạt động trên Ethereum. Mô hình lưu trữ của EthStorage chỉ giữ lại một lượng nhỏ siêu dữ liệu để lập chỉ mục trên mạng Ethereum chính, về cơ bản là tạo ra cơ sở dữ liệu phi tập trung cho Ethereum. Trong giải pháp hiện tại, EthStorage triển khai Hợp đồng EthStorage trên Ethereum chính để nhận ra sự tương tác giữa Ethereum chính và EthStorage. Nếu Ethereum muốn gửi dữ liệu, nó cần gọi hàm put() trong hợp đồng và các tham số đầu vào là khóa biến hai byte, dữ liệu, trong đó dữ liệu đại diện cho dữ liệu được gửi và khóa là danh tính của nó trong Mạng Ethereum, có thể được coi là tương tự như sự tồn tại của CID trong IPFS. Sau khi cặp dữ liệu (key, data) được lưu trữ thành công trong mạng EthStorage, EthStorage sẽ tạo một kvldx để trả về mạng máy chủ Ethereum, tương ứng với khóa trên mạng Ethereum và giá trị này tương ứng với địa chỉ lưu trữ của dữ liệu trên EthStorage để vấn đề ban đầu là lưu trữ một lượng lớn dữ liệu giờ đây có thể được thay đổi thành lưu trữ một (khóa, kvldx). (key, kvldx), giúp giảm đáng kể chi phí lưu trữ của mạng Ethereum chính. Nếu cần gọi dữ liệu được lưu trữ trước đó, bạn cần sử dụng hàm get() trong EthStorage và nhập tham số chính, sau đó bạn có thể tra cứu nhanh dữ liệu trên EthStorage bằng cách sử dụng kvldx được lưu trữ trong Ethereum.

Nguồn: Kernel Ventures

• Về cách các nút lưu trữ dữ liệu, EthStorage học hỏi từ mô hình Arweave. Trước hết, một số lượng lớn các cặp (k,v) từ ETH được phân chia và mỗi phân đoạn chứa một số cặp (k, v) cố định, trong đó có giới hạn về kích thước của mỗi (k, v) cặp để đảm bảo tính công bằng của khối lượng công việc trong quá trình lưu trữ phần thưởng cho thợ mỏ. Để phát hành phần thưởng, cần phải xác minh xem nút có lưu trữ dữ liệu ngay từ đầu hay không. Trong quá trình này, EthStorage sẽ chia một sharding (kích thước TB) thành nhiều phần và giữ gốc Merkle trên mạng chính Ethereum để xác minh. Sau đó, người khai thác cần cung cấp một nonce để tạo ra một số khối bằng thuật toán ngẫu nhiên với hàm băm của khối trước đó trên EthStorage và người khai thác cần cung cấp dữ liệu của các khối này để chứng minh rằng họ đã lưu trữ toàn bộ phân đoạn, nhưng nonce này không thể được chọn tùy ý, nếu không nút sẽ chọn nonce thích hợp tương ứng với các khối được lưu trữ bởi nút đó và vượt qua quá trình xác minh. Tuy nhiên, nonce này không thể được chọn ngẫu nhiên, nếu không nút sẽ chọn một nonce phù hợp chỉ tương ứng với các khối được lưu trữ của nó và do đó vượt qua quá trình xác minh, do đó nonce này phải tạo các khối được tạo sau khi trộn và băm để giá trị độ khó đáp ứng yêu cầu của mạng và chỉ nút đầu tiên gửi nonce và bằng chứng truy cập ngẫu nhiên mới có thể nhận được phần thưởng.

4.2.2 Mô đun hóa DA: Celsetia

• Mô-đun Blockchain: Các giao dịch được thực hiện trên chuỗi công khai Layer1 được chia thành bốn phần sau: (1) thiết kế logic cơ bản của mạng, chọn các nút xác thực theo cách nhất định, viết khối và phân bổ phần thưởng cho người duy trì mạng; (2) đóng gói, xử lý các giao dịch và công bố các giao dịch liên quan; (3) xác thực các giao dịch sẽ được tải lên blockchain và xác định trạng thái cuối cùng; (4) lưu trữ và duy trì dữ liệu lịch sử trên blockchain. Theo các chức năng khác nhau được thực hiện, chúng ta có thể chia blockchain thành bốn mô-đun, lớp đồng thuận, lớp thực thi, lớp giải quyết và lớp sẵn có của dữ liệu (lớp DA).

• Thiết kế Blockchain mô-đun: từ lâu, bốn mô-đun này đã được tích hợp vào một chuỗi công khai duy nhất, chuỗi khối như vậy được gọi là chuỗi khối nguyên khối. Hình thức này ổn định hơn và dễ bảo trì hơn, nhưng nó cũng gây áp lực rất lớn lên chuỗi công khai duy nhất. Trong thực tế, bốn mô-đun hạn chế lẫn nhau và cạnh tranh để giành lấy tài nguyên lưu trữ và tính toán hạn chế của chuỗi công khai. Ví dụ: việc tăng tốc độ xử lý của lớp xử lý sẽ mang lại nhiều áp lực lưu trữ hơn cho lớp sẵn có của dữ liệu; việc đảm bảo tính bảo mật của lớp thực thi đòi hỏi cơ chế xác minh phức tạp hơn nhưng lại làm chậm tốc độ xử lý giao dịch. Do đó, việc phát triển chuỗi công khai thường phải đối mặt với sự đánh đổi giữa bốn mô-đun này. Để vượt qua nút thắt này trong việc cải thiện hiệu suất chuỗi công cộng, các nhà phát triển đã đề xuất một giải pháp chuỗi khối mô-đun. Ý tưởng cốt lõi của blockchain mô-đun là loại bỏ một hoặc một vài trong số bốn mô-đun được đề cập ở trên và đưa chúng vào một chuỗi công khai riêng biệt để triển khai. Bằng cách này, chuỗi công khai có thể tập trung vào việc cải thiện tốc độ giao dịch hoặc dung lượng lưu trữ, vượt qua những hạn chế trước đây về hiệu suất tổng thể của chuỗi khối do hiệu ứng bảng ngắn.

• DA mô-đun: Cách tiếp cận phức tạp nhằm tách lớp DA khỏi hoạt động kinh doanh chuỗi khối và đặt nó trên một chuỗi công khai riêng biệt được coi là giải pháp khả thi cho dữ liệu lịch sử ngày càng tăng của Lớp 1. Ở giai đoạn này, việc khám phá khu vực này vẫn còn ở giai đoạn đầu và dự án tiêu biểu nhất là Celestia, sử dụng phương pháp lưu trữ Sharding, phương pháp này cũng chia dữ liệu thành nhiều khối và mỗi nút trích xuất một phần dữ liệu đó cho lưu trữ và sử dụng cam kết đa thức KZG để xác minh tính toàn vẹn của dữ liệu. Đồng thời, Celestia sử dụng mã hiệu chỉnh RS hai chiều tiên tiến để viết lại dữ liệu gốc dưới dạng ma trận k*k, cuối cùng chỉ cần khôi phục 25% dữ liệu gốc. Tuy nhiên, việc lưu trữ dữ liệu được cắt lát về cơ bản chỉ là nhân áp lực lưu trữ của các nút trên mạng với hệ số của tổng khối lượng dữ liệu và áp lực lưu trữ của các nút vẫn tăng tuyến tính theo khối lượng dữ liệu. Khi Layer1 tiếp tục cải thiện tốc độ giao dịch, áp lực lưu trữ lên các nút một ngày nào đó vẫn có thể đạt đến ngưỡng không thể chấp nhận được. Để giải quyết vấn đề này, thành phần IPLD được giới thiệu trong Celestia. Thay vì lưu trữ dữ liệu trong ma trận k*k trực tiếp trên Celestia, dữ liệu được lưu trữ trong mạng LL-IPFS, chỉ có mã CID của dữ liệu được lưu trong nút. Khi người dùng yêu cầu một phần dữ liệu lịch sử, nút sẽ gửi CID tương ứng đến thành phần IPLD, được sử dụng để gọi dữ liệu gốc trên IPFS. Nếu dữ liệu tồn tại trên IPFS, nó sẽ được trả về thông qua thành phần IPLD và nút. Nếu nó không tồn tại, dữ liệu không thể được trả về.

Nguồn: Celestia Core

• Celestia: Lấy Celestia làm ví dụ, chúng ta có thể thấy ứng dụng của blockchain mô-đun trong việc giải quyết vấn đề lưu trữ của Ethereum, nút Rollup sẽ gửi dữ liệu giao dịch được đóng gói và xác minh đến Celestia và lưu trữ dữ liệu trên Celestia, trong quá trình này, Celestia chỉ lưu trữ dữ liệu mà không cần có quá nhiều nhận thức. Trong quá trình này, Celestia chỉ lưu trữ dữ liệu mà không cảm nhận được dữ liệu và cuối cùng, tùy theo kích thước của không gian lưu trữ, nút Rollup sẽ trả các mã thông báo tia tương ứng cho Celestia dưới dạng phí lưu trữ. Bộ lưu trữ trong Celestia sử dụng DAS và mã gỡ lỗi tương tự như trong EIP4844, nhưng mã gỡ lỗi đa thức trong EIP4844 được nâng cấp để sử dụng mã gỡ lỗi RS hai chiều, giúp nâng cấp lại tính bảo mật của bộ lưu trữ và chỉ 25% phân số là cần thiết để khôi phục toàn bộ dữ liệu giao dịch. Về cơ bản, nó là một chuỗi POS công khai với chi phí lưu trữ thấp và nếu nó được coi là giải pháp cho vấn đề lưu trữ dữ liệu lịch sử của Ethereum thì cần có nhiều mô-đun cụ thể khác để hoạt động với Celestia. Ví dụ: về mặt cuộn lên, một trong những mô hình cuộn lên được trang web chính thức của Celestia khuyên dùng là Sovereign Rollup, khác với mô hình cuộn lên thông thường trên Layer2, chỉ có thể tính toán và xác minh các giao dịch, chỉ cần hoàn thành lớp thực thi và bao gồm toàn bộ quá trình thực hiện và quyết toán, giúp giảm thiểu nhu cầu về quá trình thực hiện và quyết toán trên Celestia. Điều này giảm thiểu việc xử lý các giao dịch trên Celestia, giúp tối đa hóa tính bảo mật tổng thể của quá trình giao dịch khi tính bảo mật tổng thể của Celestia yếu hơn so với Ethereum. Về tính bảo mật của dữ liệu được Celestia gọi trên mạng chính của Ethereum, giải pháp phổ biến nhất là hợp đồng thông minh Cầu trọng lực lượng tử. Đối với dữ liệu được lưu trữ trên Celestia, nó sẽ tạo Merkle Root (chứng chỉ khả dụng dữ liệu) và giữ nó trên hợp đồng Cầu trọng lực lượng tử trên mạng chính của EtherCenter. Khi EtherCenter gọi dữ liệu lịch sử trên Celestia mọi lúc, nó sẽ so sánh kết quả băm với Merkle Root và nếu khớp thì có nghĩa đó thực sự là dữ liệu lịch sử thực sự.

4.2.3 Chuỗi lưu trữ DA

Xét về các nguyên tắc kỹ thuật của DA chuỗi chính, nhiều kỹ thuật tương tự như sharding đã được mượn từ các chuỗi lưu trữ công cộng. Trong DA của bên thứ ba, một số trong số chúng thậm chí còn hoàn thành trực tiếp một phần nhiệm vụ lưu trữ với sự trợ giúp của chuỗi lưu trữ công khai, chẳng hạn như dữ liệu giao dịch cụ thể trong Celestia được đưa lên mạng LL-IPFS. Trong giải pháp của DA bên thứ ba, bên cạnh việc xây dựng chuỗi công khai riêng để giải quyết vấn đề lưu trữ của Layer1, một cách trực tiếp hơn là kết nối trực tiếp chuỗi lưu trữ công khai với Layer1 để lưu trữ dữ liệu lịch sử khổng lồ trên Layer1. Đối với blockchain hiệu suất cao, khối lượng dữ liệu lịch sử thậm chí còn lớn hơn, khi hoạt động ở tốc độ tối đa, khối lượng dữ liệu của chuỗi công khai hiệu suất cao Solana gần bằng 4 PG, hoàn toàn vượt quá phạm vi lưu trữ của các nút thông thường. Solana chọn giải pháp lưu trữ dữ liệu lịch sử trên mạng lưu trữ phi tập trung Arweave và chỉ giữ lại 2 ngày dữ liệu trên các nút của mạng chính để xác minh. Để đảm bảo tính bảo mật của quá trình lưu trữ, Solana và chuỗi Arweave đã thiết kế một giao thức cầu lưu trữ, Solar Bridge, đồng bộ hóa dữ liệu được xác thực từ các nút Solana với Arweave và trả về thẻ tương ứng, cho phép các nút Solana xem dữ liệu lịch sử của chuỗi khối Solana tại bất kỳ thời điểm nào. Nút Solana có thể xem dữ liệu lịch sử từ bất kỳ thời điểm nào trên chuỗi khối Solana. Trên Arweave, thay vì yêu cầu các nút trên mạng duy trì tính nhất quán của dữ liệu như một điều cần thiết để tham gia, mạng sẽ áp dụng phương pháp lưu trữ phần thưởng. Trước hết, Arweave không sử dụng cấu trúc chuỗi truyền thống để xây dựng các khối mà giống cấu trúc biểu đồ hơn. Trong Arweave, một khối mới sẽ không chỉ trỏ đến khối trước đó mà còn trỏ ngẫu nhiên đến khối Thu hồi khối được tạo, có vị trí chính xác được xác định bởi kết quả băm của khối trước đó và chiều cao khối của nó cũng như vị trí của Khối thu hồi. khối không xác định cho đến khi khối trước đó được khai thác. Tuy nhiên, trong quá trình tạo khối mới, các nút bắt buộc phải có dữ liệu của khối Thu hồi để sử dụng cơ chế POW để tính toán hàm băm của độ khó được chỉ định và chỉ người khai thác là người đầu tiên tính toán hàm băm đáp ứng yêu cầu đó. độ khó có thể được khen thưởng, điều này khuyến khích người khai thác lưu trữ càng nhiều dữ liệu lịch sử càng tốt. Đồng thời, càng ít người lưu trữ một khối lịch sử cụ thể thì nút sẽ càng có ít đối thủ cạnh tranh hơn khi tạo ra một nonce tuân thủ độ khó, khuyến khích các nhà khai thác lưu trữ các khối với ít bản sao lưu hơn trong mạng. Cuối cùng, để đảm bảo rằng các nút lưu trữ dữ liệu vĩnh viễn, cơ chế chấm điểm nút của WildFire được giới thiệu trong Arweave. Các nút sẽ thích giao tiếp với các nút có thể cung cấp dữ liệu lịch sử nhiều hơn và nhanh hơn, trong khi các nút có xếp hạng thấp hơn sẽ không thể nhận được dữ liệu giao dịch và khối mới nhất trong lần đầu tiên, do đó không thể bắt đầu thuận lợi trong cuộc cạnh tranh POW.

Nguồn: Giấy vàng Arweave

5. So sánh tổng hợp

Chúng tôi sẽ so sánh ưu điểm và nhược điểm của từng giải pháp trong số năm giải pháp lưu trữ theo bốn khía cạnh của chỉ số hiệu suất DA.

• An toàn: Nguồn gốc lớn nhất của vấn đề bảo mật dữ liệu là mất dữ liệu do quá trình truyền dữ liệu và giả mạo độc hại từ các nút không trung thực và quy trình chuỗi chéo là lĩnh vực bị ảnh hưởng nặng nề nhất về bảo mật truyền dữ liệu do tính độc lập của hai bên công khai. chuỗi và trạng thái không được chia sẻ. Ngoài ra, Layer1, yêu cầu lớp DA chuyên dụng ở giai đoạn này, thường có một nhóm đồng thuận mạnh mẽ và tính bảo mật của nó sẽ cao hơn nhiều so với các chuỗi công khai lưu trữ thông thường. Do đó, giải pháp DA chuỗi chính có tính bảo mật cao hơn. Sau khi đảm bảo an toàn cho việc truyền dữ liệu, bước tiếp theo là đảm bảo an toàn cho dữ liệu cuộc gọi. Chỉ xem xét dữ liệu lịch sử ngắn hạn được sử dụng để xác minh giao dịch, dữ liệu tương tự được sao lưu bởi toàn bộ mạng trong mạng lưu trữ tạm thời, trong khi số lần sao lưu dữ liệu trung bình trong sơ đồ giống DankSharding chỉ là 1/N của số lượng nút trong toàn mạng, điều đó có nghĩa là dự phòng dữ liệu nhiều hơn có thể khiến dữ liệu ít bị mất hơn, đồng thời có thể cung cấp nhiều mẫu tham chiếu hơn để xác minh. Vì vậy, việc lưu trữ tạm thời sẽ có độ bảo mật dữ liệu cao hơn. Trong sơ đồ DA của bên thứ ba, do các nút công khai được sử dụng trong chuỗi chính nên dữ liệu có thể được truyền trực tiếp qua các nút chuyển tiếp này trong quá trình liên chuỗi và do đó nó cũng sẽ có độ bảo mật tương đối cao hơn các DA khác đề án.

• Chi phí lưu trữ: Yếu tố có tác động lớn nhất đến chi phí lưu trữ là lượng dữ liệu dư thừa. Trong sơ đồ lưu trữ ngắn hạn của chuỗi chính DA, sử dụng hình thức đồng bộ hóa dữ liệu nút trên toàn mạng để lưu trữ, mọi dữ liệu mới được lưu trữ cần phải được sao lưu trong các nút trên toàn mạng, có chi phí lưu trữ cao nhất. Ngược lại, chi phí lưu trữ cao xác định rằng trong mạng TPS cao, phương pháp này chỉ phù hợp để lưu trữ tạm thời. Tiếp theo là phương pháp lưu trữ sharding, bao gồm sharding trong chuỗi chính và sharding trong DA của bên thứ ba. Bởi vì chuỗi chính thường có nhiều nút hơn và do đó khối tương ứng sẽ có nhiều bản sao lưu hơn nên sơ đồ phân mảnh chuỗi chính sẽ có chi phí cao hơn. Chi phí lưu trữ thấp nhất là trong chuỗi lưu trữ công cộng DA áp dụng phương thức lưu trữ phần thưởng và lượng dữ liệu dư thừa trong sơ đồ này có xu hướng dao động xung quanh một hằng số cố định. Đồng thời, chuỗi lưu trữ công cộng DA cũng giới thiệu cơ chế điều chỉnh động, thu hút các nút lưu trữ ít dữ liệu sao lưu hơn bằng cách tăng phần thưởng để đảm bảo an toàn dữ liệu.

• Tốc độ đọc dữ liệu: Tốc độ lưu trữ dữ liệu chủ yếu bị ảnh hưởng bởi nơi dữ liệu được lưu trữ trong không gian lưu trữ, đường dẫn chỉ mục dữ liệu và sự phân phối dữ liệu giữa các nút. Trong số đó, nơi dữ liệu được lưu trữ trong các nút có tác động lớn hơn đến tốc độ, vì việc lưu trữ dữ liệu trong bộ nhớ hoặc SSD có thể dẫn đến tốc độ đọc chênh lệch hàng chục lần. Các DA chuỗi lưu trữ công cộng chủ yếu sử dụng bộ lưu trữ SSD vì tải trên chuỗi đó không chỉ bao gồm dữ liệu từ lớp DA mà còn cả dữ liệu cá nhân ngốn bộ nhớ cao như video và hình ảnh do người dùng tải lên. Nếu mạng không sử dụng SSD làm không gian lưu trữ thì khó có thể chịu được áp lực lưu trữ rất lớn và đáp ứng nhu cầu lưu trữ lâu dài. Thứ hai, đối với DA của bên thứ ba và DA chuỗi chính sử dụng trạng thái bộ nhớ để lưu trữ dữ liệu, trước tiên DA của bên thứ ba cần tìm kiếm dữ liệu được lập chỉ mục tương ứng trong chuỗi chính, sau đó chuyển dữ liệu được lập chỉ mục qua chuỗi sang chuỗi thứ ba. DA của bên và trả lại dữ liệu qua cầu lưu trữ. Ngược lại, DA chính có thể truy vấn dữ liệu trực tiếp từ các nút và do đó có tốc độ truy xuất dữ liệu nhanh hơn. Cuối cùng, trong DA chuỗi chính, phương pháp phân chia yêu cầu gọi các khối từ nhiều nút và khôi phục dữ liệu gốc. Vì vậy, nó chậm hơn so với phương pháp lưu trữ ngắn hạn không có sharding.

• Tính phổ biến của lớp DA: Tính phổ biến của Mainchain DA gần bằng 0 vì không thể chuyển dữ liệu từ chuỗi công khai không đủ dung lượng lưu trữ sang chuỗi công khai khác không đủ dung lượng lưu trữ. Trong DA của bên thứ ba, tính tổng quát của một giải pháp và khả năng tương thích của nó với một chuỗi chính cụ thể là những số liệu trái ngược nhau. Ví dụ: trong trường hợp giải pháp DA dành riêng cho chuỗi chính được thiết kế cho một chuỗi chính cụ thể, nó đã thực hiện rất nhiều cải tiến ở cấp độ loại nút và sự đồng thuận của mạng để thích ứng với chuỗi công khai cụ thể đó và do đó những cải tiến này có thể hoạt động như một trở ngại rất lớn khi giao tiếp với các chuỗi công cộng khác. Trong DA của bên thứ ba, DA chuỗi công cộng lưu trữ hoạt động tốt hơn về mặt tính tổng quát so với DA mô-đun. DA chuỗi công cộng lưu trữ có cộng đồng nhà phát triển lớn hơn và nhiều cơ sở mở rộng hơn để thích ứng với các chuỗi công khai khác nhau. Đồng thời, chuỗi lưu trữ công cộng DA có thể lấy dữ liệu tích cực hơn thông qua việc chụp gói thay vì nhận thông tin thụ động được truyền từ các chuỗi công khai khác. Do đó, nó có thể mã hóa dữ liệu theo cách của nó, đạt được lưu trữ luồng dữ liệu được tiêu chuẩn hóa, tạo điều kiện thuận lợi cho việc quản lý thông tin dữ liệu từ các chuỗi chính khác nhau và cải thiện hiệu quả lưu trữ.

Nguồn: Kernel Ventures

6. Kết luận

Blockchain đang trải qua quá trình chuyển đổi từ Crypto sang Web3 và nó mang đến vô số dự án trên blockchain nhưng cũng gây ra các vấn đề về lưu trữ dữ liệu. Để đáp ứng hoạt động đồng thời của rất nhiều dự án trên Layer1 và đảm bảo trải nghiệm của các dự án Gamefi và Socialfi, Layer1 do Ethereum đại diện đã áp dụng Rollup và Blobs để cải thiện TPS. Hơn nữa, số lượng chuỗi khối hiệu suất cao trong chuỗi khối mới ra đời cũng đang tăng lên. Nhưng TPS cao hơn không chỉ có nghĩa là hiệu suất cao hơn mà còn có nghĩa là áp lực lưu trữ trong mạng nhiều hơn. Đối với lượng dữ liệu lịch sử khổng lồ, nhiều phương pháp tiếp cận DA, cả chuỗi chính và bên thứ ba đều được đề xuất ở giai đoạn này để thích ứng với sự gia tăng áp lực lưu trữ trên chuỗi. Những cải tiến có những ưu điểm và nhược điểm và có khả năng ứng dụng khác nhau trong các bối cảnh khác nhau. Trong trường hợp các chuỗi khối dựa trên thanh toán, có yêu cầu rất cao về bảo mật dữ liệu lịch sử và không theo đuổi TPS đặc biệt cao, vẫn đang trong giai đoạn chuẩn bị, chúng có thể áp dụng phương thức lưu trữ giống như DankSharding, có thể đảm bảo an ninh. và đồng thời nhận ra sự gia tăng lớn về dung lượng lưu trữ. Tuy nhiên, nếu đó là một chuỗi công khai như Bitcoin, đã được hình thành và có số lượng nút lớn, thì có nguy cơ rất lớn là cải thiện vội vàng lớp đồng thuận, vì vậy nó có thể áp dụng DA đặc biệt cho chuỗi chính với độ bảo mật cao hơn. trong bộ lưu trữ ngoài chuỗi để cân bằng các vấn đề về bảo mật và lưu trữ. Tuy nhiên, điều đáng chú ý là chức năng của blockchain sẽ thay đổi theo thời gian. Ví dụ: trong những ngày đầu, chức năng của Ethereum bị giới hạn ở các khoản thanh toán và xử lý tài sản và giao dịch tự động đơn giản bằng cách sử dụng hợp đồng thông minh, nhưng khi bối cảnh blockchain đã mở rộng, nhiều dự án Socialfi và Defi khác nhau đã được thêm vào Ethereum, thúc đẩy nó phát triển hơn nữa. hướng toàn diện. Với sự bùng nổ gần đây của hệ sinh thái ghi trên Bitcoin, phí giao dịch trên mạng Bitcoin đã tăng gần 20 lần kể từ tháng 8, phản ánh thực tế là tốc độ giao dịch của mạng không thể đáp ứng nhu cầu giao dịch ở giai đoạn này. Nhà giao dịch phải tăng phí để giao dịch được xử lý nhanh nhất có thể. Giờ đây, cộng đồng Bitcoin cần phải đánh đổi giữa việc chấp nhận phí cao và tốc độ giao dịch chậm hoặc giảm an ninh mạng để tăng tốc độ giao dịch đồng thời làm mất đi mục đích của hệ thống thanh toán ngay từ đầu. Nếu cộng đồng Bitcoin chọn cách thứ hai thì giải pháp lưu trữ sẽ cần được điều chỉnh trước áp lực dữ liệu ngày càng tăng.

Nguồn: OKLINK

Đối với chuỗi công khai có chức năng toàn diện, việc theo đuổi TPS của nó cao hơn, với sự phát triển vượt bậc của dữ liệu lịch sử, rất khó để thích ứng với sự phát triển nhanh chóng của TPS về lâu dài bằng cách áp dụng giải pháp giống DankSharding. Do đó, cách thích hợp hơn là di chuyển dữ liệu sang DA của bên thứ ba để lưu trữ. Trong số đó, các DA dành riêng cho chuỗi chính có khả năng tương thích cao nhất và có thể thuận lợi hơn nếu chỉ xem xét việc lưu trữ một chuỗi công khai duy nhất. Tuy nhiên, ngày nay, khi các chuỗi công khai Lớp 1 đang nở rộ, việc chuyển tài sản xuyên chuỗi và tương tác dữ liệu cũng đã trở thành mục tiêu chung của cộng đồng blockchain. Nếu chúng ta xem xét sự phát triển lâu dài của toàn bộ hệ sinh thái blockchain, việc lưu trữ dữ liệu lịch sử từ các chuỗi công khai khác nhau trên cùng một chuỗi công khai có thể loại bỏ nhiều vấn đề bảo mật trong quá trình trao đổi và xác thực dữ liệu, do đó DA được mô-đun hóa và cách lưu trữ công khai chuỗi DA có thể là lựa chọn tốt hơn. Với tiền đề là tổng quát chặt chẽ, DA mô-đun tập trung vào việc cung cấp các dịch vụ lớp DA blockchain, giới thiệu dữ liệu chỉ mục tinh tế hơn để quản lý dữ liệu lịch sử và có thể phân loại hợp lý các dữ liệu chuỗi công khai khác nhau, có nhiều lợi thế hơn so với chuỗi lưu trữ công khai. Tuy nhiên, đề xuất trên không tính đến chi phí điều chỉnh lớp đồng thuận trên chuỗi công khai hiện có, điều này cực kỳ rủi ro. Một lỗ hổng hệ thống nhỏ có thể khiến chuỗi công khai mất đi sự đồng thuận của cộng đồng. Do đó, nếu là giải pháp chuyển tiếp trong quá trình chuyển đổi blockchain thì việc lưu trữ tạm thời trên chuỗi chính có thể phù hợp hơn. Cuối cùng, tất cả các cuộc thảo luận ở trên đều dựa trên hiệu suất trong quá trình hoạt động thực tế, nhưng nếu mục tiêu của một chuỗi công khai nhất định là phát triển hệ sinh thái của nó và thu hút nhiều bên dự án và người tham gia hơn, thì nó cũng có thể có xu hướng ưu tiên các dự án được hỗ trợ và tài trợ bởi nền tảng của nó. Ví dụ: nếu hiệu suất tổng thể bằng hoặc thậm chí thấp hơn một chút so với giải pháp lưu trữ chuỗi công cộng lưu trữ, cộng đồng Ethereum cũng sẽ ủng hộ EthStorage, một dự án Layer2 được Ethereum Foundation hỗ trợ, để tiếp tục phát triển hệ sinh thái Ethereum .

Nói chung, sự phức tạp ngày càng tăng của các chuỗi khối ngày nay kéo theo nhu cầu lớn hơn về không gian lưu trữ. Với đủ các nút xác thực Layer1, dữ liệu lịch sử không cần phải được sao lưu bởi tất cả các nút trong toàn mạng mà có thể đảm bảo tính bảo mật sau một ngưỡng nhất định. Đồng thời, sự phân công lao động của chuỗi công khai ngày càng trở nên chi tiết hơn, Layer1 chịu trách nhiệm đồng thuận và thực thi, Rollup chịu trách nhiệm tính toán và xác minh, sau đó một blockchain riêng biệt được sử dụng để lưu trữ dữ liệu. Mỗi bộ phận có thể tập trung vào một chức năng nhất định mà không bị giới hạn bởi hiệu quả hoạt động của các bộ phận khác. Tuy nhiên, số lượng lưu trữ cụ thể hoặc tỷ lệ nút được phép lưu trữ dữ liệu lịch sử để đạt được sự cân bằng giữa bảo mật và hiệu quả, cũng như cách đảm bảo khả năng tương tác an toàn giữa các blockchain khác nhau là một vấn đề cần được các nhà phát triển blockchain xem xét. Các nhà đầu tư có thể chú ý đến dự án DA dành riêng cho chuỗi chính trên Ethereum, vì Ethereum đã có đủ người ủng hộ ở giai đoạn này mà không cần sử dụng sức mạnh của các cộng đồng khác để mở rộng ảnh hưởng của nó. Điều quan trọng hơn là phải cải thiện và phát triển cộng đồng của mình để thu hút nhiều dự án hơn vào hệ sinh thái Ethereum. Tuy nhiên, đối với các chuỗi công khai đang bắt kịp, chẳng hạn như Solana và Aptos, bản thân chuỗi đơn không có hệ sinh thái hoàn hảo như vậy, vì vậy họ có thể thích hợp tác với các cộng đồng khác để xây dựng một hệ sinh thái chuỗi chéo lớn nhằm mở rộng tầm ảnh hưởng của mình. . Do đó, đối với Layer1 mới nổi, DA của bên thứ ba có mục đích chung đáng được chú ý hơn.

Kernel Ventures là quỹ đầu tư mạo hiểm về tiền điện tử do cộng đồng nghiên cứu và phát triển điều khiển với hơn 70 khoản đầu tư giai đoạn đầu, tập trung vào cơ sở hạ tầng, phần mềm trung gian, dApps, đặc biệt là ZK, Rollup, DEX, Blockchain mô-đun và các ngành dọc sẽ thu hút hàng tỷ người dùng tiếp theo trong lĩnh vực tiền điện tử chẳng hạn như Trừu tượng tài khoản, Tính sẵn có của dữ liệu, Khả năng mở rộng, v.v. Trong bảy năm qua, chúng tôi đã cam kết hỗ trợ sự phát triển của cộng đồng nhà phát triển cốt lõi và Hiệp hội Blockchain đại học trên toàn thế giới.

Thẩm quyền giải quyết

1. Celestia: Biển đầy sao của blockchain mô-đun: https://foresightnews.pro/article/detail/15497

2. Việc sử dụng DHT và công việc trong tương lai: https://github.com/celestiaorg/celestia-node/issues/11

3. Celestia-core: https://github.com/celestiaorg/celestia-core

4. Phòng thí nghiệm Solana: https://github.com/solana-labs/solana?source=post_page----cf47a61a9274--------------- --------

5. Công bố Cầu SOLAR: https://medium.com/solana-labs/announce-the-solar-bridge-c90718a49fa2

6. sổ tay cấp độ: https://leveldb-handbook.readthedocs.io/zh/latest/sstable.html

7. Cây Kuszmaul J. Verkle[J]. Verkle Trees, 2019, 1: 1.: https://math.mit.edu/research/highschool/primes/materials/2018/Kuszmaul.pdf

8. Mạng Arweave: https://www.arweave.org/

9. Sách vàng Arweave: https://www.arweave.org/ yellow-paper.pdf