「データ可用性」レイヤーとは何ですか?なぜモジュラー ブロックチェーンにとって重要なのでしょうか?

モジュラーブロックチェーンアーキテクチャにおけるデータの可用性

1. データの可用性とは、ブロックが提案された後にトランザクション データが公開され、すべてのネットワーク参加者がアクセスできることを保証することを指します。従来のモノリシック ブロックチェーンでは、この責任は完全にチェーン自体の中にあり、ノードがすべてのデータを検証、実行、保存します。ただし、モジュール式ブロックチェーンは、これらの機能を実行、コンセンサス、データ可用性という個別の層に分離します。

2. データ可用性レイヤーにより、バリデーターが新しいブロックを提案した場合でも、トランザクション データのいかなる部分も隠すことができないことが保証されます。これにより、悪意のある攻撃者が検証に必要な重要な情報を保留しながら、有効に見えるブロックを作成することを防ぎます。完全なデータにアクセスできなければ、ノードは不正行為を検出したり状態を再構築したりすることができず、システムの信頼性が損なわれます。

3. ロールアップ、特に楽観的およびゼロ知識のバリアントは、外部のデータ可用性ソリューションに大きく依存します。これらのロールアップはトランザクションをオフチェーンで処理しますが、圧縮されたトランザクション データを別のブロックチェーン (通常はイーサリアム) にポストして保存します。このデータが利用できない場合、ユーザーは間違った状態遷移に異議を唱えたり、ロールアップを安全に終了したりすることができなくなります。

4.データの可用性が損なわれると、正直なノードは完全なデータ アクセスがなければ正確性を独立して検証できないため、分散型システムのセキュリティ モデル全体が危険にさらされます。基盤となるデータの透過性を前提としたレイヤー 2 スケーリング ソリューションに移行するアプリケーションが増えるにつれて、これはますます重要になります。

データ可用性サンプリングがスケーラビリティを強化する方法

1. スケーラブルなデータ可用性を可能にする主要なイノベーションの 1 つは、データ可用性サンプリング (DAS) です。 DAS を使用すると、すべてのノードがブロック全体をダウンロードする必要がなく、ブロックの小さな部分をランダムにサンプリングすることで、軽量クライアントがデータの可用性を確率的に検証できます。

2. イレイジャーコーディングを使用して、ブロックは冗長データフラグメントで拡張されます。一部の部品が欠落した場合でも、元の内容を復元できます。 DAS と組み合わせると、ノードは完全なブロックが利用可能であることを統計的に確認するのに十分な量のチャンクを正常にサンプリングするだけで済みます。

3. この方法により、参加ノードの帯域幅要件が大幅に削減され、より多くのアクターがハイエンドのインフラストラクチャを必要とせずにデータの可用性を検証できるようになります。これにより、パブリック ブロックチェーンは分散化を維持しながらスループットを拡張できます。

4. DAS は、完全なデータのダウンロードから統計検証に移行することで、ブロック サイズとノード リソースの需要の間の直接的な関係を断ち切り、大規模ネットワークをより持続可能なものにします。

専用データ可用性レイヤーの役割

1. Celestia、EigenDA、Avail などの新興プロジェクトは、データ可用性サービスの提供のみに重点を置いています。これらの層はトランザクションを実行したり、スマート コントラクト ロジックを強制したりしません。その唯一の目的は、データを安全かつ効率的に注文して公開することです。

2. データの可用性を実行やコンセンサスから切り離すことで、開発者はアプリケーション固有のブロックチェーンを柔軟に設計できます。このようなチェーンは、実行環境に対する自律性を維持しながら、共有された安全なデータ層を活用できます。

p>3。これらの専用レイヤーは、多くの場合、高いデータ スループットに合わせて最適化されたコンセンサス メカニズムを使用します。たとえば、Celestia は統合された消去コーディングと DAS サポートを備えた Tendermint ベースのコンセンサスを採用しており、複数のロールアップにわたって 1 秒あたり数千のトランザクションを可能にします。

4.堅牢なデータ可用性レイヤーは基礎的な信頼レイヤーとして機能し、実行中心のチェーン上の高価なブロック スペースを奪い合うことなく、ロールアップとアプリチェーンがセキュリティを継承できるようにします。

セキュリティへの影響と信頼の前提

1. 外部データ可用性レイヤーに依存すると、新しい信頼のダイナミクスが導入されます。イーサリアムはその広範なバリデーターセットにより強力な保証を提供しますが、新しい DA レイヤーや分散化が進んでいない DA レイヤーでは保証が弱くなる可能性があります。

2. 一部のシステムでは、DA バリデーターの大多数が誠実に動作することをユーザーに信頼する必要がありますが、他のシステムでは、経済的インセンティブに裏付けられた不正行為の証明や有効性の証明を通じて、より強力な暗号保証が維持されます。

3. 長期的な存続可能性は、インセンティブの調整に依存します。検証者は、データを公開することで十分な報酬を得る必要があり、データを保留する場合はペナルティを科せられる必要があります。トークンエコノミクスとスラッシュ条件は、誠実な行動を強制する上で重要な役割を果たします。

4. 層間の依存関係は、DA 層の脆弱性が上方に連鎖し、依存するすべてのロールアップとアプリケーションに影響を与える可能性があることを意味します。したがって、厳格な監査、許可のない参加、透明性のあるガバナンスが不可欠です。

よくある質問

ロールアップでデータが利用できない場合はどうなりますか?取引データが保留されている場合、ユーザーは所有権を証明したり、出金リクエストを送信したりすることができません。楽観的なロールアップでは、これにより不正証明の生成が妨げられ、無効な状態が持続する可能性があります。最終的に、データの可用性が欠如すると、ユーザーの主権が損なわれます。

データの可用性が保証されていないブロックチェーンは安全でしょうか?いいえ。セキュリティは、すべての状態変化を監視し検証する正直なノードの能力に依存しています。データが利用できない場合、悪意のある提案者が検出されずに状態を操作するサイレント攻撃が可能になり、取り返しのつかない盗難や検閲につながります。

イレーズコーディングはデータの可用性をどのように向上させますか?イレイジャーコーディングはデータをフラグメントに分割し、冗長性を追加します。最大半分の断片が失われた場合でも、元のデータを復元できます。これにより、ネットワークは部分的なデータの損失や保留を許容できるようになり、可用性攻撃に対する回復力が強化されます。

データの可用性はデータの永続性と同じですか?正確には違います。データの可用性により短期間のアクセスが保証されるため、ノードは現在のブロックを確認できます。データの永続性とは、長期保存の保証を指します。関連していても、システムは一方を他方なしで提供できます。一部の DA レイヤーは、他の場所にアンカーされていない限り、古いデータを削除します。