Mở rộng quy mô Ethereum: Dữ liệu phình to, Tính sẵn có của Dữ liệu và Giải pháp Không có Đám mây

Codex là một giao thức lưu trữ p2p không có đám mây, không cần tin cậy, đang tìm cách cung cấp sự đảm bảo về độ bền và tính bền vững của dữ liệu mạnh mẽ cho hệ sinh thái Ethereum và hơn thế nữa. Hiện tại, EIP-4844 chỉ cung cấp giải pháp một phần cho vấn đề phồng dữ liệu. Phí vẫn cao và hệ sinh thái có ít lựa chọn lưu trữ dữ liệu dài hạn. Việc xác định cách duy trì lượng dữ liệu dư thừa của Ethereum sẽ cho phép nó mở rộng quy mô vô thời hạn trong tương lai và Codex đã có mặt để giúp giảm bớt những lo ngại đó. Hãy cùng tìm hiểu vấn đề. Bạn đã bao giờ đổi ETH lấy một token khác trên Uniswap chưa? Tôi đã kết nối qua Metamask và cố gắng giao dịch 0,001 Eth (khoảng 35 đô la) lấy SNT. Phí gas có giá bằng với giao dịch. Đó là mức phí quá cao để giao dịch tiền điện tử. Hầu hết mọi người không muốn trả nhiều tiền như vậy. Hãy cùng tìm hiểu lý do tại sao những giao dịch này lại đắt đến vậy. Web3 và tài chính phi tập trung đã phát triển ồ ạt trong những năm gần đây. Do sự phát triển và triển khai nhanh chóng của các giao thức mới, chuỗi khối Ethereum đã trở nên tràn ngập dữ liệu. Kết quả? Phí gas đắt đỏ và trải nghiệm người dùng kém. Sự phình to dữ liệu này cũng có thể được định nghĩa là “tắc nghẽn mạng”, trong đó dữ liệu giao dịch làm tắc nghẽn mạng và làm suy yếu khả năng mở rộng. Bài viết này xem xét lý do tại sao blockchain trở nên cồng kềnh, tại sao thông lượng giao dịch bị ảnh hưởng và các cách tiếp cận khác nhau để giải quyết vấn đề. Tôi sẽ đặc biệt tập trung vào tính khả dụng của dữ liệu trong bối cảnh Ethereum và các bản tổng hợp. Tôi sẽ khám phá cách Codex đưa ra giải pháp cho vấn đề DA, ngoại trừ việc đảm bảo tính ổn định và độ bền của dữ liệu mà hầu hết các giải pháp khác đều thiếu. Chịu đựng tôi; Tôi sẽ sử dụng biệt ngữ và ngôn ngữ kỹ thuật, nhưng tôi sẽ cố gắng hết sức để khám phá chủ đề quan trọng nhưng lại bị đánh giá thấp này bằng ngôn ngữ rõ ràng. Nhiều người hơn trong hệ sinh thái phải bắt đầu vật lộn với việc lấy mẫu dữ liệu sẵn có (DAS) mạnh mẽ như thế nào để mở rộng quy mô chuỗi khối. Trước khi tiếp tục, người đọc nên đọc về cơ chế đồng thuận, bằng chứng cổ phần và cách thức hoạt động của công nghệ ở cấp độ cao. Chúng ta hãy bắt đầu bằng việc giải mã bộ ba bất khả thi của blockchain. Bộ ba vấn đề có vấn đề Tất cả các công nghệ phi tập trung muốn phát triển đều phải chịu những hạn chế tương tự. Họ muốn mở rộng quy mô để cho phép ngày càng nhiều người dùng áp dụng công nghệ này — từ hàng nghìn đến hàng triệu người dùng. Tuy nhiên, việc mở rộng quy mô các công nghệ khác nhau đi kèm với những thách thức kỹ thuật khác nhau. Trong trường hợp của Ethereum, các khối trên chuỗi chứa dữ liệu giao dịch, trạng thái và hợp đồng thông minh. Càng nhiều người sử dụng mạng thì càng có nhiều dữ liệu được thêm vào mỗi khối. Vấn đề là khi các khối bắt đầu lấp đầy, một thị trường phí sẽ xuất hiện, nơi những người trả phí gas cao hơn có nhiều khả năng đưa giao dịch của họ vào khối tiếp theo. Một giải pháp đơn giản là mở rộng kích thước khối và cho phép nhiều dữ liệu giao dịch hơn. Tuy nhiên, có một vấn đề với cách tiếp cận này, đó là một phần của bộ ba bất khả thi về blockchain. Bộ ba vấn đề bất khả thi trên blockchain có ba tính năng chính mà chúng muốn duy trì và nâng cao: khả năng mở rộng, phân cấp và bảo mật. Bộ ba bất khả thi gợi ý rằng việc cố gắng cải thiện hai điều sẽ làm giảm đi điều còn lại. Trong trường hợp của Ethereum, việc nâng cấp dung lượng khối cũng làm tăng yêu cầu phần cứng để chạy nút xác thực đầy đủ trên mạng. Khi mạng nâng cao yêu cầu phần cứng theo cách như vậy, người bình thường sẽ gặp khó khăn hơn khi chạy một nút đầy đủ - điều này tác động tiêu cực đến mạng bằng cách giảm khả năng phân quyền và kiểm duyệt tổng thể. Nhìn bề ngoài, vấn đề có vẻ không thể giải quyết được. May mắn thay, các nhà phát triển và kỹ sư đang suy nghĩ lại về cách blockchain có thể mở rộng quy mô. Họ đang hình dung các blockchain và hệ sinh thái của chúng là mô-đun chứ không phải nguyên khối. Mô-đun so với nguyên khối Điều quan trọng là phải khẳng định lại rằng việc chạy một nút đầy đủ trên mạng là điều bắt buộc đối với sự thành công của nó. Nhưng chính xác thì “nút đầy đủ” hay “nút xác thực đầy đủ” là gì? Nút đầy đủ là người tham gia mạng tải xuống tất cả dữ liệu blockchain và thực hiện tất cả các giao dịch được tạo trên mạng. Các nút đầy đủ yêu cầu nhiều sức mạnh tính toán và dung lượng đĩa hơn vì chúng tải xuống tập dữ liệu giao dịch hoàn chỉnh. Một bài viết của Yuan Han Li có tiêu đề “ ” giải thích: “Vì các nút đầy đủ kiểm tra mọi giao dịch để xác minh rằng chúng tuân theo các quy tắc của chuỗi khối, chuỗi khối không thể xử lý nhiều giao dịch hơn mỗi giây mà không tăng yêu cầu phần cứng để chạy một nút đầy đủ (phần cứng tốt hơn = nút đầy đủ mạnh hơn = nút đầy đủ có thể kiểm tra nhiều giao dịch hơn = các khối lớn hơn chứa nhiều giao dịch hơn được cho phép). WTF là Tính sẵn có của Dữ liệu Vấn đề với việc duy trì sự phân cấp là bạn muốn một số người tham gia mạng chạy các nút đầy đủ. Tuy nhiên, các nút này yêu cầu sức mạnh tính toán cực lớn và quá đắt đối với hầu hết người dùng để mua và bảo trì. Và nếu điều đó xảy ra, nó sẽ hạn chế đáng kể số lượng nút trên mạng, gây tổn hại đến quá trình phân cấp tổng thể. Vấn đề chính là những người khai thác và người xác thực có thể giữ lại dữ liệu khỏi mạng, ngăn người khác truy cập vào tất cả dữ liệu. Đây là mấu chốt của vấn đề trong bối cảnh “blockchain nguyên khối”. Mặc dù đây là một từ thông dụng được sử dụng quá mức trong hệ sinh thái, nhưng ý tưởng “nguyên khối” trong blockchain có nghĩa là lớp cơ sở – hoặc chuỗi khối Ethereum – phải đóng vai trò là lớp giải quyết, lớp đồng thuận và lớp sẵn có của dữ liệu, làm tràn ngập dữ liệu trong hệ thống, làm chậm thông lượng giao dịch và tăng phí. Giải pháp cho vấn đề có một blockchain “nguyên khối” này là “mô-đun hóa” chức năng của nó và giảm tải chức năng cung cấp dữ liệu cho những người tham gia mạng khác. Trong trường hợp này, lớp cơ sở của blockchain sau đó sẽ chỉ hoạt động như lớp giải quyết và đồng thuận. Tất cả các yêu cầu về tính sẵn có của dữ liệu sẽ được chuyển cho các tác nhân khác trong mạng. Bây giờ chúng ta đã hiểu sự khôn ngoan của mô-đun hóa, tính khả dụng của dữ liệu chính xác là gì và tại sao nó lại quan trọng đối với mạng? Vấn đề DA và các bản tổng hợp Tính sẵn có của dữ liệu là những gì blockchain yêu cầu để hoạt động như một trọng tài bất biến về sự thật. Nếu không có sẵn dữ liệu giao dịch, sẽ không ai biết liệu blockchain có chứa các giao dịch gian lận hoặc không hợp lệ hay không. Nói cách khác, không ai có thể chứng minh liệu người xác nhận và người khai thác có hành vi độc hại hay không. Một __ của Emmanuel Awosika đã mô tả nó: “Tính khả dụng của dữ liệu” là sự đảm bảo rằng dữ liệu đằng sau khối mới được đề xuất—cần thiết để xác minh tính chính xác của khối—có sẵn cho những người tham gia khác trên mạng blockchain.” bài báo Một điều quan trọng sang một bên: lưu ý rằng có sự khác biệt giữa “tính khả dụng của dữ liệu” và “lưu trữ dữ liệu”. Nhiều người trong không gian nhầm lẫn giữa hai điều này. Tính khả dụng của dữ liệu hỏi xem dữ liệu có sẵn không và bất kỳ ai cũng có thể truy cập dữ liệu đó và việc lưu trữ dữ liệu có nghĩa là lưu giữ dữ liệu ở một vị trí trong thời gian dài. Theo nghĩa này, việc lưu trữ dữ liệu ngụ ý ý tưởng về “sự lưu giữ dữ liệu”. Nick White, COO của Celestia, đã đưa ra một : sự tương tự mạnh mẽ Nếu bạn có đồ ăn đóng hộp, nó tượng trưng cho việc lưu trữ dữ liệu. Thực phẩm được đóng hộp và bảo quản lâu dài, có thể lấy và lấy ra khỏi kho bất cứ lúc nào. Theo nghĩa này, có một yếu tố “lưu trữ dữ liệu” liên quan đến “lưu trữ dữ liệu”. Ngược lại, tính sẵn có của dữ liệu giống như một bữa tiệc buffet. Thức ăn được chuẩn bị và trải ra trên bàn buffet. Nó có sẵn cho tất cả mọi người để lấy mẫu. Tính sẵn có của dữ liệu là tương tự. Dữ liệu được cung cấp chủ yếu trên mạng để những người tham gia mạng có thể xác minh dữ liệu là chính xác và không chứa các giao dịch độc hại. Điều này đặt ra câu hỏi: “vấn đề về tính sẵn có của dữ liệu” là gì? “Vấn đề về tính sẵn có của dữ liệu” là vấn đề trọng tâm mà các nhà công nghệ đang cố gắng giải quyết để mở rộng quy mô Ethereum. Vấn đề là khi một nút đầy đủ phát dữ liệu giao dịch xung quanh hệ sinh thái, các nút nhỏ hơn được gọi là “nút nhẹ” thường không có yêu cầu phần cứng để tải xuống và thực hiện tất cả các giao dịch. Một bài viết trên ledger.com đã giải thích cách hoạt động của các nút ánh sáng: “Các nút nhẹ không tải xuống hoặc xác thực các giao dịch và chỉ chứa tiêu đề khối. Nói cách khác, các nút nhẹ cho rằng các giao dịch trong một khối là hợp lệ mà không cần xác minh mà các nút đầy đủ cung cấp, điều này làm cho các nút nhẹ kém an toàn hơn. Vấn đề này được gọi là vấn đề về tính sẵn có của dữ liệu.” Trong trường hợp này, các nút đó chỉ cần biết liệu dữ liệu có sẵn hay không và liệu nó có đại diện cho “trạng thái” hiện tại của blockchain hay không. “Trạng thái” đơn giản là tất cả dữ liệu blockchain được lưu trữ trên chuỗi, số dư địa chỉ và giá trị hợp đồng thông minh. Trên chuỗi khối Ethereum, ở dạng hiện tại, các khách hàng đơn giản phải dựa vào cái gọi là ủy ban sẵn có dữ liệu (DAC) để cung cấp các chứng thực trên chuỗi rằng dữ liệu thực sự có sẵn. Trong bối cảnh của giải pháp mở rộng quy mô Ethereum, được gọi là tổng hợp, dữ liệu này phải được cung cấp để những người tham gia mạng có thể xác định xem dữ liệu đó có tuân thủ các quy tắc mạng hay không. Nói cách khác, họ cần đảm bảo dữ liệu là chính xác và người xác thực không cố gắng lừa dối các client nhẹ. Tổng hợp lạc quan và ZK Để hiểu rõ hơn về vấn đề DA, điều quan trọng là phải hiểu được các bản tổng hợp. Rollup là các blockchain lớp hai có các nút được gọi là trình sắp xếp chuỗi; những trình sắp xếp này hỗ trợ việc sắp xếp, nén và sắp xếp các giao dịch. Benjamin Simon mối quan hệ giữa rollup và Ethereum: “Bản tổng hợp về cơ bản là một blockchain riêng biệt nhưng có một số sửa đổi. Giống như Ethereum, giao thức tổng hợp có một “máy ảo” thực thi mã hợp đồng thông minh. Máy ảo của bản tổng hợp hoạt động độc lập với máy ảo của Ethereum (“ ”), nhưng nó được quản lý bởi hợp đồng thông minh Ethereum. Kết nối này cho phép các bản cuộn và Ethereum giao tiếp. Một bản tổng hợp thực hiện các giao dịch và xử lý dữ liệu, đồng thời Ethereum nhận và lưu trữ kết quả.” mô tả EVM Nói một cách đơn giản, rollup là giải pháp mở rộng quy mô ngoài chuỗi. Tuy nhiên, các bản tổng hợp không hy sinh tính bảo mật như nhiều giải pháp mở rộng quy mô “ngoài chuỗi” thường làm. Trong trường hợp tổng hợp, chỉ việc xử lý và tính toán dữ liệu xảy ra ngoài chuỗi (thông qua trình sắp xếp chuỗi). Các giao dịch cuối cùng được lưu trữ trên blockchain lớp 1, đảm bảo an ninh. Dữ liệu trên chuỗi này trước đây được gọi là “ ”. calldata Theo một cách nào đó, rollup là cách cộng đồng “ăn bánh và ăn bánh”; họ có thể duy trì an ninh mạng trong khi mở rộng khả năng sử dụng. Đó là một giải pháp khéo léo. Có hai loại tổng hợp phổ biến: Tổng hợp lạc quan và Tổng hợp ZK. Tổng hợp lạc quan là loại tổng hợp được thảo luận và triển khai rộng rãi hơn. Đúng như tên gọi của chúng, tổng hợp “lạc quan” giả định rằng có ít nhất tác nhân tốt trong hệ sinh thái. Điều đó nghĩa là gì? Tổng hợp lạc quan cho rằng tất cả các giao dịch được đăng lên mạng đều hợp lệ. Để bù đắp cho “sự lạc quan” này, các bản tổng hợp cung cấp thời hạn 7 ngày để mạng gửi “ ,” hiển thị các giao dịch được gửi bởi tổng số không hợp lệ. 1 xn chống gian lận Một điều quan trọng cần biết về các bản tổng hợp lạc quan là chúng hầu hết đều tương thích với EVM, vì vậy các nhà phát triển có thể làm việc với chúng một cách hiệu quả. Bằng cách này, chúng có thể được coi là giải pháp mở rộng quy mô phổ biến hơn của Ethereum. Hai ví dụ về tổng hợp lạc quan là Và . Lạc quan trọng tài ZK-rollup sử dụng mật mã không kiến thức để chứng minh rằng các giao dịch mà chúng nén và xử lý theo lô là chính xác và chính xác. Thay vì giả định rằng tất cả các giao dịch đều chính xác (như tổng hợp lạc quan), tổng hợp ZK tạo ra “bằng chứng hợp lệ” để chứng minh các giao dịch là hợp lệ ngay lập tức, loại bỏ mọi khoảng thời gian chờ đợi. Tuy nhiên, người ta biết rằng các bản tổng hợp ZK có thể gây khó khăn hơn cho các nhà phát triển khi làm việc cùng vì không phải tất cả chúng đều tương thích với EVM. Các bản tổng hợp ZK cũng đòi hỏi nhiều tính toán vì việc tạo ra các bằng chứng tiêu tốn nhiều tài nguyên. Tuy nhiên, ngày càng có nhiều bản cuộn tương thích EVM bắt đầu được tung ra thị trường. Các giải pháp chỉ là một ví dụ. Cuộn cuộn EVM Giải pháp: Lấy mẫu dữ liệu sẵn có và Codex Tôi đã đề cập trước đó rằng các bản tổng hợp cần một nơi nào đó để lưu trữ dữ liệu của chúng. Hầu hết các đợt tổng hợp đã đẩy dữ liệu lên chuỗi chính Ethereum, như đã đề cập - điều này dẫn đến mấu chốt của vấn đề: sự phình to dữ liệu. Khi tình trạng phình to xảy ra, thông lượng giao dịch bị ảnh hưởng và phí giao dịch cũng như thực hiện hợp đồng thông minh sẽ tăng lên. Hãy nhớ lại rằng một phần của giải pháp không phải là dựa vào việc xác thực đầy đủ các nút để bảo mật mạng. Nếu chúng ta chỉ dựa vào các nút này, hầu hết người dùng sẽ không thể chạy các nút đầy đủ do yêu cầu phần cứng cực kỳ tốn kém. (Lưu ý rằng việc tăng kích thước khối là một giải pháp tiềm năng, mặc dù không rõ ràng, vì con đường này tác động tiêu cực đến sự phân cấp. Tuy nhiên, lập luận cụ thể đó đã trở nên không hợp lệ vì các bản tổng hợp hoạt động như các giải pháp mở rộng quy mô lớp 2 nhằm duy trì tính bảo mật của chuỗi chính). Điều đó cho thấy, câu trả lời cho việc không yêu cầu tất cả mọi người chạy các nút đầy đủ là gì? Giải pháp là trao quyền cho các nút nhẹ (cũng như các nút đầy đủ) để xác minh dữ liệu mà không cần tải xuống và thực hiện tất cả các giao dịch. Đây chính là trọng tâm của vấn đề và là nơi có thể tìm thấy điều kỳ diệu trong việc mở rộng quy mô mạng Ethereum (trong số các chuỗi khối khác). Tính sẵn có của dữ liệu, Mã hóa xóa và Codex Bước đầu tiên là có lớp sẵn sàng dữ liệu với mạng lưới máy khách nhẹ mạnh mẽ để xác định xem dữ liệu có sẵn hay không. Nhưng làm thế nào các máy khách nhẹ, những người thường chỉ kiểm tra dữ liệu tiêu đề và dựa vào các nút đầy đủ để biết thông tin, có thể đảm bảo dữ liệu của họ hợp lệ và đầy đủ? Câu trả lời có thể được tìm thấy trong một thủ thuật toán học có tên là “lấy mẫu tính khả dụng của dữ liệu (DAS)”. DAS là phương pháp lấy mẫu một bit dữ liệu từ một đoạn dữ liệu và sử dụng nó để xác định một cách xác suất phần còn lại của dữ liệu tồn tại và tái tạo lại nó. Nhiều tổ chức (bao gồm cả và lớp DA) đang tận dụng DAS thông qua các cam kết mã hóa xóa và đa thức. Reed Solomon Codes là sự lựa chọn phổ biến trong nhiều dự án. Các loại đa thức này : chuỗi khối Celestia trông như thế này Y = a[o] + a[1]x + a[2]x^2+...+a[k]x^k Các chức năng này được sử dụng để xác định dữ liệu bị thiếu và khôi phục hoàn toàn dữ liệu đó. Điều này hoạt động bằng cách tạo K của dữ liệu N, trong đó K là dữ liệu gốc và N là “dữ liệu chẵn lẻ”. Nếu một số dữ liệu gốc bị thiếu, máy của nút sẽ sử dụng một hàm toán học gọi là phục hồi lại nó. Toán học liên quan có vẻ phức tạp đối với hầu hết mọi người, nhưng ý tưởng lại rất đơn giản. Có một vài ví dụ rõ ràng về hoạt động mã hóa xóa. Phương pháp này đã được sử dụng để sao lưu các đĩa CD bị trầy xước. Mã hóa xóa trong đĩa CD có thể tái tạo lại các bit âm nhạc bị thiếu do hư hỏng bề mặt. Vệ tinh cũng tận dụng mã xóa nếu dữ liệu bị mất trong không gian rộng lớn. Vệ tinh hoặc CD có thể tái tạo lại dữ liệu bị thiếu, bổ sung khả năng bảo vệ dự phòng cho cả hai hệ thống. Nội suy tới Lagrange Lược đồ cụ thể mà Codex (cũng như Celestia) sử dụng được gọi là lược đồ mã hóa Xóa 2D. Cần lưu ý rằng mã hóa xóa 2D, mặc dù phổ biến trong hệ sinh thái tiền điện tử nhưng không phải là một công nghệ mới. Tuy nhiên, cách nó được sử dụng để giải quyết bài toán DA khá thú vị. Tiến sĩ Bautista __ __cách nhóm Codex sử dụng Mã hóa xóa: “Tương tự như Codex, việc xóa mã hóa dữ liệu gốc thành cấu trúc dữ liệu mạnh mẽ và dư thừa hơn là điều cơ bản để phần còn lại của giao thức hoạt động, không có nó thì không có phép thuật nào cả. Trong Codex, điều này xảy ra bên trong ứng dụng khách Codex của nút muốn tải dữ liệu lên, trong khi ở Ethereum, điều này xảy ra bên trong trình xác thực Ethereum của ứng dụng khách đồng thuận/đèn hiệu của nút đang xây dựng/đề xuất khối.” Còn nhiều câu chuyện liên quan đến hành trình của dữ liệu trong Codex, nhưng nó nằm ngoài phạm vi của bài viết. Đọc của Tiến sĩ Bautista để hiểu cơ chế phân tán, lấy mẫu dữ liệu và cơ chế “sửa chữa lười biếng” mà Codex tận dụng. giải thích cái Codex dự định có chức năng lưu trữ và truy xuất dữ liệu đồng thời cũng như lấy mẫu tính khả dụng của dữ liệu thông qua việc nén bằng chứng. Điều này sẽ cho phép xử lý dữ liệu nhất thời (hoặc dữ liệu không cần thiết trong thời gian dài), đồng thời đảm bảo tính ổn định và độ bền của dữ liệu mà các dự án khác có thể bị thiếu. Kết luận: Giải quyết vấn đề Cuộc tranh luận về cách mở rộng quy mô chuỗi khối đã kết thúc. Trong hệ sinh thái Bitcoin, các cuộc tranh luận đang diễn ra gay gắt về cách mở rộng quy mô chuỗi khối, từ việc tăng giới hạn kích thước khối đến tận dụng các giải pháp lớp 2. Thực tế là sự kết hợp của cả hai là giải pháp hợp lý nhất. Chẳng hạn, Codex có thể hoạt động như lớp sẵn có dữ liệu không có đám mây cho Ethereum (cũng như cho các chuỗi khối khác), cho phép kích thước khối tăng lên vì mạng sẽ chứa nhiều nút để tiến hành kiểm tra DA trên mạng. Tin tốt là điều này sẽ tăng thông lượng của mạng trong khi vẫn duy trì tính bảo mật của lớp cơ sở. Và kết quả từ đó là gì? Đúng, bạn hiểu rồi: phí rẻ hơn và giao dịch nhanh hơn. Với tư cách là người dùng blockchain, đó thực sự là điều chúng tôi quan tâm nhất. Một ngày nào đó, có lẽ sẽ sớm thôi, tôi có thể thực hiện trao đổi mã thông báo của mình lấy đồng xu bằng đô la thay vì lấy 35 đô la. by Sterlin Lujan