Introducción

La aparición de la capa de Disponibilidad de Datos (DA) se debe a la creciente demanda de escalabilidad y mayor disponibilidad de datos en la tecnología blockchain. El desarrollo de la capa DA es una etapa importante en la evolución de la tecnología blockchain, similar a la especialización del trabajo en la sociedad humana. Hoy en día, las cadenas públicas modulares se han convertido en el modo estándar, con la capa DA siendo una de las áreas más competitivas.

La modularidad es la base de DA

La modularidad impulsa el desarrollo del campo de DA y sienta las bases para su implementación. En el ecosistema de Ethereum, la modularidad horizontal se ve en la tecnología de fragmentación. La modularidad vertical se ve en la estructura en capas donde los Rollups gestionan transacciones, y la mainnet supervisa DA y mecanismos de consenso.

El concepto principal de modularidad es separar las funciones del sistema en diferentes niveles y hacerlas intercambiables. Esto permite la personalización de casos de uso específicos o dominios verticales, aumentando la flexibilidad y escalabilidad.

Rollup logra un procesamiento eficiente de transacciones al agrupar transacciones fuera de la cadena y validarlas periódicamente en la cadena.

Fuente: celestia

El diseño de Rollup varía dependiendo del mecanismo de verificación del estado y la ubicación donde se publican los datos del estado. Desde la perspectiva del ecosistema de Ethereum:

• Rollups de validez: Los datos y el estado de validación se obtienen en L1 (prueba de validez).
• Rollups optimistas: Los datos y el estado de validación también se llevan a cabo en L1 (prueba de fraude).
• Validiums: Los datos se procesan fuera de la cadena, y el estado de validación se lleva a cabo en L1 (prueba de validez).
• Optimiums: Los datos se procesan fuera de la cadena, y el estado de validación se lleva a cabo en L1 (prueba de fraude).

Diferentes opciones de diseño ofrecen soluciones flexibles para diversos escenarios y necesidades, abriendo más oportunidades para el crecimiento del campo de DA.

¿Qué es DA?

Disponibilidad de datos (DA) se refiere al proceso en el que la capa 2 empaqueta datos de estado, incluidas transacciones, en la red principal de la capa 1. Después de la verificación y el consenso, se publica en la red principal L1, proporcionando soporte de verificación para cada L2.

Integridad y disponibilidad de datos son esenciales para blockchains modulares y redes Rollup. La red solo puede asegurar su descentralización y seguridad cuando los datos están disponibles y se pueden utilizar. Por lo tanto, la disponibilidad de datos juega un papel vital en garantizar el funcionamiento normal y la seguridad de las redes blockchain.

Métodos de DA y Análisis de Costos

Análisis del Método de Disponibilidad de Datos

La Disponibilidad de Datos (DA) es un componente importante del costo de Rollup. Actualmente, la disponibilidad de datos de Layer2 de Ethereum principalmente utiliza tres métodos: Calldata, DAC (Comités de Disponibilidad de Datos) y "Blob".

En el método Calldata, soluciones de Capa 2 como Arbitrum u Optimism liberan directamente los datos de transacción como calldata en los bloques de Ethereum, logrando una alta resistencia a la censura. Ethereum precio llamadas de datos, computación y almacenamiento de forma uniforme bajo Gas, que también es uno de los principales costos incurridos por Rollup en Ethereum.

Para mejorar la eficiencia, la actualización EIP-4844 introdujo un nuevo tipo de transacción "Blob," moviendo el contenido de datos de las transacciones de Capa2 a un nuevo "Blob" temporal para su almacenamiento. Dado que "Blob" es un almacenamiento temporal externo y no almacena datos de transacciones de Capa2 en Capa1, reduce en gran medida los costos de almacenamiento. Este enfoque beneficia a Capa2 al reducir los costos de almacenamiento y aumentar la velocidad.

Por otro lado, el método DAC ofrece un rendimiento mucho mayor. Sin embargo, requiere que los usuarios confíen en un pequeño nodo o grupo de validadores para evitar la retención maliciosa de datos. DAC introduce una suposición de confianza significativa en L2, incluidas soluciones de restakeo. Esto obliga a DAC a depender de la reputación, mecanismos de gobernanza o votaciones con tokens para desalentar el comportamiento de no publicación de datos. Por lo tanto, al utilizar un DA externo, puede ser necesario depender de DAC.

Análisis de costos de disponibilidad de datos

La Disponibilidad de Datos (DA) es a menudo un componente crítico en el diseño de un sistema de blockchain completo. Especialmente en el caso de blockchains monolíticoss como Ethereum, donde la utilización del espacio de bloque es alta, el tamaño del bloque se convierte en un factor limitante clave en su desarrollo. A lo largo de los años, Ethereum ha estado abordando activamente problemas de escalabilidad y explorando diversas soluciones de escalabilidad de capa 2.

La capa de Disponibilidad de Datos (DA) es un componente central de la arquitectura modular utilizada para reducir costos y ampliar las capacidades de la cadena de bloques. Su tarea principal es garantizar que los datos en la cadena estén accesibles para todos los participantes de la red. Tradicionalmente, cada nodo debía descargar todos los datos de transacciones para verificar la disponibilidad de datos, lo que era ineficiente y costoso. Esta situación limita la escalabilidad de la cadena de bloques porque a medida que el tamaño del bloque aumenta, la cantidad de datos necesarios para la validación también aumenta linealmente. En consecuencia, los usuarios finales pueden incurrir en altos costos de disponibilidad de datos, consumiendo hasta el 90% de sus transacciones en Rollup. Se considera que las capas modulares de disponibilidad de datos son una solución potencial para reducir los costos de DA, capaces de reducir los costos hasta en un 99%.

Durante los últimos cinco meses, los Rollups en Ethereum han gastado colectivamente alrededor de 10,000 ETH al mes en disponibilidad de datos.

Suponiendo un promedio de 10,000 ETH por mes, con un precio de $3,000 cada uno, esto equivale a un costo de DA de $30 millones.

Fuente: duna

Comparación de Soluciones de Capa DA Central

Avail, EigenDA y Celestia son los principales actores en el ecosistema de DA, pero adoptan enfoques ligeramente diferentes con respecto a la pila de infraestructura, mecanismo de consenso, seguridad y marca.

Arquitectura Técnica

A diferencia de Celestia y Avail, EigenDA es solo un conjunto de contratos inteligentes que dependen de Ethereum. Avail, Ethereum y EigenDA utilizan compromisos KZG, mientras que Celestia utiliza pruebas de fraude para confirmar la corrección de la codificación de bloques. Los compromisos KZG proporcionan un método estricto para la disponibilidad de datos, pero aumenta la sobrecarga computacional para los mineros. Las pruebas de fraude de Celestia, por otro lado, asumen que los datos pueden obtenerse implícitamente, pero hay un período de espera para disputas de pruebas de fraude antes de que los nodos puedan confirmar que el bloque ha sido codificado con precisión. Tanto las pruebas KZG como las pruebas de fraude están experimentando avances tecnológicos rápidos.

Mecanismo de consenso

Celestia utiliza el mecanismo de consenso Tendermint, que requiere comunicación de red de pares a pares. Por otro lado, EigenDA desacopla DA del consenso y transmite directamente. Esto permite que la propagación de bloques de datos no esté restringida por el protocolo de consenso y el rendimiento de la red P2P, lo que resulta en una comunicación de red más rápida y tiempos de confirmación más cortos.

Sin embargo, EigenDA depende del contrato EigenDA de la red principal de Ethereum para concluir la verificación. En cuanto al tiempo de confirmación del bloque final, Celestia es significativamente más rápido, requiriendo solo 15 segundos en comparación con los 12 minutos de EigenDA.

Avail utiliza el mecanismo de consenso BABE + GRANDPA, que se hereda del SDK de Polkadot. Utiliza Prueba de Participación Nombrada y reglas de BABE para decidir el siguiente bloque. A pesar de que su tiempo de confirmación de bloque es más lento que Tendermint, Avail verifica la precisión de las transacciones más rápido que Celestia, gracias al uso de compromisos KZG para pruebas de validez.

Garantía de Disponibilidad de Datos

Celestia emplea pruebas de fraude para garantizar la disponibilidad de datos, mientras que EigenDA utiliza compromisos KZG para pruebas de validez, ofreciendo velocidades más rápidas pero requiriendo una sobrecarga computacional adicional. El conjunto de validadores activos de Celestia almacena el conjunto de datos completo, mientras que EigenDA optimiza el almacenamiento para una pequeña parte de los datos en cada nodo para garantizar la reconstrucción de datos. Avail aprovecha los compromisos polinomiales KZG para reducir los requisitos de memoria, ancho de banda y almacenamiento, facilitando un proceso de validación eficiente.

Muestreo de Disponibilidad de Datos (DAS)

El muestreo de disponibilidad de datos es una tecnología que permite a los nodos ligeros descargar solo una parte de los datos del bloque para verificar la disponibilidad de datos. Esta tecnología proporciona seguridad para los nodos ligeros, lo que les permite verificar bloques inválidos (limitados a la disponibilidad de datos y aspectos de consenso) y al mismo tiempo permite que la cadena de bloques expanda la disponibilidad de datos sin necesidad de aumentos correspondientes en los requisitos de los nodos.

Celestia y Avail ambos soportarán nodos ligeros de muestreo de disponibilidad de datos al momento de su lanzamiento. Esto significa que pueden aumentar de forma segura el tamaño del bloque al alojar más nodos ligeros mientras mantienen requisitos bajos para validar la cadena.

Aunque EigenLayer no anuncia planes oficiales con respecto a DAS, hay indicios de que DAS podría convertirse en una solución alternativa.

Seguridad

En comparación con los nodos completos tradicionales, los clientes ligeros tradicionales tienen una seguridad más débil porque solo validan los encabezados de bloque. Los clientes ligeros no pueden detectar si una mayoría deshonesta de mineros genera bloques inválidos. Sin embargo, los nodos ligeros con capacidades de muestreo de disponibilidad de datos han mejorado la seguridad porque pueden verificar si se producen bloques inválidos.

Celestia mejora su seguridad realizando muestreos de disponibilidad de datos, con su seguridad garantizada por el valor de su red. Cuanto mayor sea el valor de la red de Celestia, mayor será el costo que los atacantes tengan que soportar y menor será la probabilidad de un ataque exitoso.

Por el contrario, EigenDA no realiza muestreo de disponibilidad de datos, pero depende de una mayoría de nodos pesados honestos, con su seguridad siendo parte de la seguridad de Ethereum. La seguridad de EigenDA está influenciada por el valor de los activos vuelto a apostar en la red EigenDA y la proporción de operadores de nodos en la red principal de Ethereum.

Avail incorpora muestreo de disponibilidad de datos, dotándolo de un mecanismo de respaldo eficiente y confiable que mantiene la disponibilidad de datos incluso durante fallas. Además, Avail utiliza la Prueba de Participación Nombrada de Polkadot (NPoS), que puede alojar hasta 1000 nodos validadores. NPoS también tiene un mecanismo efectivo de distribución de recompensas, lo que ayuda a disminuir el riesgo de centralización de participación.

Marca y Objetivos

Desde una perspectiva de marca, EigenDA es un producto que se alinea estrechamente con Ethereum. El objetivo de la marca de EigenDA es convertirse en una capa de disponibilidad de datos centrada en ETH, distinta de otras DAs, con el objetivo de servir al ecosistema de Ethereum. Avail, por otro lado, se compromete a agregar todos los datos de transacciones ordenadas de todas las cadenas, convirtiéndose en el centro de coordinación para todo el web3. El ecosistema de Celestia incluye proveedores de RaaS, secuenciadores compartidos, infraestructura entre cadenas, etc., cubriendo ecosistemas como Ethereum, Ethereum rollups, Cosmos y Osmosis.

Resumen

Celestia es reconocida por sus bajos costos de Disponibilidad de Datos (DA) y su alto rendimiento. Esto la hace atractiva para cadenas de capa 2 (L2) y aplicaciones de pequeño y mediano tamaño, lo que les permite ahorrar en costos de DA elevados. Los activos guardados pueden ser utilizados para distribuir ganancias de ingresos y promover el crecimiento de sus ecosistemas y liquidez.

Por otro lado, la ventaja competitiva de EigenDA radica en sus estrechos lazos con la seguridad y ortodoxia de Ethereum. A corto y medio plazo, es posible que las L2 a gran escala encuentren en EigenDA una opción más racional debido a los altos costos de DA de Ethereum.

Avail emplea una tecnología avanzada que permite a los clientes ligeros verificar la integridad de los datos sin necesidad de descargar toda la cadena de bloques. Esto hace que la tecnología de la cadena de bloques sea más accesible para los usuarios. Desde que se separó de Polygon, Avail ha buscado nuevas asociaciones con una variedad de entidades, mostrando su versatilidad en múltiples escenarios de aplicación.

La imagen a continuación muestra una comparación de varias capas de DA con Avail.

Fuente: Avail Blog 2024.4.20

Conclusión

Actualmente, los Rollups han surgido como el camino principal para Ethereum, lo que significa que Ethereum ha entregado la definición de Layer2 al mercado. Esta tendencia aparentemente en desarrollo contiene diversas formas de competencia. En general, la continua aparición de soluciones DA relacionadas como Celestia ha debilitado efectivamente la competitividad de Ethereum en el campo DA hasta cierto punto.

El encanto de la modularidad radica en el desacoplamiento entre sus componentes. Esto permite que cada capa de innovación se construya sobre la otra, y la optimización de cada módulo puede mejorar el rendimiento de los demás. En el futuro, el proceso de desarrollo de la modularidad podría ofrecer una gran cantidad de opciones competitivas tanto para los desarrolladores como para los usuarios.