مقدمة

مع تطور تكنولوجيا سلسلة الكتل، ظهر توفر البيانات اللامركزية كاتجاه هام لمعالجة أحد أهم التحديات الثلاثة لسلسلة الكتل. في هذا السياق، ظهرت مشاريع مثل Celestia، EigenLayer، Avail DA، وNEAR DA. تهدف هذه المشاريع إلى معالجة قضايا تطوير السلسلة وأداء السلسلة من خلال تقنيات وتصاميم مبتكرة، بما يعزز من تطوير النظام البياني لسلسلة الكتل.

قضية توافر البيانات

مقدمة لتوافر البيانات

في هندسة البلوكشين الحالية، توافر البيانات (DA) هو مكون أساسي. على عكس الإعدادات التقليدية لسلسلة الكتل الواحدة، تقوم سلسلات الكتل القابلة للتطوير بتقسيم الشبكة إلى طبقات وظيفية متنوعة، بما في ذلك الطبقات التنفيذية وتوافر البيانات (DA) والإجماع والتسوية. بين هذه الطبقات، تعمل طبقة توافر البيانات (DA) على تخزين البيانات اللازمة للتحقق من صحة المعاملات.

مصدر:مستندات سيليستيا

قضية توفر البيانات

في تكنولوجيا سلسلة الكتل وتكنولوجيا سجل المعلومات الموزعة، مسألة توافر البيانات هي تحدي مهم للغاية. في جوهرها، تتضمن ضمان أن يمكن الوصول إلى جميع بيانات المعاملات بشكل مفتوح والتحقق منها على الشبكة، وهو أمر حاسم للحفاظ على سلامة وأمان أنظمة سلسلة الكتل.

في أنظمة البلوكشين، يجب التحقق من بيانات المعاملات في كل كتلة من قبل العقد الشبكية. ومع ذلك، فإن ضمان توزيع هذه البيانات بشكل موثوق في جميع أنحاء الشبكة بالإضافة إلى ضمان تتمتع جميع المشاركين بنفس درجة الوصول إليها هو مسألة حاسمة.

لماذا تعد توافر البيانات مهمًا؟

• المعاملات خارج السلسلة: تهدف حلول L2 إلى التعامل مع المعاملات خارج السلسلة الرئيسية لتحسين قابلية توسع النظام بأكمله. ومع ذلك، قد تثير هذه الطريقة بعض التحديات لأن L2 لا تسجل جميع بيانات المعاملات على سلسلة الكتل L1 على الفور، مما قد يؤدي إلى صعوبات في التحقق من سلامة ودقة جميع بيانات المعاملات.
• الاعتماد على أمان الطبقة 1: على الرغم من قدرة شبكات L2 على العمل بشكل مستقل ومعالجة المعاملات، إلا أنها لا تزال تعتمد على شبكة L1 لضمان الأمان العام. من الضروري ضمان سلامة ودقة نقل البيانات من L2 إلى L1 من أجل الحفاظ على سلامة الشبكة بأكملها.
• تعتمد آليات الحل على البيانات: يمكن لشبكات L2 تطبيق آليات مثل إثباتات الاحتيال لمعالجة النزاعات المحتملة. فعالية هذه الآليات تعتمد على توافر وإمكانية الوصول إلى بيانات المعاملات.
• قضايا الشفافية والثقة: الشفافية مبدأ أساسي في تكنولوجيا البلوكشين. في شبكات L2، قد تؤدي أي مشاكل تتعلق بتوفر البيانات إلى أزمة ثقة لأن المستخدمين قد لا يكونون قادرين على التحقق من أصالة المعاملات بشكل مستقل.
• زيادة تعقيد التحقق: يزيد إدخال L2 من تعقيد ضمان دقة البيانات المرجعة إلى السلسلة الرئيسية، مما يجلب أيضًا مخاطر مشكلات توافر البيانات، مما يؤثر على موثوقية الشبكة.

حلول DA

هناك حلول مختلفة لطبقة DA، مصنفة عمومًا إلى أنواع متصلة بالسلسلة وأنواع غير متصلة بالسلسلة.

في حلول L2، تتبع توافر البيانات عادةً نهجين مختلفين:

• توافر بيانات السلسلة: يتم تخزين جميع بيانات المعاملات على سلسلة L1، مما يوفر أمانًا أعلى ولكن بتكلفة أعلى. هذا يعني أن L2 لا يزال يستخدم Ethereum كطبقة DA ويعتمد على Ethereum لتقليل تكلفة توافر البيانات.
• توافر البيانات خارج السلسلة: يتم تخزين البعض الآخر من البيانات خارج السلسلة، مع تخزين قيم التجزئة للمعلومات المشفرة (قيم التجزئة) فقط على السلسلة. هذا النهج أكثر كفاءة من حيث التكلفة ولكن يتطلب كيانات خارجية استرداد البيانات. وبعبارة أخرى، لم يعد يتم استخدام Ethereum كطبقة DA، وبدلاً من ذلك، يتم البحث عن أساليب أكثر اقتصادية لتوافر البيانات. ويمكن تقسيم الحلول خارج السلسلة إلى أربعة أنواع اعتمادًا على درجة اللامركزية والأمان: Validium، Data Availability Committees (DAC)، Volition، وحلول DA متعددة الأغراض.

نظرة عامة على مشاريع DA Track

هناك عدد قليل نسبيًا من المشاركين في مجال توفر البيانات (DA). بالإضافة إلى إثريوم، هناك بعض المشاريع الرئيسية مثل Celestia، EigenLayer، Avail، و NEAR DA، كلٌّ بخصائصه المتعلقة بتقدم المشروع. في مشاريع DA، العوامل مثل الأمان، القابلية للتخصيص، التشغيل المتعدد، والتكلفة أمور حاسمة.

كيليستيا

سيليستيا هو أول مشروع يعتمد شبكة توافر البيانات النمطية (DA)، بهدف توسيع نمو أعداد المستخدمين بشكل آمن. تصميمه النمطي يتيح لأي شخص إطلاق بلوكشين مستقل.

كزعيم في السلاسل العامة المعتمدة على الوحدات، تم تطوير سيليستيا بناءً على كوسموس SDK وتلتزم بتعزيز توافر البيانات. على الشبكة الرئيسية، حققت سيليستيا ميزات تنافسية ملموسة.

الميزات التقنية

تصميم سيليستيا يفصل التنفيذ، الاتفاق، التسوية، وتوافر البيانات. هذه الهيكلية النمطية تسمح بالتخصص والتحسين على كل مستوى، مما يعزز الكفاءة العامة والقابلية للتوسع للشبكة.

المصدر: مستندات سيليستيا

1. عينات توافر البيانات (DAS)

عينات توافر البيانات (DAS) هي طريقة تسمح للعقد الخفيفة بالتحقق من توافر البيانات دون تنزيل الكتلة بأكملها. من خلال أخذ عينات عشوائية من كتل البيانات، يمكن للعقد الخفيفة التأكد مما إذا كان بإمكان استرداد والتحقق من هذه البيانات بنجاح، وبالتالي الاستدلال على توافر البيانات للكتلة بأكملها.

المصدر: مستندات سيليستيا

1. شجرة ميركل مُسماة (NMTs)

تمكن NMTs من تقسيم بيانات الكتل إلى مساحات أسماء منفصلة لتطبيقات مختلفة. هذا يعني أن كل تطبيق يحتاج فقط إلى تنزيل ومعالجة البيانات المتعلقة به، مما يقلل بشكل كبير من متطلبات معالجة البيانات.

Source: وثائق سيليستيا

تحليل الميزات

• يختلف ال Rollups في سيليستيا عن Rollups Ethereum في أن عملها على سيليستيا يحدد بشكل مستقل حالة المواصفات، مما يزيد من استقلالية العقدة. يمكن للعقد أن تختار وضع تشغيلها بحرية من خلال الشوكات الناعمة والصلبة، مما يقلل من الاعتماد على الحكم المركزي ويعزز المزيد من التجربة والابتكار.
• تتميز لفات سيليستيا بخصائص لا علاقة لها بالتنفيذ، مما يعني أنها ليست مقتصرة على التصاميم المتوافقة مع EVM. توفر هذه الانفتاح مساحة أوسع للابتكار في آلة الافتراضية، مما يسهم في التقدم التكنولوجي.
• تبسيط عملية نشر سلاسل الكتل Celestia. باستخدام أدوات مثل Optimint، يمكن للمطورين نشر سلاسل جديدة بسرعة دون القلق بشأن تعقيد آليات التوافق والتكلفة العالية.
• تفصل سيليستيا نمو الحالة النشطة عن تخزين البيانات التاريخية، مما يوفر آلية تسعير موارد أكثر كفاءة. هذا النهج يقلل من التداخل المتبادل بين بيئات التنفيذ، مما يحسن تجربة المستخدم.
• يدعم تصميم كيليستيا إنشاء جسور مصغرة للثقة، مما يسمح لسلاسل مختلفة بالتفاعل بشكل آمن، مما يعزز أمان وقابلية التشغيل المشتركة لمجموعات البلوكشين.

سيليستيا هي أول شبكة DA مصممة بشكل مودولي الهدف الرئيسي منها هو توسيع نطاق نمو المستخدمين بشكل آمن. تبسيط هيكلها المودولي يسهل إطلاق سراح سلاسل كتل مستقلة. بفضل نهجها الفريد والابتكارات التكنولوجية الخاصة بها، سيليستيا مستعدة للعب دور مهم في صناعة البلوكشين. يركز على معالجة التحديات التي تواجه البلوكشين، ولا سيما قضايا التوسعية، مع الحفاظ على الأمان واللامركزية، مما يجعلها مشاركاً أساسياً في النظام البلوكشين المتطور.

إيجن DA

EigenLayer هو بروتوكول إعادة الرهان الذي يسمح للمستخدمين بإعادة الرهان على ETH و lsdETH و LP Tokens على منصات أخرى، مثل الشوايات الجانبية والأوراق المالية، واستلام مكافآت التحقق كعقد. من ناحية أخرى، Eigen DA هو خدمة توافر البيانات اللامركزية (DA) المبنية على Ethereum باستخدام EigenLayer Restaking وسوف تصبح أول خدمة تحقق نشطة (AVS) على EigenLayer.

الميزات الفنية

• تعزيز قدرة توفر البيانات في إيثيريوم: يستفيد Eigen DA من بيانات كتلة Blob والتزامات KZG، مما يعزز قدرة توفر البيانات في إيثيريوم بعد ترقية Canquan مع تحسين بيانات كتلة Blob والتزامات KZG. يقوم المحققون بعمل التحقق من العقدة على إيثيريوم، ويدور العملية برمتها حول البنية التحتية الحالية لإيثيريوم.
• لا توجد موافقة ذاتية وشبكة ند لند: تقوم العقد DA الخاصة بـ Eigen بإعادة رهن ETH في عقد EigenLayer على Ethereum L1، مما يجعلها جزءًا من محققي Ethereum. من خلال دليل الحضانة، يجب على كل مشغل حساب أن يحسب ويقدم بانتظام قيمة لوظيفة ما، ويكون قادرًا فقط على حساب قيمة الوظيفة عندما يخزن جميع الكتل الكُروية المُخصصة لهم خلال الفترة التخزينية المُحددة. إذا قاموا بإثبات الكُريات دون حساب هذه الوظيفة، يمكن لأي شخص لديه وصول إلى عناصر بياناتهم خفض ETH المحتفظ بها بالعقد، مضمونين أمان الشبكة وموثوقيتها.
• آلية الامتثال لطبقة الإيجين: يمكن لمشاركي ETH اختيار التحقق من شبكة Eigen DA وقبول شروط القصاص الخاصة بـ Eigen DA. ثم يعملون كمحققين POS، يثبتون حالة الشبكة.
• طبقة توفر البيانات: يقسم Eigen DA البيانات إلى قطع صغيرة ويقوم بتشفير المحو الجزئي والتزامات الدوال الكبيرة القياسية على هذه القطع لتيسير تنزيل جزء صغير فقط من النظام بالنسبة لكل عقد، حتى لو غادر نصف العقد دون التأثير على النظام. يمكنهم القيام بذلك لأنه حتى لو تم فقدان بعض الكتل، يمكن للرمز القائم على المحو إعادة بناء حالة البيانات الكاملة، ويضمن البرهان KZG أن الكتل التي يتلقونها تتطابق مع الكتل التي أعلنتها العقد.

المصدر: مدونة eigenlayer

تحليل الميزات

• تعد العقد الذاتية لـ Eigen مجموعة فرعية من العقد الجديدة في شبكة EigenLayer، ويصبح العقد الذاتية لـ Eigen لا يتطلب تكاليف رهان إضافية.
• تستخدم حلول DA الحالية شبكات P2P لنقل البلوبات، حيث يتلقى المشغلون البلوبات من أقرانهم ثم يعيدون بث نفس البلوبات للآخرين. هذا يحد من حدوث DA الممكن. في EigenDA، يرسل المبعثون البلوبات مباشرة إلى مشغلي EigenDA. من خلال تشتيت البيانات من خلال الاتصال المباشر، لم يعد انتشار البيانات محدودًا بسعة بروتوكولات التوافق وشبكات P2P، مما يقلل من الاتصالات وشبكات التأخير ووقت التأكيد ويحسن سرعة تقديم البيانات.
• ترث Eigen DA بعض أمان Ethereum ولديها أمان أعلى من حلول DA الأخرى.
• تدعم Eigen DA أيضًا Rollup لتحديد بشكل مرن نماذج الرهان المختلفة على الرموز، ونسب رموز الاستحواذ، وما إلى ذلك، مما يوفر مرونة أكبر.
• نظرًا لأن تأكيد Eigen DA النهائي يعتمد على عقد Eigen DA على شبكة Ethereum الرئيسية، فإن تكلفة Eigen DA أعلى بشكل كبير من تلك الحلول الأخرى فيما يتعلق بإنفاق الوقت للتأكيد النهائي.

يعتمد Eigen DA على تقنيات متقدمة مثل التشفير الكاشف ، والتزامات KZG ، و ACeD ، مما يفصل توافر البيانات (DA) عن التوافق. يتيح هذا لـ Eigen DA التفوق في معدل معالجة المعاملات وحمل العقد ، وتكاليف DA ، وبشكل يتجاوز بكثير حلول Ethereum’s DA. بالمقارنة مع حلول DA الأخرى ، يتمتع Eigen DA بتكاليف بدء أقل وتكاليف مراهنة ، وسرعات تواصل شبكة أسرع وسرعات تقديم بيانات أسرع ، ومرونة أكبر. لذلك ، يعتبر Eigen DA مرشحًا جديدًا في سوق DA ولديه القدرة على استضافة بعض خدمات Ethereum’s DA.

Avail DA

تهدف Avail DA إلى معالجة احتياجات التطبيقات المتحدة الجديدة التي تعتمد على الثقة والتجميع السيادي. تكمن ميزتها البارزة في نهجها الأمني المبتكر، الذي يتيح للعملاء الخفيفين التحقق بسهولة من توافر البيانات من خلال أخذ عينات من الشبكة نظير إلى نظير. بفضل واجهة توافر البيانات غير المسبوقة لـ Avail DA وميزاتها الأمنية القوية، يمكن للمطورين إنشاء تطبيقات سلسلة الكتل بناءً على تقنيات الصفر المعرفة أو مكافحة الاحتيال بشكل أكثر كفاءة وسهولة.

المصدر: مدونة availproject

تحليل Avail DA

التوفر هو سلسلة كتل متوافقة مع آلة القياس الافتراضية لإيثريوم (EVM)، حيث يتميز بترتيب وتسجيل المعاملات بكفاءة وتخزين البيانات والتحقق من الجدوى. بالمقارنة مع العقود الذكية التقليدية والتبعيات على الطبقة السفلية، يسمح التوفر بنشر البيانات مباشرةً على أسطح اللف والتحقق منها من خلال شبكة عملاء خفيفة. يتيح هذا التصميم القابل للتعديل للمطورين تخزين البعانات على التوفر واختيار شبكات أخرى للتسوية، مما يوفر مزيدًا من المرونة والخيارات.

آلية التوافق المستخدمة في Avail ترث آليات BABE و GRANDPA من حزمة تطوير بولكادوت وتعتمد على دليل الحصة المرشحة (NPoS) الخاص بـ بولكادوت مع دعم يصل إلى 1000 موثق. بالإضافة إلى آلية التوافق القوية، تتميز Avail أيضًا باللامركزية، مما يوفر آليات احتياطية فعالة وموثوقة من خلال شبكات P2P للعملاء الخفيفة لأغراض أخذ العينات من البيانات، مما يضمن توفر البيانات حتى خلال فشل النظام.

تبرز Avail في ترتيب المعاملات والتسجيل والتحقق من ممكنية البيانات، ودعم سلاسل الكتل المتوافقة مع EVM. آلية التحقق من الشبكة الخفيفة للعميل تسمح لـ Rollups على Avail بالتحقق من الحالات من خلال شبكة العميل الخفيف دون الاعتماد على العقود الذكية والطبقة الأساسية. نظرًا لطبيعتها الوحدية، يمكن للمطورين تخزين البيانات على Avail واختيار شبكات أخرى للتسوية.

نوع العقد

• العُقَد الكاملة: تتحمل هذه العُقَد مسؤولية تنزيل والتحقق من صحة الكتل ولكن لا تشارك في عملية التوافق. دورها حاسم لضمان سلامة الشبكة.
• عقد العمل: هذه العقد هي النواة الأساسية لآلية توافر دا. إنها مسؤولة عن إنشاء الكتل، وتحديد المعاملات المدرجة، والحفاظ على ترتيب الشبكة. يتم تحفيز عقد العمل من خلال مشاركة الاتفاق ويشكل أساس العمليات في طبقة توافر دا.
• العملاء الخفيفون: يعملون تحت موارد محدودة، ويعتمد العملاء الخفيفون على رؤوس الكتل للمشاركة في الشبكة. يمكنهم الاستعلام عن بيانات المعاملات المحددة من العقد الكاملة حسب الحاجة، وهو أمر حاسم في الحفاظ على اللامركزية وإمكانية الوصول إلى الشبكة.

بالقرب من DA

في 8 نوفمبر 2023، أعلنت مؤسسة NEAR عن إطلاق طبقة NEAR Data Availability (NEAR DA)، التي توفر إمكانيات قوية وكفاءة تكلفة لتوفر البيانات ل ETH rollups ومطوري Ethereum. تشمل المستخدمين الأوليين Madara من StarkNet، Caldera، Fluent، Vistara، Dymension RollApps، و Movement Labs.

المصدر:بالقرب من الوثائق

الهندسة المعمارية التقنية

يستخدم NEAR DA جزءًا أساسيًا من آلية التوافق NEAR المسماة Nightshade، التي تقسم الشبكة إلى عدة شظايا بشكل متوازي.

كل جزء على NEAR يولد جزءا صغيرا من الكتل يسمى قطع. هذه القطع هي aggreGate.iod لإنتاج الكتل. عندما يقوم منتج الكتلة بمعالجة إيصال ، يجب التوصل إلى توافق في الآراء بشأن الإيصال المقابل. بمجرد معالجة الكتلة وتضمينها في كتلة ، لم تعد هناك حاجة إلى الإيصال للإجماع ويمكن إزالته من حالة blockchain. لذلك ، لا تبطئ NEAR سرعة الإجماع الخاصة بها ببيانات أكثر من اللازم ، ولكن سيكون لدى أي مستخدم ل NEAR DA الوقت الكافي للاستعلام عن بيانات المعاملة. وبالتالي ، يعد توفر البيانات القابلة للتطوير والفعالة من حيث التكلفة أمرا بالغ الأهمية لأي حل تراكمي. مع انتقال بروتوكول NEAR إلى التحقق من الحالة ، فإنه سيقلل بشكل أكبر من متطلبات الأجهزة لبعض المدققين (مدققي الكتلة). من خلال تخزين الحالة في الذاكرة ، يمكن ل NEAR دعم المزيد من الأجزاء ، وبالتالي زيادة لامركزية النظام.

تحليل الميزة

في NEAR DA، يتم توفير التحقق من الاتفاق بواسطة محققي NEAR، الذين يصلون إلى اتفاق عند معالجة تقديمات البلوب. من حيث استمرارية البيانات، تخزن الأجهزة الكاملة بيانات الإدخال الوظيفية لمدة لا تقل عن ثلاثة أيام، بينما يمكن للأجهزة الأرشيفية تخزين البيانات لفترات أطول.

تصميم NEAR DA يضمن الاستخدام الفعال للتوافق دون إهدار البيانات الزائدة. بالإضافة إلى ذلك، تم فهرسة هذه البيانات بالفعل من قبل جميع المتصفحات الرئيسية على NEAR لتوفير الدعم للمؤشرين.

أخيرًا، بالنسبة لالتزام الإتاحة على المدى الطويل، يعتمد NEAR DA على نهج يمكن تنفيذه بسهولة، مما يتيح لأي شخص لديه خبرة محدودة وأدوات بناء الالتزامات.

تمكن تكامل NEAR-Polygon CDK المطورين من بناء Rollups الخاصة بهم وأن يصبحوا جزءًا من نظام البوليجون. يمثل هذا أول تكامل لـ NEAR DA مع تكوينات Layer 2 القائمة على الصفر المعرفية، مما يوفر للمطورين الذين يبحثون عن حلول قابلة للتوسيع لتوافر البيانات خيارات أكثر.

استنتاج

في مجال سلسلة الكتل، تكون المنافسة بين مشاريع DA مثل Celestia، EigenLayer، Avail DA، و NEAR DA شرسة. على الرغم من انتشار مشاريع طبقة DA، تكون تقنياتها الأساسية ليست معقدة للغاية، حيث يتفاخر كل مشروع بمزايا تنافسية فنية فريدة. تُظهر هذه المشاريع التنوع والابتكار في مجال تكنولوجيا سلسلة الكتل. في المستقبل، ومع استمرار تطوير هذه المشاريع ونضوجها، من المتوقع أن تقدم مساهمات كبيرة في تعزيز نمو وتطوير النظام الإيكولوجي لسلسلة الكتل.