Что такое доступность данных?

В мире блокчейна доступность данных — это способность пользователей получать доступ к данным, хранящимся в блокчейне, и проверять их. Она играет ключевую роль в сетях блокчейн, обеспечивая возможность каждому участнику просматривать и верифицировать детали транзакций, данные блоков и состояние реестра, хранящиеся в системе. Популярные решения для обеспечения доступности данных включают слои доступности данных (DAL), выборку доступности данных (DAS) и комитеты по доступности данных (DAC). Проблемы, связанные с доступностью данных, включают вопросы совместимости и компромисс между масштабируемостью и безопасностью.

Основы

В технологии блокчейн обеспечение передачи данных без необходимости доверия и их неизменности имеет первостепенное значение. Однако задача поиска и валидации информации внутри блокчейна сопряжена с рядом сложностей. В этой статье рассматривается значение доступности данных, возникающие препятствия и возможные решения для их преодоления.

Как работает доступность данных

Доступность данных обеспечивается с помощью различных решений, включая слои доступности данных, выборку доступности данных и комитеты по доступности данных.

Слои доступности данных (DALs) 

DALs выполняют роль выделенных механизмов хранения, размещаясь либо в цепочке, либо вне её, и фокусируются исключительно на обеспечении доступности данных в операциях блокчейна, отделяя эту функцию от исполнения транзакций.

DALs применяют такие методы, как стирающее кодирование (erasure coding, EC) и шардинг данных для оптимизации доступности. Шардинг разбивает базу данных на более мелкие фрагменты для независимого хранения и обработки, а стирающее кодирование обеспечивает избыточность, позволяющую восстанавливать данные даже при временной потере частей.

Выборка доступности данных (DAS)

Выборка доступности данных (DAS) используется блокчейнами, чтобы узлы могли получать доступ к важным данным без загрузки и проверки всего набора данных. Случайно выбирая и проверяя небольшие фрагменты данных, узлы снижают нагрузку на обработку полного набора, что позволяет участвовать даже при ограниченных ресурсах.

Комитеты по доступности данных (DACs)

Комитеты по доступности данных (DACs), состоящие из доверенных узлов в сети блокчейн, контролируют доступность данных. Путём децентрализованных процессов отбора DACs снижают риски централизации, обеспечивая доступ к критически важным данным, таким как транзакции и изменения состояния, для всех участников сети. DACs играют ключевую роль в решениях масштабирования Layer 2 и шардинговых блокчейнах, где они управляют распределением и доступностью данных между различными компонентами сети.

Значение доступности данных в верификации блоков

Доступность данных имеет критическое значение в различных аспектах верификации блоков, помогая узлам эффективно проверять новые блоки и транзакции.

• Беспрепятственное распространение блоков: Новые блоки распространяются по сети для проверки. Обеспечение доступа к ним для всех узлов необходимо для эффективной валидации блоков.
• Валидация транзакций: Узлы тщательно проверяют каждую транзакцию в блоке, чтобы убедиться в соблюдении сетевых протоколов. Полный доступ к данным транзакции необходим для точной валидации.
• Проверка заголовка блока: Доступность данных подтверждает корректность ссылок и связи новых блоков с предыдущими, позволяя узлам установить их совместимость с блокчейном.
• Соответствие консенсусному механизму: Узлы проверяют, соответствует ли блок консенсусному механизму блокчейна, будь то Proof of Work (PoW) или Proof of Stake (PoS). Эта проверка требует полной доступности данных блока, включая информацию о хэше и сложности.

Преодоление проблем доступности данных

Проблемы совместимости возникают, поскольку разные блокчейн-сети разрабатывают собственные подходы к доступности данных. Хотя это способствует инновациям, такое разнообразие создаёт сложности для кросс-чейн операций и влияет на взаимодействие между разными системами.

Балансировка масштабируемости и безопасности представляет собой серьёзную дилемму. Повышение доступности данных может увеличить масштабируемость, но при этом ослабить безопасность. Перед внедрением важно оценить возможные последствия решений по доступности данных. Эта компромиссная ситуация отражает трилемму блокчейна, подчёркивая тонкий баланс между безопасностью, масштабируемостью и децентрализацией.

Заключение

Доступность данных в сетях блокчейн означает способность участников получать доступ к данным, хранящимся в блокчейне, и проверять их. Существуют различные решения для обеспечения доступности данных, включая слои, выборку и комитеты. Ожидается, что доступность данных останется важным фактором при широком внедрении блокчейна.