Che cos'è la disponibilità dei dati?

Che cos'è la disponibilità dei dati in crittografia?

La disponibilità dei dati nella blockchain garantisce che tutti i partecipanti alla rete possano accedere ai dati necessari per verificare le transazioni e i blocchi. Questo è fondamentale per mantenere la natura decentralizzata e priva di fiducia dei sistemi blockchain, dove ogni nodo convalida in modo indipendente lo stato della rete. Senza la disponibilità dei dati, l'integrità della blockchain è compromessa, con conseguenti potenziali frodi o censure.

Le sfide includono il rifiuto dei dati, i compromessi tra scalabilità e sicurezza e le limitazioni tecniche. Soluzioni avanzate come il Data Availability Sampling (DAS) e i Data Availability Committees (DAC) consentono ai nodi di verificare la presenza dei dati senza scaricare l'intero set di dati. Questi metodi sono particolarmente importanti per le soluzioni di livello 2, che si basano molto sulla disponibilità efficiente dei dati per funzionare correttamente.

Queste innovazioni sono fondamentali per migliorare la scalabilità e l'efficienza delle reti blockchain, mantenendo al contempo sicurezza e affidabilità. L'implementazione di queste soluzioni aiuta le reti blockchain a mantenere la loro integrità, sostenendo la crescita e l'adozione delle tecnologie decentralizzate.

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Campionamento della disponibilità dei dati (DAS) vs Comitati per la disponibilità dei dati (DAC)

Il campionamento della disponibilità dei dati (DAS) e i comitati per la disponibilità dei dati (DAC) offrono soluzioni distinte per garantire l'accessibilità dei dati nelle reti blockchain, migliorando la sicurezza e la scalabilità in modi diversi.

Campionamento della disponibilità dei dati (DAS)

• ‍Panoramica: Il DAS consente ai nodi della rete di scaricare solo piccole porzioni selezionate a caso del set di dati totale. Questo metodo utilizza tecniche statistiche per dedurre la disponibilità dell'intero set di dati da questi campioni.‍
• Vantaggi: Riducendo il carico di dati su ciascun nodo, il DAS migliora significativamente la scalabilità della rete, rendendola più efficiente.‍
• Casi d'uso: Il DAS è fondamentale per le soluzioni di livello 2 come i rollup, dove consente la convalida delle transazioni senza richiedere a ogni nodo di scaricare l'intero set di dati.

Comitati per la disponibilità dei dati (DAC)

• ‍Overview: I DAC sono costituiti da nodi fidati o validatori responsabili dell'archiviazione e della conferma della disponibilità dei dati. Questi gruppi sono scelti o assemblati casualmente in base a criteri specifici.‍
• Vantaggi: I DAC forniscono un metodo affidabile e centralizzato per la conferma dei dati, adatto in ambienti in cui è accettabile un certo livello di fiducia.‍
• Casi d'uso: I DAC sono impiegati in alcuni framework di livello 2 e in progetti di blockchain modulari come Celestia, dove è possibile adottare un approccio alla verifica dei dati incentrato sulla fiducia, spesso con la costituzione di garanzie da parte dei partecipanti per garantire l'integrità.

In sintesi, il DAS adotta un percorso decentralizzato per la verifica dei dati, migliorando la scalabilità e riducendo al minimo la richiesta di dati ai singoli nodi. D'altro canto, i DAC presentano un'alternativa più centralizzata e basata sulla fiducia, adatta a situazioni in cui tale fiducia può essere stabilita. Entrambe le strategie sono fondamentali nelle infrastrutture blockchain contemporanee, in grado di navigare abilmente tra le complessità della disponibilità dei dati.

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Che cos'è la disponibilità dei dati nei rollup ZK?

La disponibilità dei dati nei rollup ZK garantisce che i dati delle transazioni necessarie siano accessibili per la verifica e l'interazione con l'utente, nonostante l'uso di Zero-Knowledge Proofs (ZKPs) per la convalida delle transazioni. Sebbene le ZKP convalidino le transazioni senza rivelare i dati sottostanti, richiedono meccanismi specifici per garantire la disponibilità dei dati.

Nei rollup ZK, i dati delle transazioni vengono raggruppati e pubblicati sulla blockchain principale insieme a una ZK Proof che ne conferma la validità. Questi dati devono rimanere accessibili agli utenti per verificare gli stati dei loro account e mantenere la sicurezza della rete. Le soluzioni includono l'archiviazione dei dati fuori dalla catena, accessibile attraverso sistemi decentralizzati, o impegni di dati sulla catena che consentono la verifica senza archiviare l'intero set di dati sulla catena.

Questi meccanismi garantiscono che i rollup ZK mantengano la privacy e l'efficienza, mantenendo i dati essenziali delle transazioni disponibili per l'integrità della rete e per le esigenze degli utenti.

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I principali progetti di disponibilità dei dati

Diversi progetti innovativi stanno affrontando la questione critica della disponibilità dei dati nelle reti blockchain. Ecco alcune delle principali iniziative:

• ‍Celestia: Celestia si concentra sulla disponibilità dei dati e sul consenso, utilizzando tecniche come la codifica di cancellazione e il campionamento dei dati per garantire un'archiviazione affidabile dei dati. È un'infrastruttura chiave per applicazioni decentralizzate scalabili e soluzioni di livello 2.‍
• Protocollo VICINO: Il protocollo NEAR integra la disponibilità dei dati nel suo design di sharding, assicurando che i dati siano distribuiti e accessibili su più shard, supportando un elevato throughput delle transazioni e mantenendo la sicurezza della rete.‍
• Disponibile: Avail offre un livello autonomo di disponibilità dei dati per varie blockchain. Fornisce un'archiviazione dei dati fuori catena con forti garanzie di disponibilità, riducendo il carico di dati sulla catena principale e mantenendo i dati delle transazioni accessibili.‍
• EigenDA: EigenDA, costruito su EigenLayer, è un archivio decentralizzato di disponibilità di dati per i rollup di Ethereum. Scala linearmente con il numero di operatori, garantendo un elevato throughput e sicurezza. EigenDA utilizza operatori decentralizzati che conservano le transazioni rollup fino alla loro finalizzazione, fornendo una disponibilità di dati affidabile senza dipendere dai validatori di un'altra catena.

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Problemi di disponibilità dei dati

La disponibilità dei dati nei sistemi blockchain deve affrontare diverse sfide significative che hanno un impatto sulla sicurezza, sulla scalabilità e sull'efficienza complessiva della rete.

• Omissione di dati: I partecipanti (come i produttori di blocchi o i sequenziatori) potrebbero intenzionalmente o meno non fornire i dati necessari, impedendo ai nodi di verificare le transazioni e compromettendo l'integrità della rete.‍
• Trade-Off tra scalabilità e sicurezza: l'aumento della disponibilità dei dati può migliorare la scalabilità consentendo un maggior numero di transazioni, ma può introdurre vulnerabilità se non viene gestito correttamente. Bilanciare scalabilità e sicurezza è fondamentale.‍
• Limitazioni tecniche: La capacità dei nodi di memorizzare e trasmettere grandi volumi di dati è limitata, il che influisce sulla scalabilità e sulle prestazioni, soprattutto per i dispositivi con risorse inferiori.‍
• Complessità della decentralizzazione: Disaccoppiare la disponibilità dei dati da altre funzioni come l'esecuzione e il consenso introduce complessità, rendendo la progettazione e il funzionamento del sistema più impegnativi.‍
• Interoperabilità e standardizzazione: Reti diverse adottano approcci diversi alla disponibilità dei dati, con conseguenti problemi di interoperabilità e necessità di standardizzazione per garantire la compatibilità e lo scambio efficiente dei dati.‍
• Bloccaggio dello storage: L'aumento del volume dei dati delle transazioni porta al bloat dello storage, rendendo i requisiti di archiviazione dei dati onerosi per i nodi e rallentando l'elaborazione delle transazioni.‍
• Sovraccarico di verifica: Con la crescita delle reti, l'overhead della verifica di ogni transazione aumenta, riducendo il throughput della rete e incidendo negativamente sull'esperienza degli utenti con tempi di conferma più lunghi e commissioni più elevate.

Affrontare questi problemi è essenziale per la crescita e l'adozione sostenibile della tecnologia blockchain, garantendo che le reti rimangano sicure, scalabili ed efficienti.

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Linea di fondo

La disponibilità dei dati garantisce l'integrità della blockchain consentendo la verifica delle transazioni e dei blocchi. Soluzioni come il campionamento della disponibilità dei dati (DAS) e i comitati per la disponibilità dei dati (DAC) affrontano problemi come la sottrazione dei dati e i compromessi tra scalabilità e sicurezza.

Ad esempio, Celestia utilizza la codifica a cancellazione e il campionamento dei dati, mentre il protocollo NEAR integra la disponibilità dei dati nel suo progetto di sharding. DAS consente ai nodi di verificare i dati tramite campionamento e DAC utilizza validatori fidati. Questi approcci sono fondamentali per mantenere sicurezza, scalabilità ed efficienza nelle reti decentralizzate.