PeerDAS Ethereum ma'lumotlar mavjudligini qanday yaxshilaydi?

Ma'lumotlarni samarali boshqarish va xavfsiz tasdiqlashni ta'minlash uchun Ethereum DA'dan DAS'ga rivojlandi va nihoyat PeerDAS'ni joriy qildi.

Muallif: 0XNATALIE

Yaqinda bo‘lib o‘tgan Ethereum ishlab chiquvchilari yig‘ilishida Ethereum’ning Pectra hardforkini ikki qismga bo‘lish taklifi muhokama qilindi. Bu taklif ilgari rad etilgan edi, chunki Verkle daraxtining yangilanishi kechikishidan xavotir bor edi. Biroq, ushbu yig‘ilishda ishlab chiquvchilar ushbu g‘oyani yana ilgari surishdi, chunki ular Pectra forkiga ko‘proq takomillashtirish takliflarini (EIP) qo‘shishni xohlashdi. Taklifga ko‘ra, hardfork ikki qismga bo‘linadi: birinchi qismda hozirgi Pectra Devnet 3 dagi barcha EIPlar bo‘ladi, ikkinchi qismda esa EOF (EVM Object Format) va PeerDAS kabi takliflar bo‘ladi. PeerDAS'ni yaxshiroq tushunish uchun avvalo ma'lumotlar mavjudligi (data availability) asosiy tushunchasidan boshlaymiz.

DA: Tugunlarning zanjirdagi ma'lumotlarni olishini ta'minlash

Ma'lumotlar mavjudligi (Data Availability, DA) — bu blok taklif qiluvchisi tomonidan chiqarilgan blok va blokdagi barcha tranzaksiya ma'lumotlari boshqa tarmoq ishtirokchilari uchun samarali tarzda mavjud va olinishi mumkin bo‘lishini ta'minlashdir. Ma'lumotlar mavjudligi blokcheyn xavfsizligining muhim omilidir, chunki agar ma'lumotlar mavjud bo‘lmasa, blok qonuniy bo‘lsa ham, boshqa tugunlar uning mazmunini tekshira olmaydi va bu konsensus muammolari va tarmoq hujumlariga olib kelishi mumkin. Masalan, hujumchi faqat blok ma'lumotlarining bir qismini chiqarib, boshqa tugunlar tekshira olmasligiga sabab bo‘lishi mumkin.

Yangi blok tarqatilganda, barcha ishtirokchi tugunlar blok ma'lumotlarini yuklab olib, tekshiradi. Bu model tarmoq kichik bo‘lsa ishlaydi, lekin blokcheyn o‘sib borgani sari ma'lumotlar hajmi juda katta bo‘lib ketadi, har bir tugun uchun saqlash hajmi ortadi va apparat talablar ham oshadi. Yengil tugunlar (masalan, telefon yoki kompyuter kabi mobil qurilmalar) ham bloklarni tekshirishda ishtirok eta olishi uchun blokcheyn sharding texnologiyasini joriy qildi.

Sharding texnologiyasi butun blokcheyn tarmog‘ini bir nechta kichik “shard”larga bo‘ladi. Har bir shard faqat o‘ziga tegishli ma'lumotlarni qayta ishlaydi, butun blokcheyn ma'lumotlarini qayta ishlash shart emas. Shu sababli, bitta tugun faqat o‘z shardidagi ma'lumotlarni qayta ishlaydi. Lekin har bir shard faqat bir qismini qayta ishlagani uchun, boshqa shard tugunlari to‘liq ma'lumotga to‘g‘ridan-to‘g‘ri kira olmaydi. Unda shardlardagi ma'lumotlar mavjudligini va boshqa tugunlar bu ma'lumotlarning haqiqiyligini qanday tekshiradi? Masalan, bir shard tuguni yangi blok chiqaradi, lekin u faqat ma'lumotlarning bir qismini chiqarishi mumkin. Agar boshqa tugunlar blokning barcha ma'lumotlarini ololmasa, bu blok haqiqiy va qonuniyligini tekshira olmaydi.

DAS: Qisman ma'lumotlar orqali umumiy ma'lumotlar mavjudligini tekshirish

Shardlardagi ma'lumotlar mavjudligi muammosini hal qilish uchun Data Availability Sampling (DAS) texnologiyasi taklif qilindi. Uning asosiy g‘oyasi — blok ma'lumotlarining mavjudligini tasdiqlash uchun har bir tugun to‘liq blok ma'lumotlarini saqlashi yoki yuklab olishi shart emas, balki namunaviy tekshiruv orqali amalga oshiriladi.

Data Availability Sampling tugunlarga blokdagi ma'lumotlarning faqat bir qismini tasodifiy tarzda olish va tekshirish imkonini beradi. Agar tugun ushbu tasodifiy ma'lumot bo‘laklarini muvaffaqiyatli olishi va tekshirishi mumkin bo‘lsa, butun blok ma'lumotlari mavjud deb taxmin qilish mumkin.

Bu namunaviy tekshiruvni qo‘llab-quvvatlash uchun blok ma'lumotlari odatda RS kodlashdan foydalanadi. Bu kodlash ba'zi ma'lumotlar yo‘qolgan taqdirda ham to‘liq ma'lumotlarni tiklash imkonini beradi. Shunday qilib, tugun faqat blok ma'lumotlarining bir qismini yuklab olsa ham, butun blok ma'lumotlarining haqiqiyligini taxmin va tasdiqlash mumkin bo‘ladi. DAS namunaviy tekshiruv orqali har bir tugun qayta ishlashi kerak bo‘lgan ma'lumotlar hajmini kamaytiradi va yengil tugunlar ham bloklarni tekshirishda ishtirok eta oladi.

DA qatlami, masalan, Celestia, aynan shu texnologiyalar orqali amalga oshiriladi. Asosiy texnologiyalar: RS encoding + validity proof + DAS.

• RS kodlash (Reed-Solomon Encoding): Bu kodlash usuli faqat ma'lumot bo‘laklarining bir qismini olgan tugun ham butun ma'lumot blokini tiklay olishini ta'minlaydi. Bu xatoliklarni tuzatish kodi kabi ishlaydi, ma'lum darajada xatolarga bardoshlilikka ega, ya'ni ba'zi ma'lumotlar yo‘qolsa ham, qolgan qismi butun ma'lumotni tiklash uchun yetarli bo‘ladi.
• Validity Proof (Haqiqiylik isboti): Ma'lumotlarni kodlash va uzatish jarayonida xatoliklar yo‘qligini ta'minlash uchun zero-knowledge proof ishlatiladi. Agar tekshiruv muvaffaqiyatli bo‘lsa, butun ma'lumotni xatosiz dekodlash mumkin.
• DAS (Data Availability Sampling): Yengil tugunlar blokdagi RS kodlangan bo‘laklarning bir qismini tasodifiy tanlab, ularning mavjudligini tekshiradi va shu orqali butun ma'lumot bloki mavjudligini taxmin qiladi.

PeerDAS: Tugunlararo hamkorlikda ma'lumotlarni tekshirish

PeerDAS — bu DAS’ning aniq bir amaliyoti bo‘lib, peer-to-peer network orqali data availability sampling amalga oshiriladi. Peer-to-peer network bir nechta tugunlardan iborat bo‘lib, tugunlar o‘zaro bevosita aloqa qiladi. DAS’da har bir tugun mustaqil tarzda ma'lumotlarni namunaviy tekshiradi, PeerDAS esa bu jarayonni optimallashtiradi: tugunlar o‘zaro hamkorlikda blokdagi ma'lumotlarni bo‘lishadi va tekshiradi, bu esa tekshiruv samaradorligini oshiradi. Tugunlar yolg‘iz emas, ular tekshiruv vazifalari va natijalarini bo‘lishishi mumkin, boshqa tugunlar tomonidan allaqachon tekshirilgan ma'lumotlarga tayanishi mumkin. Shu tarzda, tugun har bir tekshiruv ishini mustaqil bajarmaydi, balki hamkorlik orqali yukni bo‘lishadi va tugunlar yukini yanada kamaytiradi. Bundan tashqari, hamkorlikda tekshirish ma'lumotlarni soxtalashtirishni qiyinlashtiradi, hujumchi bir vaqtning o‘zida bir nechta tekshiruvchi tugunlarga ta'sir qilishi kerak bo‘ladi.

Hozirda, Ethereum’ning PeerDAS bo‘yicha so‘nggi yig‘ilishiga ko‘ra, Ethereum mijoz dasturi Lighthouse jamoasi DAS tarmog‘ini asosiy tarmoqqa birlashtirdi va PeerDAS bilan mosligini ta'minlash uchun sinovdan o‘tkazmoqda. Tarmoq odatda yangi funksiyalar yoki takomillashtirishlarni ishlab chiqish va sinovdan o‘tkazish uchun mustaqil kod versiyasi sifatida ishlatiladi, asosiy tarmoqqa birlashtirilishi esa ushbu funksiya yoki takomillashtirish ishlab chiqilishi tugallanganini va barqarorligiga ishonch borligini anglatadi hamda asosiy kodga birlashtiriladi.