ВведениеВ Web3 хранение данных заложило основу для создания децентрализованной, эффективной, безопасной и ориентированной на пользователя цифровой экономики. Доступность данных (DA) и платформы хранения являются двумя взаимосвязанными столпами экосистемы Web3, работающими вместе для обеспечения децентрализованных решений по хранению.
Что такое DA?Доступность данных (DA) относится к способности участников блокчейн и распределенных систем получать доступ, извлекать и проверять данные, которые являются полными, точными и актуальными, обеспечивая надежность и доверие системы. В рамках пространства Web3 и блокчейна DA играет ключевую роль в обеспечении выполнения следующих основных требований к хранилищу данных:
- Доступность: Данные должны быть легко доступны для пользователей и приложений, что требует надежных интерфейсов доступа и механизмов извлечения в хранилищах данных.- Целостность: хранимые данные должны оставаться неизменными и неповрежденными, обеспечивая сохранность и точность их первоначального состояния.- Надежность: хранилища данных должны гарантировать своевременный доступ к данным, избегая сбоев из-за отказов системы или других проблем.- Прочность: долгосрочное сохранение данных является важным аспектом DA, обеспечивающим доступность и возможность извлечения данных в течение продолжительного времени.- Согласованность: DA гарантирует, что распределенные системы поддерживают единообразие между узлами или репликами, предотвращая разделение данных или несоответствия.- Производительность: Быстрый доступ и время реакции играют важную роль, особенно в случаях использования, требующих быстрой обработки данных.- Интероперабельность: В многоцепочных или межцепочных сценариях, DA включает в себя безшовное совместное использование данных и интеграцию по разным сетям блокчейн.## Что такое платформы для хранения данных?Платформы хранения данных относятся к услугам и технологиям, предоставляющим децентрализованные решения хранения. Эти платформы используют блокчейн и распределенные системы для хранения, управления и защиты данных, обеспечивая безопасность, доступность и неизменяемость данных. Платформы хранения данных могут быть классифицированы на холодное хранение и горячее хранение на основе частоты доступа к данным и их важности.
Холодное хранение
Хранение данных в холодном режиме в основном предназначено для хранения данных, которые редко используются. Этот тип данных может потребовать долгосрочного сохранения, но не используется часто. Характеристики хранения данных в холодном режиме включают в себя:
- Низкая стоимость: Хранение в холодном режиме обычно имеет низкую стоимость, потому что частота доступа к данным низкая, а требования к производительности хранения минимальны.- Высокая емкость: Разработано для хранения больших объемов данных, подходит для долгосрочного сохранения обширных наборов данных.- Медленная скорость доступа: Скорость доступа медленнее, так как носители хранения и механизмы извлечения приоритезируют стоимость перед скоростью.- Высокая надежность: носители данных, такие как библиотеки ленточных носителей или системы архивного хранения, обеспечивают высокую надежность, подходящую для долгосрочного сохранения данных.Пример: Протокол Arweave
Arweave специализируется на хранении холодных данных, таких как исторические записи, резервные файлы и обширные наборы данных, требующие долгосрочного сохранения, но редкого доступа. Холодные хранилища Arweave отличаются высокой надежностью и низкой стоимостью. Уникальный механизм проверки данных обеспечивает целостность и безопасность информации. Более того, децентрализованная природа сети Arweave дает пользователям полный контроль над их данными, усиливая устойчивость к цензуре и конфиденциальность. Таким образом, Arweave предоставляет безопасное, экономичное и эффективное хранилище для данных, требующих долгосрочного сохранения с минимальным доступом.
Диаграмма механизма Arweave (Источник: arweave)
Горячее хранилище
Горячее хранилище используется для хранения данных, к которым часто обращаются. Этот тип данных требует высокой производительности в реальном времени, что требует быстрой возможности чтения и записи. Характеристики горячего хранилища включают:
- Высокая производительность: системы горячего хранения обеспечивают быстрый доступ к данным, чтобы удовлетворить потребности в частых запросах данных.- Низкая задержка: задержка доступа к данным минимальна, подходит для приложений, требующих быстрых ответов.- Высокая стоимость: из-за высоких требований к производительности, горячее хранилище обычно стоит дороже, чем холодное хранилище.- Быстрый доступ: Данные могут быть быстро извлечены и изменены, что делает их подходящими для часто обновляемых и быстро доступных наборов данных.Пример: Протокол IPFS
Межпланетная файловая система (IPFS) - это распределенный протокол файловой системы, разработанный для создания децентрализованной сети хранения файлов и адресации контента. Разделяя файлы на несколько блоков, хранящихся на различных узлах, IPFS повышает надежность данных и устойчивость к цензуре. Он поддерживает характеристики горячего хранения, позволяя быстро извлекать и передавать часто используемые данные. Это делает IPFS идеальным для приложений, требующих высокой пропускной способности и быстрого доступа, таких как динамическое содержимое веб-сайтов, потоковые медиа и обмен данных в реальном времени. Его децентрализация и эффективность делают IPFS ключевым решением для горячего хранения данных в экосистеме Web3.
Диаграмма работы IPFS (Источник: Gate.com)
Различие между DA и платформами хранения данныхПлатформы хранения данных и доступность данных (DA) выполняют разные функции в экосистеме Web3. Ниже приведено сравнение их основных различий:
## Интеграция и развитие платформ DA и хранения данныхСлой доступности данных (DAL) - это специализированный блокчейн, который обеспечивает функциональность DA. Через децентрализованные методы верификации, такие как Выборочная Доступность Данных (DAS), DAL гарантирует, что любой может эффективно проверить данные, не полагаясь на доверенные стороны. Интеграция DAL с платформами хранения данных делает хранение данных более эффективным и безопасным. Например, Celestia обеспечивает эффективный слой доступности данных благодаря своему модульному дизайну, в то время как Filecoin сосредотачивается на хранении холодных данных и поощряет пользователей вносить ресурсы хранения через механизмы стимулирования.
Влияние модульных блокчейнов на платформы для хранения данных
Модульная технология является ключевым фактором развития DA, обеспечивая инфраструктуру для его создания. В экосистеме Ethereum модульная технология применяется на двух уровнях:
-
Горизонтальная модуляризация: достигается с помощью технологии шардинга.- Вертикальная модуляризация: достигается через слоистую архитектуру, где роллапы обрабатывают транзакционные процессы, в то время как основная сеть сосредоточена на DA и механизмах консенсуса.Преимущества модульного дизайна:
-
Разделяет системные функции на независимые слои.- Позволяет обмениваться между слоями.- Поддерживает индивидуальную разработку для конкретных приложений или отраслей.- Улучшает гибкость и масштабируемость для оптимизированных и расширенных систем.
Источник: celestia.org
Эти разнообразные варианты дизайна предлагают гибкие решения, адаптированные к различным сценариям и требованиям, создавая новые возможности и способствуя дальнейшему развитию в пространстве DA.
Роль DA в решениях по хранению данных
DA предоставляет критическую поддержку при выборе наиболее подходящего решения по хранению:
- Анализ спроса: Анализ характеристик данных, таких как частота доступа, объем, чувствительность и актуальность, для определения потребностей в хранении.- Оценка соотношения стоимости и эффективности: оценка затрат на хранение, извлечение и обслуживание для нахождения наиболее экономичного варианта.- Сопоставление производительности: Обеспечение соответствия хранилища требованиям к производительности, таким как скорость, задержка и пропускная способность.- Безопасность и соответствие: учитывая безопасность, защиту конфиденциальности и соблюдение регулирования.- Техническая поддержка и оценка сообщества: Оценка репутации поставщиков услуг, поддержки сообщества и надежности для долгосрочных решений.Помогая пользователям понимать их потребности в хранении данных и выбирать лучшие решения, DA повышает эффективность управления данными, обеспечивает безопасность и соответствие требованиям, а также оптимизирует экономическую эффективность.
Сравнение разных DAL
Celestia: Известна своей низкой стоимостью DA и отличной пропускной способностью, идеально подходит для небольших и средних блокчейнов и приложений Layer 2 (L2). Celestia существенно снижает стоимость DA, позволяя этим цепочкам выделять больше ресурсов на распределение прибыли, развитие экосистемы и улучшение ликвидности.
EigenDA: Конкурентоспособность обусловлена его тесной связью с безопасностью и легитимностью Ethereum, что делает его разумным выбором для крупных L2, которым необходима экономичность.
NEAR DA: Функции простоты, легкости внедрения и улучшения эффективности. С самыми низкими комиссиями за транзакции в Web3, это быстрый и экономичный вариант, в 85 000 раз дешевле, чем подачи блобов в Ethereum, и в 30 раз дешевле, чем в Celestia.
Avail: Улучшает удобство использования, позволяя легким клиентам проверять целостность данных без загрузки полного блокчейна. Став независимым от Polygon, Avail исследовал разнообразные партнерства, демонстрируя потенциал в различных сценариях применения.
На изображении ниже показано сравнение основных компонентов ведущих DALs, проанализированных Avail:
Источник: blog.availproject.orgПрактический пример: NEAR DA
NEAR DA использует ключевую часть механизма согласия NEAR, называемую «Nightshade». Эта система делит сеть на несколько параллельных шардов, функционирующих как независимые блокчейны. Каждый шард производит небольшую часть блока, известную как чанк или сегмент шарда.
Источник: near.orgЭти фрагменты объединяются в полные блоки, и весь процесс происходит на уровне протокола. Пользователи и разработчики не замечают этот процесс напрямую. Такая конструкция обеспечивает поддержание скорости согласования NEAR даже при больших объемах данных, обеспечивая пользователям NEAR DA достаточно времени для доступа к данным транзакций. Эта настройка обеспечивает эффективное решение доступности данных для роллапов, особенно для цепочек с высоким объемом транзакций, таких как игровые цепочки.
По мере расширения NEAR количество осколков уменьшается, и данные, которые каждый осколок должен хранить, уменьшаются. Каждая учетная запись на NEAR в конечном итоге может иметь свой собственный осколок. Это позволит создать легковесные узлы RPC, которые следят только за осколками, которые интересуют пользователей. Для L2, использующих NEAR DA, легковесные клиенты RPC могут отслеживать только осколок, который содержит контракт данных blob в течение периода удержания (например, для доказательств мошенничества) или указанное временное окно (настраиваемое на узле RPC). Rollups не будут зависеть от выборочной доступности данных (DAS) и вместо этого могут использовать осколок-специфическую доступность данных с помощью легковесных RPC.
В заключение, NEAR предоставляет мощное решение DA с явными преимуществами: экономичное, масштабируемое, безопасное и построенное на технологии, готовой к будущему.
ВыводВ экосистеме Web3 DA и платформы для хранения данных работают в тесном взаимодействии для обеспечения надежных децентрализованных решений для хранения данных. DA посвящена обеспечению доступности и целостности данных, используя технологию блокчейна для безопасного доступа к данным и безупречного взаимодействия с умными контрактами. С другой стороны, платформы для хранения данных предоставляют услуги децентрализованного хранения, гарантируя постоянство и резервное копирование данных. Вместе они повышают эффективность управления данными, укрепляют безопасность и соответствие требованиям, а также оптимизируют затраты. По мере развития технологии блокчейна сотрудничество между DA и платформами для хранения данных будет играть еще более важную роль, способствуя инновациям и созданию новых возможностей в децентрализованном хранении.
Источник
Алаун Лю
2025.01.13
