Il s'agit du dernier épisode de la série d'interviews Decentralized Rollup. Cet épisode explore la décentralisation du rollup du point de vue de la "disponibilité des données et du stockage décentralisé". Nous avons invité Qi Zhou, le fondateur de EthStorage, pour discuter de la façon dont DA peut réutiliser les attributs de sécurité du réseau principal Ethereum, EIP-4844 et danksharding, et la comparaison de sécurité de différents modèles DA. Le professeur Zhou a également expliqué comment EthStorage peut être combiné avec EIP-4844 dans la prochaine mise à jour d'Ethereum.
Présentation des invités
Je suis très heureux de partager avec vous certaines de nos réflexions sur l'ensemble de la technologie Ethereum DA et le stockage décentralisé que nous y avons réalisé. J'ai rejoint l'industrie Web3 à plein temps en 2018. J'ai travaillé comme ingénieur dans de grandes entreprises telles que Google et Facebook. Et détient un doctorat du Georgia Institute of Technology. Depuis 2018, je suis et travaille sur l'infrastructure Web3. La raison principale est que je l'ai également fait dans de grandes usines auparavant, y compris des systèmes distribués et du stockage distribué. De plus, je pense aussi qu'il y a encore beaucoup de place à l'amélioration dans cet aspect de l'ensemble de la blockchain. Peu importe ce que nous avons fait au début, comme la technologie appelée sharding d'exécution. Il s'agit donc du sharding 1.0 d'Ethereum, et maintenant de la technologie appelée data sharding du sharding 2.0 d'Ethereum, et de la disponibilité des données qui en découle. En fait, ce sont toutes des innovations et des travaux qui ont fait leurs preuves autour de l'ensemble de l'infrastructure Web3.
Nous suivons donc également de près la feuille de route Ethereum, étudions et recherchons, et participons et nous améliorons de cette manière communautaire. En fin d'année dernière, nous avons été très honorés de recevoir un soutien de la Fondation Ethereum pour nos recherches sur "l'échantillonnage de la disponibilité des données". Aidez la Fondation Ethereum à faire des travaux théoriques, des travaux de recherche sur le danksharding, y compris comment récupérer efficacement des données. Parallèlement, nous développons également EthStorage, une couche de données Ethereum basée sur la technologie DA d'Ethereum. Nous pouvons utiliser les contrats intelligents d'Ethereum pour vérifier le stockage de données hors chaîne à grande échelle. Ceci est également très significatif pour Ethereum. Je suis donc très heureux de partager avec vous aujourd'hui, notamment, comment EthStorage peut mieux construire un réseau de couches de stockage de données basé sur la technologie DA.
Section entrevue
Partie 1 : Discussion sur la définition de l'AD
Comment la disponibilité des données (DA) protège les rollups
Tout d'abord, au cours de mes recherches sur DA, j'ai également constaté que de nombreuses personnes ne comprenaient pas la définition de DA. Je suis également très heureux d'en discuter aujourd'hui.Avant cela, j'ai également discuté de DA avec de nombreux membres de la Fondation Ethereum, tels que Dankrad Feist, et du rôle important que DA joue dans l'ensemble Ethereum L2.
J'ai mentionné quelques mécanismes de travail de base du rollup Ethereum, comment déplacer les transactions de la chaîne vers la chaîne hors chaîne, puis utiliser une série de méthodes de preuve (preuve de fraude et preuve de validité) pour indiquer au contrat intelligent L1 que l'exécution aboutit sont acceptables. Prouvez que c'est vrai au moyen de ces preuves.
Ensuite, un noyau très important est qu'ils espèrent réutiliser la sécurité du réseau Ethereum lui-même, mais en même temps pouvoir étendre considérablement toute la puissance de calcul d'Ethereum. Tout à l'heure, j'ai dit que l'expansion de la puissance de calcul met en fait le calcul sur la chaîne hors de la chaîne, alors comment la sécurité d'Ethereum peut-elle être réalisée en même temps.
Par exemple, dans le cas d'Optimistic Rollup, comment s'assurer que quelqu'un peut défier le séquenceur de faire des choses malveillantes ? Il est très important de savoir à quoi ressemble la transaction d'origine spécifique sous la chaîne. Si les transactions d'origine spécifiques hors de la chaîne ne sont pas disponibles, je ne peux pas trouver les enregistrements de transaction d'origine pour défier le séquenceur de la chaîne. Par conséquent, DA peut garantir la sécurité car il doit permettre aux métadonnées de chaque transaction hors chaîne d'être disponibles sur la chaîne.
Agrandir l'espace du bloc
Étant donné que toutes nos données de transaction doivent être téléchargées sur la chaîne, même si aucun calcul n'est requis, nous générerons toujours d'énormes données de transaction. Ensuite, le problème de base qu'il doit résoudre, tout le monde peut comprendre que c'est une technologie très efficace pour étendre l'espace de bloc. Si vous avez une bonne compréhension de la structure de l'ensemble de la blockchain, chaque bloc contient beaucoup de contenu de transaction. Le bloc lui-même de cette transaction, nous l'appelons l'espace du bloc.
Actuellement, l'espace de chaque bloc dans Ethereum est d'environ 2 300 Ko. Mais un tel nombre est évidemment incapable de répondre aux besoins de la prochaine expansion d'Ethereum. Un calcul très rapide peut être fait ici : diviser l'espace de 200 ko par le nombre de 100 octets par transaction, et obtenir le nombre de 2000 transactions. Divisez 2000 transactions par le temps de bloc d'Ethereum 12, ce qui signifie que la limite supérieure de TPS d'Ethereum est limitée à environ 100. Eh bien, c'est en fait un très petit nombre pour l'ensemble du plan d'expansion d'Ethereum.
Par conséquent, Ethereum L2 se soucie de savoir comment assurer la sécurité et comment mettre une grande quantité de données de bloc dans l'espace de bloc. Ensuite, qu'il s'agisse d'une preuve de fraude ou d'une preuve de validité, les données dans l'espace de bloc d'Ethereum peuvent être réutilisées pour les vérifications correspondantes. Enfin, la sécurité des résultats de calcul des transactions hors chaîne peut être garantie par Ethereum. Il s'agit donc essentiellement de la relation entre DA et la sécurité d'Ethereum.
** Comprendre DA du point de vue du coût de la bande passante réseau et du coût de stockage **
Le coût principal de DA est de deux aspects, l'un est appelé le coût de la bande passante du réseau et l'autre est le coût du stockage.
En termes de coût de la bande passante du réseau, par exemple, dans le réseau P2P, la méthode actuelle de diffusion en bloc de Bitcoin et Ethereum consiste à envoyer tous les nœuds P2P via des commérages (diffusion) pour dire à tout le monde que j'ai un nouveau bloc. L'avantage d'une telle approche réseau est qu'elle est très sécurisée et que tous les nœuds du réseau recevront éventuellement une sauvegarde.
L'inconvénient est qu'il a une surcharge importante sur la bande passante et la latence du réseau. Nous savons qu'Ethereum produit un bloc en 12 secondes, après la mise à niveau du POS. Ainsi, si le bloc est trop volumineux et qu'il peut prendre plus de 12 secondes, un grand nombre de blocs ne peut pas être généré, et finalement toute la bande passante du réseau tombera à un niveau inacceptable. Vous pouvez donc considérer DA comme une solution au problème de bande passante d'une grande quantité de données sur la blockchain.
Ensuite le second est son coût de stockage, d'ailleurs la Fondation Ethereum a beaucoup de discussions sur cet aspect. Dans la conception de la solution de base, il ne permettra pas que les données de bloc téléchargées par l'ensemble du DA soient enregistrées en permanence.
Cela conduit à une autre question. Quand j'ai autant de données sur la chaîne, mais après une semaine ou deux, elles seront rejetées par le protocole Ethereum. Donc, dans ce processus, avons-nous de meilleures solutions décentralisées pour enregistrer ces données DA.
C'est également l'une de nos intentions initiales lors de la conception d'EthStorage. Tout d'abord, de nombreux rollups doivent enregistrer les données pendant une période plus longue. Sur le deuxième aspect, avec ces données, je peux réellement utiliser DA pour mieux compléter certaines applications en chaîne complète. Par exemple, le NFT de toute la chaîne, ou le front end de nombreuses DApps, incluant même un grand nombre d'articles ou de commentaires écrits par tout le monde dans les réseaux sociaux. Ensuite, ceux-ci peuvent être téléchargés sur l'ensemble de la blockchain via le réseau DA à moindre coût, et peuvent obtenir la même sécurité qu'Ethereum L1.
C'est après avoir étudié l'ensemble de la technologie d'Ethereum DA, y compris en discutant avec de nombreux membres du personnel de base d'Ethereum, nous avons constaté qu'à cet égard, Ethereum doit avoir une couche de stockage, et c'est une couche décentralisée qui n'a pas besoin d'être responsable de Ethereum lui-même Une couche de stockage qui met à niveau le protocole, ou ce que nous appelons une couche de stockage modulaire, pour résoudre le problème du stockage de données à long terme.
Partie II : Discussion sur les différents régimes d'AD
La relation entre EIP-4844 et Danksharding, et pourquoi EIP-4844 doit être déployé
Le proto-danksharding est également appelé EIP-4844, ce qui, je pense, peut être considéré comme la prochaine mise à jour majeure d'Ethereum. Il y a une raison très importante pour laquelle 4844 est fait.Quand Ethereum Gene estime l'itinéraire de mise à niveau du sharding Ethereum, c'est-à-dire le temps de Danksharding, ils pensent que le temps de mise à niveau total est assez long, par exemple, cela peut prendre trois ans pour cinq ans. C'était en 2021, 2020.
Ensuite, dans le processus, ils prédisent qu'il y aura bientôt beaucoup de Rollup sur Ethereum, mais à cause de Danksharding, l'interface de données fournie par celui-ci est complètement différente de l'interface de données Calldata actuellement utilisée par Rollup. Cela empêchera un grand nombre d'applications Ethereum de se mettre à niveau rapidement en raison de la nouvelle interface et pourra obtenir de manière transparente les avantages que Danksharding leur apporte.
Lorsque je suis allé à Devcon l'année dernière, Vitalik a également mentionné qu'il espérait qu'Ethereum pourrait mieux servir ces Layer 2, afin qu'ils puissent développer leurs contrats tout en utilisant la même interface Danksharding. Lorsque Danksharding est mis à niveau, ils peuvent directement hériter des nouveaux avantages fournis par Danksharding sans avoir à mettre à niveau leurs contrats existants et testés.
Ainsi, EIP-4844 est en fait une version super simplifiée de Danksharding, qui fournit la même interface d'application que Danksharding, y compris un nouvel opcode appelé Data Hash ; et un nouvel objet de données appelé Binary Large Objects, qui est Blob.
Ces objets de données sont conçus pour rendre le cumul compatible avec la structure de données fournie par Danksharding à l'avance, c'est-à-dire que Danksharding fournira des concepts similaires tels que les mêmes Data Hash et Blob. Mais grâce à EIP-4844, ils ont mis en œuvre ces idées dans la prochaine mise à jour d'Ethereum à l'avance. Par conséquent, dans l'ensemble de la fonction de conception de l'EIP-4844, vous pouvez consulter leurs interfaces et, par exemple, les instructions de précompilation et nouvellement ajoutées, puis vous pouvez déjà voir vaguement l'avenir de l'ensemble du Danksharding, comment l'appliquer sur Ethereum Un processus d'interaction des couches.
À cet égard, Ethereum pense également du point de vue de l'application, comment certaines mises à niveau peuvent être effectuées à l'avance pour permettre aux applications de mieux profiter de diverses technologies d'expansion sur Ethereum, et il n'y a pas besoin de coûts de mise à niveau supplémentaires.
Mais il y a un problème que EIP-4844 ne résout pas le problème de l'expansion de tout l'espace de bloc, et Danksharding peut le résoudre. L'espace de bloc Ethereum actuel est d'environ 200 Ko. Après Danksharding, la taille prévue dans la spécification est de 32 mégaoctets, soit une amélioration de près de 100 fois. Ainsi, l'EIP-4844 actuel ne résout pas réellement le problème de bande passante de la blockchain sur le bloc.
Comment Danksharding résout le problème de l'expansion de l'espace de bloc
Sous la conception du 4844, lors du processus de diffusion des données sur la chaîne, il utilise toujours la même méthode que le précédent calldata, et diffuse via le réseau P2P. Ensuite, cette méthode de diffusion sera éventuellement limitée par le goulot d'étranglement physique de l'ensemble de la bande passante du réseau P2P. La méthode de conception de Danksharding a changé la diffusion du réseau P2P, puis grâce à la technologie d'échantillonnage de données, de sorte que tout le monde n'a pas besoin de télécharger toutes les données de bloc, mais sait également que ces données de bloc peuvent être téléchargées.
En fait, dans un sens, c'est un peu comme la méthode ZK.Grâce à l'échantillonnage des données, je sais que le réseau contient (32 mégaoctets/bloc) de données en bloc apportées par Danksharding. Mais je n'ai pas besoin de télécharger les 32 mégaoctets de données pour les sauvegarder localement. Cela peut également être fait si la bande passante de la machine et les performances de l'espace de stockage sont suffisantes, mais pour un vérificateur ordinaire, il n'a pas besoin de télécharger les 32 mégaoctets de données.
Un peu de développement et d'expérience du testnet EIP-4844
Nous avons récemment exécuté notre réseau de test interne EIP-4844 et déployé le contrat correspondant pour tester, y compris le téléchargement de données blob, l'appel de contrat et la vérification des données, que nous avons tous parcourus. Ainsi, une fois EIP-4844 en ligne, nous pouvons déployer nos contrats dans les plus brefs délais.
Dans le même temps, nous espérons également que grâce à notre coopération actuelle avec certains développeurs d'Ethereum, ainsi qu'à certains de nos contrats développés, nous pourrons fournir du temps pour le développement de divers rollups dans Ethereum, ainsi que l'apprentissage et divers outils.
Nous avons donc récemment soumis beaucoup de code à Ethereum, l'ensemble d'outils pour EIP-4844, y compris de nouveaux contrats intelligents pour prendre en charge l'opcode, car la solidité ne peut toujours pas prendre en charge l'opcode du hachage de données. Donc tout le travail, nous sommes déjà en train de nous synchroniser avec certains développeurs de la Fondation Ethereum.
Applications et limites du Comité de disponibilité des données (DAC)
Parce que plus de 90 % des dépenses payées par les utilisateurs L2 sont payées pour la disponibilité des données. Afin de mieux réduire le coût de téléchargement des données, de nombreux projets L2, dont ZKSync, ont lancé ZKPorter et Arbitrum Made Arbitrum Nova. Ils fournissent leur propre couche de données en fournissant leur propre comité de disponibilité des données du CAD.
Ce comité de données apportera une confiance supplémentaire pour atteindre le même niveau de sécurité supplémentaire qu'Ethereum. Par conséquent, lorsqu'ils sélectionnent le comité des données, ils choisissent généralement des fournisseurs de services de données de renom ou des sociétés de renom pour participer à la préservation de ces données. Mais en fait, il y aura beaucoup de contestations et de doutes, car tout le monde pense qu'il s'agit en fait d'une violation du principe de non accès à la décentralisation, ce qui signifie que tout le monde peut participer. Mais la situation actuelle est que la plupart des comités de données sont quelques organisations très proches de la partie projet Layer2.
Comme Arbitrum Nova, la dernière fois que je l'ai regardé, il y avait probablement six ou sept nœuds de ce type. Par exemple, les nœuds du comité de données fonctionnant sur le cloud de Google ou le cloud d'Amazon peuvent enregistrer ces données et ils peuvent fournir tous les coûts d'exécution sur Arbitrum Nova. Un avantage de ceci est que son coût d'exécution actuel est d'environ un millième de celui d'Ethereum. Parce qu'il n'a pas besoin d'écrire toutes les données sur la couche 1 d'Ethereum. Mais maintenant, il est encore relativement centralisé, il y aura donc plus de soucis pour les applications de valeur relativement élevée, car s'il y a une grande quantité de fonds, des dizaines de millions ou des centaines de millions de fonds, alors il doit croire que les données du comité de données est utilisable.
Ainsi, lorsque nous avons conçu EthStorage, nous n'avions en fait aucun concept de comité de données. Au cours du processus de conception, nous espérons que chacun pourra participer et devenir un fournisseur de données. Et ils utilisent des preuves cryptées pour prouver qu'ils ont bien stocké ces données. À cause de ce modèle de comité de données en théorie, même si j'ai dit que j'avais sept et huit nœuds de comité de données, en fait, je ne peux enregistrer qu'une seule donnée physique, mais je peux montrer que j'ai sept ou huit adresses. fournir ces données.
Alors comment prouver que mes données ont suffisamment de copies physiques pour assurer la sécurité des données. En fait, c'est une innovation très importante quand on fait EthStorage, et c'est aussi ce sur quoi on insiste quand on va prêcher à l'Ethereum Foundation ESP (Ecological Support Program). Nous utilisons la technologie de cryptage ZK utilisée par EthStorage pour protéger les nœuds fournis par les données Layer2. Ils peuvent rejoindre sans autorisation et peuvent prouver qu'ils ont autant de copies de stockage, et peuvent mieux assurer la sécurité des données.
Je pense donc que DAC est en effet une solution très temporaire au coût de téléchargement des données vers Layer1. Nous pensons que nous pouvons fournir une meilleure solution de stockage de données grâce à certaines technologies de cryptage d'EthStorage, associées à certaines méthodes de vérification de preuve sur les contrats de couche 1 basés sur Ethereum. Ensuite, avec le lancement d'Ethereum 4844, nous prendrons l'initiative de partager avec vous ces contenus innovants et les résultats de leur exécution sur le réseau.
Différence entre EthStorage et DAC
EthStorage est en fait un cumul de stockage Ethereum, un cumul de stockage. Ensuite, nous pouvons supposer qu'une couche 2 n'est pas une implémentation d'Ethereum EVM, mais une très grande base de données, ou une base de données de valeurs clés. Cela peut aller jusqu'à 10 To, des centaines de To, voire des milliers, ce qui est une telle base de données au niveau PB.
Alors comment s'assurer que les données de ma base de données peuvent bénéficier de la même sécurité qu'Ethereum. Tout d'abord, la première étape est que nous devons publier toutes ces données à grande échelle dans la base de données sur la couche 1 d'Ethereum via DA, afin que tout le monde puisse voir que ces données sont disponibles dans toute la couche DA d'Ethereum. Mais nous ne pouvons pas garantir qu'il pourra être obtenu de manière permanente, car Ethereum DA supprimera les données dans environ deux semaines ou quatre semaines.
La deuxième étape consiste à télécharger les données, puis à les enregistrer sur nos nœuds de couche 2. Contrairement au DAC, nos nœuds de stockage de données sont sans autorisation et n'importe qui peut participer. Et il prouve son stockage, puis obtient la récompense correspondante. Cette méthode passe par un ensemble de mécanismes de preuve de stockage que nous avons établis.Bien sûr, ce mécanisme de preuve de stockage est également inspiré de certains schémas de conception de systèmes de preuve de stockage tels que Filecoin et Arweave. Cependant, nous avons besoin d'un réseau et d'un système de preuve pour que le cadre DA d'Ethereum et les contrats intelligents Ethereum fassent les preuves de stockage correspondantes. Donc, à cet égard, nous pensons que nous avons une contribution tout à fait unique à l'ensemble de l'écologie d'Ethereum, et même à l'ensemble du stockage décentralisé.
Mécanisme de preuve de stockage
Fondamentalement, tous les mécanismes de preuve de stockage, y compris Filecoin et Arweave, doivent d'abord encoder les métadonnées de l'utilisateur. Mais ce processus d'encodage doit être encodé en fonction de l'adresse du fournisseur de données, c'est-à-dire que chaque fournisseur de données doit avoir sa propre adresse différente, puis encoder en fonction de son adresse et de ses métadonnées pour enregistrer une réplique unique. copier) des trucs. Par exemple, les données de hello world peuvent être stockées dans quatre ou cinq machines physiques différentes dans une base de données centralisée traditionnelle ou dans un système distribué traditionnel, dont chacune est hello world. Mais dans EthStorage, il en enregistre quatre ou cinq ou dix ou vingt, et son hello world sera encodé en différentes données selon l'adresse de chaque fournisseur de données, puis stocké à différents endroits.
L'avantage est que nous pouvons utiliser des mécanismes cryptographiques pour prouver qu'il existe autant d'adresses différentes, qui sont des fournisseurs de stockage différents. Ils ont encodé les données et créé des preuves de stockage correspondantes sur la base des données encodées. Fondamentalement, Filecoin et Arweave sont similaires à cela. Mais elles ne concernent que les données statiques, nous ciblons désormais les données chaudes d'Ethereum DA. Et il peut être vérifié via le contrat intelligent Ethereum qu'il existe de nombreuses copies physiques de ces données. C'est-à-dire que pour chaque donnée encodée, on prouvera que ces données encodées sont stockées dans ce réseau, et les données correspondant à chaque donnée encodée sont différentes, car elles sont encodées par les adresses de différents fournisseurs de stockage.
Donc, fondamentalement, nous optimisons et améliorons certaines idées de stockage décentralisé existantes pendant le processus de conception. Mais en même temps, nous devons également faire beaucoup d'optimisation sur la solution DA d'Ethereum, y compris la modification des données dynamiques, comment prouver et optimiser efficacement les dépenses de gaz sur les contrats Ethereum. Il y a donc beaucoup de technologies de pointe et de recherches à faire.
Comment EthStorage maintient une preuve de stockage sans autorisation
Il existe une sorte de nœud dans Ethereum appelé nœud d'archivage, qui sauvegardera les enregistrements historiques de toutes les transactions dans Ethereum, y compris l'état du monde. Mais un énorme défi à Danksharding est que le plan Danksharding générera environ 80 To de données par an. Donc, en supposant qu'Ethereum fonctionne depuis trois à quatre ans, il générera 200 à 300 To de données, et il continuera d'augmenter. Eh bien, cela posera en fait beaucoup de défis au nœud d'archivage, car dans le processus d'exécution du nœud d'archivage, il n'a pas d'économie de jetons supplémentaires pour motiver tout le monde à enregistrer ces données.
EthStorage doit d'abord résoudre le problème des incitations symboliques pour le stockage permanent des données. À cet égard, nous avons en fait adopté le modèle de flux de trésorerie actualisés d'Arweave pour réaliser des incitations. Et en même temps, il est très efficace de le laisser s'exécuter sur l'ensemble du contrat intelligent.
La seconde est son approche sans autorisation. Parce que notre conception incitative encourage 10, 50 ou même 100 nœuds à enregistrer des données dans le réseau. Ainsi, pour n'importe quel nœud, il peut contacter n'importe lequel d'entre eux, synchroniser les données correspondantes, puis il peut devenir une partie de stockage de données. Il peut également y avoir des conceptions optimisées pour plus d'incitations aux données.
Troisièmement, étant donné que le nœud de stockage doit enregistrer toutes les données en même temps, il peut s'agir de centaines de téraoctets ou même d'un niveau de PB de données à long terme. Ainsi, pour un seul nœud, le coût est très élevé. Nous avons donc créé une autre chose appelée partage de données ici. De cette façon, pour les nœuds ordinaires, il n'a besoin que d'un espace de capacité de 4 To (notre conception actuelle est de 4 To, bien sûr, il peut être mis à niveau à 8 To à l'avenir), et il peut économiser une partie de l'archive données dans le réseau, mais nous Certains mécanismes d'incitation sont également utilisés pour s'assurer qu'une fois que tout le monde a finalement rassemblé toutes ces données, elles peuvent toutes être enregistrées dans notre réseau de couche 2.
Il y a donc beaucoup de problèmes ici, comme le problème de trop de données causé par l'archivage des nœuds ; le problème d'incitation des jetons ; et le problème d'accès décentralisé... Nous pouvons résoudre ces problèmes grâce à Ethereum Le contrat intelligent est déployé sur la couche 1 pour s'en rendre compte automatiquement. Donc pour nous, nous fournissons simplement un réseau de données, afin que chacun puisse télécharger des données et générer un certificat de stockage tant qu'il a suffisamment de coûts de données, le soumettre au réseau Ethereum, puis obtenir le rendement correspondant. L'ensemble de notre contrat a été conçu et nous avons commencé le débogage sur le Devnet 4844 d'Ethereum.
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Fondateur d'EthStorage : disponibilité des données et stockage décentralisé
Introduction
Il s'agit du dernier épisode de la série d'interviews Decentralized Rollup. Cet épisode explore la décentralisation du rollup du point de vue de la "disponibilité des données et du stockage décentralisé". Nous avons invité Qi Zhou, le fondateur de EthStorage, pour discuter de la façon dont DA peut réutiliser les attributs de sécurité du réseau principal Ethereum, EIP-4844 et danksharding, et la comparaison de sécurité de différents modèles DA. Le professeur Zhou a également expliqué comment EthStorage peut être combiné avec EIP-4844 dans la prochaine mise à jour d'Ethereum.
Présentation des invités
Je suis très heureux de partager avec vous certaines de nos réflexions sur l'ensemble de la technologie Ethereum DA et le stockage décentralisé que nous y avons réalisé. J'ai rejoint l'industrie Web3 à plein temps en 2018. J'ai travaillé comme ingénieur dans de grandes entreprises telles que Google et Facebook. Et détient un doctorat du Georgia Institute of Technology. Depuis 2018, je suis et travaille sur l'infrastructure Web3. La raison principale est que je l'ai également fait dans de grandes usines auparavant, y compris des systèmes distribués et du stockage distribué. De plus, je pense aussi qu'il y a encore beaucoup de place à l'amélioration dans cet aspect de l'ensemble de la blockchain. Peu importe ce que nous avons fait au début, comme la technologie appelée sharding d'exécution. Il s'agit donc du sharding 1.0 d'Ethereum, et maintenant de la technologie appelée data sharding du sharding 2.0 d'Ethereum, et de la disponibilité des données qui en découle. En fait, ce sont toutes des innovations et des travaux qui ont fait leurs preuves autour de l'ensemble de l'infrastructure Web3.
Nous suivons donc également de près la feuille de route Ethereum, étudions et recherchons, et participons et nous améliorons de cette manière communautaire. En fin d'année dernière, nous avons été très honorés de recevoir un soutien de la Fondation Ethereum pour nos recherches sur "l'échantillonnage de la disponibilité des données". Aidez la Fondation Ethereum à faire des travaux théoriques, des travaux de recherche sur le danksharding, y compris comment récupérer efficacement des données. Parallèlement, nous développons également EthStorage, une couche de données Ethereum basée sur la technologie DA d'Ethereum. Nous pouvons utiliser les contrats intelligents d'Ethereum pour vérifier le stockage de données hors chaîne à grande échelle. Ceci est également très significatif pour Ethereum. Je suis donc très heureux de partager avec vous aujourd'hui, notamment, comment EthStorage peut mieux construire un réseau de couches de stockage de données basé sur la technologie DA.
Section entrevue
Partie 1 : Discussion sur la définition de l'AD
Comment la disponibilité des données (DA) protège les rollups
Tout d'abord, au cours de mes recherches sur DA, j'ai également constaté que de nombreuses personnes ne comprenaient pas la définition de DA. Je suis également très heureux d'en discuter aujourd'hui.Avant cela, j'ai également discuté de DA avec de nombreux membres de la Fondation Ethereum, tels que Dankrad Feist, et du rôle important que DA joue dans l'ensemble Ethereum L2.
J'ai mentionné quelques mécanismes de travail de base du rollup Ethereum, comment déplacer les transactions de la chaîne vers la chaîne hors chaîne, puis utiliser une série de méthodes de preuve (preuve de fraude et preuve de validité) pour indiquer au contrat intelligent L1 que l'exécution aboutit sont acceptables. Prouvez que c'est vrai au moyen de ces preuves.
Ensuite, un noyau très important est qu'ils espèrent réutiliser la sécurité du réseau Ethereum lui-même, mais en même temps pouvoir étendre considérablement toute la puissance de calcul d'Ethereum. Tout à l'heure, j'ai dit que l'expansion de la puissance de calcul met en fait le calcul sur la chaîne hors de la chaîne, alors comment la sécurité d'Ethereum peut-elle être réalisée en même temps.
Par exemple, dans le cas d'Optimistic Rollup, comment s'assurer que quelqu'un peut défier le séquenceur de faire des choses malveillantes ? Il est très important de savoir à quoi ressemble la transaction d'origine spécifique sous la chaîne. Si les transactions d'origine spécifiques hors de la chaîne ne sont pas disponibles, je ne peux pas trouver les enregistrements de transaction d'origine pour défier le séquenceur de la chaîne. Par conséquent, DA peut garantir la sécurité car il doit permettre aux métadonnées de chaque transaction hors chaîne d'être disponibles sur la chaîne.
Agrandir l'espace du bloc
Étant donné que toutes nos données de transaction doivent être téléchargées sur la chaîne, même si aucun calcul n'est requis, nous générerons toujours d'énormes données de transaction. Ensuite, le problème de base qu'il doit résoudre, tout le monde peut comprendre que c'est une technologie très efficace pour étendre l'espace de bloc. Si vous avez une bonne compréhension de la structure de l'ensemble de la blockchain, chaque bloc contient beaucoup de contenu de transaction. Le bloc lui-même de cette transaction, nous l'appelons l'espace du bloc.
Actuellement, l'espace de chaque bloc dans Ethereum est d'environ 2 300 Ko. Mais un tel nombre est évidemment incapable de répondre aux besoins de la prochaine expansion d'Ethereum. Un calcul très rapide peut être fait ici : diviser l'espace de 200 ko par le nombre de 100 octets par transaction, et obtenir le nombre de 2000 transactions. Divisez 2000 transactions par le temps de bloc d'Ethereum 12, ce qui signifie que la limite supérieure de TPS d'Ethereum est limitée à environ 100. Eh bien, c'est en fait un très petit nombre pour l'ensemble du plan d'expansion d'Ethereum.
Par conséquent, Ethereum L2 se soucie de savoir comment assurer la sécurité et comment mettre une grande quantité de données de bloc dans l'espace de bloc. Ensuite, qu'il s'agisse d'une preuve de fraude ou d'une preuve de validité, les données dans l'espace de bloc d'Ethereum peuvent être réutilisées pour les vérifications correspondantes. Enfin, la sécurité des résultats de calcul des transactions hors chaîne peut être garantie par Ethereum. Il s'agit donc essentiellement de la relation entre DA et la sécurité d'Ethereum.
** Comprendre DA du point de vue du coût de la bande passante réseau et du coût de stockage **
Le coût principal de DA est de deux aspects, l'un est appelé le coût de la bande passante du réseau et l'autre est le coût du stockage.
En termes de coût de la bande passante du réseau, par exemple, dans le réseau P2P, la méthode actuelle de diffusion en bloc de Bitcoin et Ethereum consiste à envoyer tous les nœuds P2P via des commérages (diffusion) pour dire à tout le monde que j'ai un nouveau bloc. L'avantage d'une telle approche réseau est qu'elle est très sécurisée et que tous les nœuds du réseau recevront éventuellement une sauvegarde.
L'inconvénient est qu'il a une surcharge importante sur la bande passante et la latence du réseau. Nous savons qu'Ethereum produit un bloc en 12 secondes, après la mise à niveau du POS. Ainsi, si le bloc est trop volumineux et qu'il peut prendre plus de 12 secondes, un grand nombre de blocs ne peut pas être généré, et finalement toute la bande passante du réseau tombera à un niveau inacceptable. Vous pouvez donc considérer DA comme une solution au problème de bande passante d'une grande quantité de données sur la blockchain.
Ensuite le second est son coût de stockage, d'ailleurs la Fondation Ethereum a beaucoup de discussions sur cet aspect. Dans la conception de la solution de base, il ne permettra pas que les données de bloc téléchargées par l'ensemble du DA soient enregistrées en permanence.
Cela conduit à une autre question. Quand j'ai autant de données sur la chaîne, mais après une semaine ou deux, elles seront rejetées par le protocole Ethereum. Donc, dans ce processus, avons-nous de meilleures solutions décentralisées pour enregistrer ces données DA.
C'est également l'une de nos intentions initiales lors de la conception d'EthStorage. Tout d'abord, de nombreux rollups doivent enregistrer les données pendant une période plus longue. Sur le deuxième aspect, avec ces données, je peux réellement utiliser DA pour mieux compléter certaines applications en chaîne complète. Par exemple, le NFT de toute la chaîne, ou le front end de nombreuses DApps, incluant même un grand nombre d'articles ou de commentaires écrits par tout le monde dans les réseaux sociaux. Ensuite, ceux-ci peuvent être téléchargés sur l'ensemble de la blockchain via le réseau DA à moindre coût, et peuvent obtenir la même sécurité qu'Ethereum L1.
C'est après avoir étudié l'ensemble de la technologie d'Ethereum DA, y compris en discutant avec de nombreux membres du personnel de base d'Ethereum, nous avons constaté qu'à cet égard, Ethereum doit avoir une couche de stockage, et c'est une couche décentralisée qui n'a pas besoin d'être responsable de Ethereum lui-même Une couche de stockage qui met à niveau le protocole, ou ce que nous appelons une couche de stockage modulaire, pour résoudre le problème du stockage de données à long terme.
Partie II : Discussion sur les différents régimes d'AD
La relation entre EIP-4844 et Danksharding, et pourquoi EIP-4844 doit être déployé
Le proto-danksharding est également appelé EIP-4844, ce qui, je pense, peut être considéré comme la prochaine mise à jour majeure d'Ethereum. Il y a une raison très importante pour laquelle 4844 est fait.Quand Ethereum Gene estime l'itinéraire de mise à niveau du sharding Ethereum, c'est-à-dire le temps de Danksharding, ils pensent que le temps de mise à niveau total est assez long, par exemple, cela peut prendre trois ans pour cinq ans. C'était en 2021, 2020.
Ensuite, dans le processus, ils prédisent qu'il y aura bientôt beaucoup de Rollup sur Ethereum, mais à cause de Danksharding, l'interface de données fournie par celui-ci est complètement différente de l'interface de données Calldata actuellement utilisée par Rollup. Cela empêchera un grand nombre d'applications Ethereum de se mettre à niveau rapidement en raison de la nouvelle interface et pourra obtenir de manière transparente les avantages que Danksharding leur apporte.
Lorsque je suis allé à Devcon l'année dernière, Vitalik a également mentionné qu'il espérait qu'Ethereum pourrait mieux servir ces Layer 2, afin qu'ils puissent développer leurs contrats tout en utilisant la même interface Danksharding. Lorsque Danksharding est mis à niveau, ils peuvent directement hériter des nouveaux avantages fournis par Danksharding sans avoir à mettre à niveau leurs contrats existants et testés.
Ainsi, EIP-4844 est en fait une version super simplifiée de Danksharding, qui fournit la même interface d'application que Danksharding, y compris un nouvel opcode appelé Data Hash ; et un nouvel objet de données appelé Binary Large Objects, qui est Blob.
Ces objets de données sont conçus pour rendre le cumul compatible avec la structure de données fournie par Danksharding à l'avance, c'est-à-dire que Danksharding fournira des concepts similaires tels que les mêmes Data Hash et Blob. Mais grâce à EIP-4844, ils ont mis en œuvre ces idées dans la prochaine mise à jour d'Ethereum à l'avance. Par conséquent, dans l'ensemble de la fonction de conception de l'EIP-4844, vous pouvez consulter leurs interfaces et, par exemple, les instructions de précompilation et nouvellement ajoutées, puis vous pouvez déjà voir vaguement l'avenir de l'ensemble du Danksharding, comment l'appliquer sur Ethereum Un processus d'interaction des couches.
À cet égard, Ethereum pense également du point de vue de l'application, comment certaines mises à niveau peuvent être effectuées à l'avance pour permettre aux applications de mieux profiter de diverses technologies d'expansion sur Ethereum, et il n'y a pas besoin de coûts de mise à niveau supplémentaires.
Mais il y a un problème que EIP-4844 ne résout pas le problème de l'expansion de tout l'espace de bloc, et Danksharding peut le résoudre. L'espace de bloc Ethereum actuel est d'environ 200 Ko. Après Danksharding, la taille prévue dans la spécification est de 32 mégaoctets, soit une amélioration de près de 100 fois. Ainsi, l'EIP-4844 actuel ne résout pas réellement le problème de bande passante de la blockchain sur le bloc.
Comment Danksharding résout le problème de l'expansion de l'espace de bloc
Sous la conception du 4844, lors du processus de diffusion des données sur la chaîne, il utilise toujours la même méthode que le précédent calldata, et diffuse via le réseau P2P. Ensuite, cette méthode de diffusion sera éventuellement limitée par le goulot d'étranglement physique de l'ensemble de la bande passante du réseau P2P. La méthode de conception de Danksharding a changé la diffusion du réseau P2P, puis grâce à la technologie d'échantillonnage de données, de sorte que tout le monde n'a pas besoin de télécharger toutes les données de bloc, mais sait également que ces données de bloc peuvent être téléchargées.
En fait, dans un sens, c'est un peu comme la méthode ZK.Grâce à l'échantillonnage des données, je sais que le réseau contient (32 mégaoctets/bloc) de données en bloc apportées par Danksharding. Mais je n'ai pas besoin de télécharger les 32 mégaoctets de données pour les sauvegarder localement. Cela peut également être fait si la bande passante de la machine et les performances de l'espace de stockage sont suffisantes, mais pour un vérificateur ordinaire, il n'a pas besoin de télécharger les 32 mégaoctets de données.
Un peu de développement et d'expérience du testnet EIP-4844
Nous avons récemment exécuté notre réseau de test interne EIP-4844 et déployé le contrat correspondant pour tester, y compris le téléchargement de données blob, l'appel de contrat et la vérification des données, que nous avons tous parcourus. Ainsi, une fois EIP-4844 en ligne, nous pouvons déployer nos contrats dans les plus brefs délais.
Dans le même temps, nous espérons également que grâce à notre coopération actuelle avec certains développeurs d'Ethereum, ainsi qu'à certains de nos contrats développés, nous pourrons fournir du temps pour le développement de divers rollups dans Ethereum, ainsi que l'apprentissage et divers outils.
Nous avons donc récemment soumis beaucoup de code à Ethereum, l'ensemble d'outils pour EIP-4844, y compris de nouveaux contrats intelligents pour prendre en charge l'opcode, car la solidité ne peut toujours pas prendre en charge l'opcode du hachage de données. Donc tout le travail, nous sommes déjà en train de nous synchroniser avec certains développeurs de la Fondation Ethereum.
Applications et limites du Comité de disponibilité des données (DAC)
Parce que plus de 90 % des dépenses payées par les utilisateurs L2 sont payées pour la disponibilité des données. Afin de mieux réduire le coût de téléchargement des données, de nombreux projets L2, dont ZKSync, ont lancé ZKPorter et Arbitrum Made Arbitrum Nova. Ils fournissent leur propre couche de données en fournissant leur propre comité de disponibilité des données du CAD.
Ce comité de données apportera une confiance supplémentaire pour atteindre le même niveau de sécurité supplémentaire qu'Ethereum. Par conséquent, lorsqu'ils sélectionnent le comité des données, ils choisissent généralement des fournisseurs de services de données de renom ou des sociétés de renom pour participer à la préservation de ces données. Mais en fait, il y aura beaucoup de contestations et de doutes, car tout le monde pense qu'il s'agit en fait d'une violation du principe de non accès à la décentralisation, ce qui signifie que tout le monde peut participer. Mais la situation actuelle est que la plupart des comités de données sont quelques organisations très proches de la partie projet Layer2.
Comme Arbitrum Nova, la dernière fois que je l'ai regardé, il y avait probablement six ou sept nœuds de ce type. Par exemple, les nœuds du comité de données fonctionnant sur le cloud de Google ou le cloud d'Amazon peuvent enregistrer ces données et ils peuvent fournir tous les coûts d'exécution sur Arbitrum Nova. Un avantage de ceci est que son coût d'exécution actuel est d'environ un millième de celui d'Ethereum. Parce qu'il n'a pas besoin d'écrire toutes les données sur la couche 1 d'Ethereum. Mais maintenant, il est encore relativement centralisé, il y aura donc plus de soucis pour les applications de valeur relativement élevée, car s'il y a une grande quantité de fonds, des dizaines de millions ou des centaines de millions de fonds, alors il doit croire que les données du comité de données est utilisable.
Ainsi, lorsque nous avons conçu EthStorage, nous n'avions en fait aucun concept de comité de données. Au cours du processus de conception, nous espérons que chacun pourra participer et devenir un fournisseur de données. Et ils utilisent des preuves cryptées pour prouver qu'ils ont bien stocké ces données. À cause de ce modèle de comité de données en théorie, même si j'ai dit que j'avais sept et huit nœuds de comité de données, en fait, je ne peux enregistrer qu'une seule donnée physique, mais je peux montrer que j'ai sept ou huit adresses. fournir ces données.
Alors comment prouver que mes données ont suffisamment de copies physiques pour assurer la sécurité des données. En fait, c'est une innovation très importante quand on fait EthStorage, et c'est aussi ce sur quoi on insiste quand on va prêcher à l'Ethereum Foundation ESP (Ecological Support Program). Nous utilisons la technologie de cryptage ZK utilisée par EthStorage pour protéger les nœuds fournis par les données Layer2. Ils peuvent rejoindre sans autorisation et peuvent prouver qu'ils ont autant de copies de stockage, et peuvent mieux assurer la sécurité des données.
Je pense donc que DAC est en effet une solution très temporaire au coût de téléchargement des données vers Layer1. Nous pensons que nous pouvons fournir une meilleure solution de stockage de données grâce à certaines technologies de cryptage d'EthStorage, associées à certaines méthodes de vérification de preuve sur les contrats de couche 1 basés sur Ethereum. Ensuite, avec le lancement d'Ethereum 4844, nous prendrons l'initiative de partager avec vous ces contenus innovants et les résultats de leur exécution sur le réseau.
Différence entre EthStorage et DAC
EthStorage est en fait un cumul de stockage Ethereum, un cumul de stockage. Ensuite, nous pouvons supposer qu'une couche 2 n'est pas une implémentation d'Ethereum EVM, mais une très grande base de données, ou une base de données de valeurs clés. Cela peut aller jusqu'à 10 To, des centaines de To, voire des milliers, ce qui est une telle base de données au niveau PB.
Alors comment s'assurer que les données de ma base de données peuvent bénéficier de la même sécurité qu'Ethereum. Tout d'abord, la première étape est que nous devons publier toutes ces données à grande échelle dans la base de données sur la couche 1 d'Ethereum via DA, afin que tout le monde puisse voir que ces données sont disponibles dans toute la couche DA d'Ethereum. Mais nous ne pouvons pas garantir qu'il pourra être obtenu de manière permanente, car Ethereum DA supprimera les données dans environ deux semaines ou quatre semaines.
La deuxième étape consiste à télécharger les données, puis à les enregistrer sur nos nœuds de couche 2. Contrairement au DAC, nos nœuds de stockage de données sont sans autorisation et n'importe qui peut participer. Et il prouve son stockage, puis obtient la récompense correspondante. Cette méthode passe par un ensemble de mécanismes de preuve de stockage que nous avons établis.Bien sûr, ce mécanisme de preuve de stockage est également inspiré de certains schémas de conception de systèmes de preuve de stockage tels que Filecoin et Arweave. Cependant, nous avons besoin d'un réseau et d'un système de preuve pour que le cadre DA d'Ethereum et les contrats intelligents Ethereum fassent les preuves de stockage correspondantes. Donc, à cet égard, nous pensons que nous avons une contribution tout à fait unique à l'ensemble de l'écologie d'Ethereum, et même à l'ensemble du stockage décentralisé.
Mécanisme de preuve de stockage
Fondamentalement, tous les mécanismes de preuve de stockage, y compris Filecoin et Arweave, doivent d'abord encoder les métadonnées de l'utilisateur. Mais ce processus d'encodage doit être encodé en fonction de l'adresse du fournisseur de données, c'est-à-dire que chaque fournisseur de données doit avoir sa propre adresse différente, puis encoder en fonction de son adresse et de ses métadonnées pour enregistrer une réplique unique. copier) des trucs. Par exemple, les données de hello world peuvent être stockées dans quatre ou cinq machines physiques différentes dans une base de données centralisée traditionnelle ou dans un système distribué traditionnel, dont chacune est hello world. Mais dans EthStorage, il en enregistre quatre ou cinq ou dix ou vingt, et son hello world sera encodé en différentes données selon l'adresse de chaque fournisseur de données, puis stocké à différents endroits.
L'avantage est que nous pouvons utiliser des mécanismes cryptographiques pour prouver qu'il existe autant d'adresses différentes, qui sont des fournisseurs de stockage différents. Ils ont encodé les données et créé des preuves de stockage correspondantes sur la base des données encodées. Fondamentalement, Filecoin et Arweave sont similaires à cela. Mais elles ne concernent que les données statiques, nous ciblons désormais les données chaudes d'Ethereum DA. Et il peut être vérifié via le contrat intelligent Ethereum qu'il existe de nombreuses copies physiques de ces données. C'est-à-dire que pour chaque donnée encodée, on prouvera que ces données encodées sont stockées dans ce réseau, et les données correspondant à chaque donnée encodée sont différentes, car elles sont encodées par les adresses de différents fournisseurs de stockage.
Donc, fondamentalement, nous optimisons et améliorons certaines idées de stockage décentralisé existantes pendant le processus de conception. Mais en même temps, nous devons également faire beaucoup d'optimisation sur la solution DA d'Ethereum, y compris la modification des données dynamiques, comment prouver et optimiser efficacement les dépenses de gaz sur les contrats Ethereum. Il y a donc beaucoup de technologies de pointe et de recherches à faire.
Comment EthStorage maintient une preuve de stockage sans autorisation
Il existe une sorte de nœud dans Ethereum appelé nœud d'archivage, qui sauvegardera les enregistrements historiques de toutes les transactions dans Ethereum, y compris l'état du monde. Mais un énorme défi à Danksharding est que le plan Danksharding générera environ 80 To de données par an. Donc, en supposant qu'Ethereum fonctionne depuis trois à quatre ans, il générera 200 à 300 To de données, et il continuera d'augmenter. Eh bien, cela posera en fait beaucoup de défis au nœud d'archivage, car dans le processus d'exécution du nœud d'archivage, il n'a pas d'économie de jetons supplémentaires pour motiver tout le monde à enregistrer ces données.
EthStorage doit d'abord résoudre le problème des incitations symboliques pour le stockage permanent des données. À cet égard, nous avons en fait adopté le modèle de flux de trésorerie actualisés d'Arweave pour réaliser des incitations. Et en même temps, il est très efficace de le laisser s'exécuter sur l'ensemble du contrat intelligent.
La seconde est son approche sans autorisation. Parce que notre conception incitative encourage 10, 50 ou même 100 nœuds à enregistrer des données dans le réseau. Ainsi, pour n'importe quel nœud, il peut contacter n'importe lequel d'entre eux, synchroniser les données correspondantes, puis il peut devenir une partie de stockage de données. Il peut également y avoir des conceptions optimisées pour plus d'incitations aux données.
Troisièmement, étant donné que le nœud de stockage doit enregistrer toutes les données en même temps, il peut s'agir de centaines de téraoctets ou même d'un niveau de PB de données à long terme. Ainsi, pour un seul nœud, le coût est très élevé. Nous avons donc créé une autre chose appelée partage de données ici. De cette façon, pour les nœuds ordinaires, il n'a besoin que d'un espace de capacité de 4 To (notre conception actuelle est de 4 To, bien sûr, il peut être mis à niveau à 8 To à l'avenir), et il peut économiser une partie de l'archive données dans le réseau, mais nous Certains mécanismes d'incitation sont également utilisés pour s'assurer qu'une fois que tout le monde a finalement rassemblé toutes ces données, elles peuvent toutes être enregistrées dans notre réseau de couche 2.
Il y a donc beaucoup de problèmes ici, comme le problème de trop de données causé par l'archivage des nœuds ; le problème d'incitation des jetons ; et le problème d'accès décentralisé... Nous pouvons résoudre ces problèmes grâce à Ethereum Le contrat intelligent est déployé sur la couche 1 pour s'en rendre compte automatiquement. Donc pour nous, nous fournissons simplement un réseau de données, afin que chacun puisse télécharger des données et générer un certificat de stockage tant qu'il a suffisamment de coûts de données, le soumettre au réseau Ethereum, puis obtenir le rendement correspondant. L'ensemble de notre contrat a été conçu et nous avons commencé le débogage sur le Devnet 4844 d'Ethereum.