Welche Rolle spielt die Datenverf├╝gbarkeit in Blockchain-Netzwerken?
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Welche Rolle spielt die Datenverf├╝gbarkeit in Blockchain-Netzwerken?

Welche Rolle spielt die Datenverf├╝gbarkeit in Blockchain-Netzwerken?

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Ver├Âffentlicht May 16, 2024Aktualisiert Jul 8, 2024
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Wichtigste Punkte:

  • Im Blockchain-Bereich bezieht sich Datenverf├╝gbarkeit auf die F├Ąhigkeit der Netzwerkteilnehmer, auf die in der Blockchain gespeicherten Daten zuzugreifen und sie zu ├╝berpr├╝fen.

  • G├Ąngige Methoden zur Sicherstellung der Datenverf├╝gbarkeit sind Data Availability Layers, Data Availability Sampling und Data Availability Committees.

  • Zu den Herausforderungen im Zusammenhang mit der Datenverf├╝gbarkeit geh├Âren Probleme der Interoperabilit├Ąt und Kompromisse zwischen Skalierbarkeit und Sicherheit.

Einf├╝hrung

Die Blockchain-Technologie erm├Âglicht vertrauenslose und unver├Ąnderliche Datenaufzeichnungen, aber das Auffinden und ├ťberpr├╝fen dieser Daten kann schwierig sein. In diesem Artikel befassen wir uns mit dem Konzept der Datenverf├╝gbarkeit, seiner Bedeutung, Herausforderungen im Zusammenhang mit dem Zugriff auf Blockchain-Daten und einigen Methoden zur Sicherstellung der Datenverf├╝gbarkeit.

Welche Rolle spielt die Datenverf├╝gbarkeit in Blockchain-Netzwerken?

Damit Blockchain-Netzwerke funktionieren, ist die Datenverf├╝gbarkeit von entscheidender Bedeutung. Alle Netzwerkteilnehmer m├╝ssen jederzeit auf die aufgezeichneten Informationen, wie z.┬áB. Transaktionsdetails, Blockdaten und den Status des Ledgers, zugreifen und sie ├╝berpr├╝fen k├Ânnen.

Welche Methoden zur Sicherstellung der Datenverf├╝gbarkeit gibt es?

Es gibt verschiedene Methoden zur Sicherstellung der Datenverf├╝gbarkeit. Zu den g├Ąngigsten geh├Âren Data Availability Layers, Data Availability Sampling und Data Availability Committees.

Data Availability Layer (DAL)

Data Availability Layers (auf Deutsch ÔÇ×Datenverf├╝gbarkeitsebenenÔÇť) oder DALs sind spezielle On-Chain- oder Off-Chain-Datenspeicherl├Âsungen. Sie trennen die spezifische Aufgabe der Sicherstellung der Datenverf├╝gbarkeit von anderen Blockchain-Operationen wie der Transaktionsausf├╝hrung.

DALs verwenden verschiedene Techniken zur Verbesserung des Datenzugangs, z.┬áB. Data Sharding und Erasure Coding (EC). Beim Data Sharding werden Datenbanken in kleinere Teile zerlegt, die dann getrennt gespeichert und verarbeitet werden k├Ânnen. Beim Erasure Coding werden die Daten in Fragmente aufgeteilt, wobei bewusst Datenredundanzen geschaffen werden, damit es beim Ausfall eines Knotens zu keinem Datenverlust kommt. Diese Techniken erm├Âglichen die Wiederherstellung der gesamten Daten, selbst wenn Teile davon verlorengehen oder vor├╝bergehend nicht verf├╝gbar sind.┬á

Data Availability Sampling (DAS)

Data Availability Sampling (ÔÇ×Datenverf├╝gbarkeits-SamplingÔÇť) oder DAS ist eine Technik, die sichergestellt, dass alle Knoten auf die erforderlichen Blockchain-Daten zugreifen k├Ânnen, ohne dass sie den gesamten Blockchain-Datensatz herunterladen und ├╝berpr├╝fen m├╝ssen. So k├Ânnen auch Knoten mit begrenzter Rechenleistung an der Validierung von Transaktionen und zur Aufrechterhaltung der Netzwerkintegrit├Ąt beitragen.┬á

Bei DAS werden die Blockchain-Daten zun├Ąchst in kleinere Datenbl├Âcke unterteilt. Die Knoten k├Ânnen nach dem Zufallsprinzip einige dieser Datenbl├Âcke anstelle des gesamten Datensatzes ausw├Ąhlen. Da sie nur einen Bruchteil der Gesamtdaten verarbeiten m├╝ssen, werden die einzelnen Knoten entlastet.┬á

Die Knoten ├╝berpr├╝fen die ausgew├Ąhlten Datenbl├Âcke, um auf die Verf├╝gbarkeit des gesamten Datensatzes zu schlie├čen. Dabei wird von folgender Annahme ausgegangen: Wenn die ├╝berpr├╝ften Daten zug├Ąnglich sind, sind die anderen Daten wahrscheinlich auch verf├╝gbar.

Data Availability Committees (DAC)

Ein Data Availability Committee (ÔÇ×Datenverf├╝gbarkeitsausschussÔÇť) oder DAC ist eine Gruppe von vertrauensw├╝rdigen Knoten in einem Blockchain-Netzwerk, die die Datenverf├╝gbarkeit gew├Ąhrleisten sollen. Die Hauptaufgabe eines DAC besteht darin, zu ├╝berpr├╝fen, ob alle Daten, wie z.┬áB. Transaktionen und Zustands├Ąnderungen, korrekt aufgezeichnet und f├╝r jeden Netzwerkteilnehmer zug├Ąnglich sind. Die Ausschussmitglieder werden in der Regel im Rahmen eines dezentralen Abstimmungsverfahrens ausgew├Ąhlt, um Zentralisierungsrisiken wie einzelne Ausfallpunkte (Single Points of Failure) zu mindern.┬á

DACs spielen eine entscheidende Rolle bei Layer-2-Skalierungsl├Âsungen, wie z.┬áB. Rollups, wo sie Daten im Zusammenhang mit Off-Chain-Berechnungen verwalten. Bei Blockchains, die Sharding verwenden und bei denen die Datens├Ątze daher auf mehrere Shards verteilt werden, helfen DACs, die Datenverf├╝gbarkeit ├╝ber alle Shards hinweg zu gew├Ąhrleisten.

Warum ist die Datenverf├╝gbarkeit so wichtig?

Datenverf├╝gbarkeit ist f├╝r verschiedene Schritte der Block- und Transaktions├╝berpr├╝fung von entscheidender Bedeutung.

1. Blockverbreitung. Nachdem ein neuer Block erstellt wurde, wird er an das gesamte Netzwerk gesendet. F├╝r eine zuverl├Ąssige Block├╝berpr├╝fung muss der Block f├╝r alle Knoten zug├Ąnglich sein.

2. Transaktionsvalidierung. Bei diesem Schritt wird jede Transaktion in einem Block daraufhin ├╝berpr├╝ft, ob sie den Regeln des Netzwerkes entspricht. Um diese Pr├╝fungen korrekt durchf├╝hren zu k├Ânnen, m├╝ssen die Knoten Zugang zu den vollst├Ąndigen Transaktionsdaten haben.

3. Pr├╝fung des Block-Headers. Die Knoten ├╝berpr├╝fen zudem, ob der neue Block korrekt auf den vorherigen Block verweist und mit diesem verbunden ist und er daher der Blockchain hinzugef├╝gt werden kann.

4. ├ťberpr├╝fung der Konformit├Ąt mit dem Konsensmechanismus. Die Knoten stellen sicher, dass der Block den Anforderungen des Konsensmechanismus der Blockchain, z.┬áB. Proof of Work (PoW) oder Proof of Stake (PoS), entspricht. Dazu sind sie auf alle notwendigen Blockdaten wie den Hashwert und die Mining-Schwierigkeit angewiesen.

Herausforderungen im Zusammenhang mit der Datenverf├╝gbarkeit

Probleme der Interoperabilit├Ąt

Mit der fortschreitenden Entwicklung der Blockchain-Technologie setzen verschiedene Netzwerke ihre eigenen Ans├Ątze f├╝r die Datenverf├╝gbarkeit um. Dies kann zwar zu Innovation beitragen, f├╝hrt aber zu neuen Herausforderungen bei Blockchain-├╝bergreifenden Operationen (d. h. der Interaktion von Blockchain-Systemen).

Kompromiss zwischen Skalierbarkeit und Sicherheit

Eine verbesserte Datenverf├╝gbarkeit kann eine gr├Â├čere Skalierbarkeit erm├Âglichen, aber auch die Sicherheit beeintr├Ąchtigen. Es ist wichtig, die potenziellen Auswirkungen von Datenverf├╝gbarkeitstechniken vor ihrer Einf├╝hrung genau zu pr├╝fen. Der Spagat zwischen Sicherheit und Skalierbarkeit ist einer der drei Zielkonflikte des Blockchain-Trilemmas.

Fazit

In Blockchain-Netzwerken bezieht sich Datenverf├╝gbarkeit auf die F├Ąhigkeit der Netzwerkteilnehmer, auf die in der Blockchain gespeicherten Daten zuzugreifen und sie zu ├╝berpr├╝fen. Es gibt viele verschiedene Methoden zur Sicherstellung der Datenverf├╝gbarkeit, darunter Data Availability Layers, Data Availability Sampling und Data Availability Committees. Die Datenverf├╝gbarkeit wird auch in Zukunft eine wichtige Rolle im Hinblick auf die Verbreitung der Blockchain-Technologie spielen.

Weiterf├╝hrende Lekt├╝re

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