Pontos-chave
No setor blockchain, a disponibilidade de dados refere-se à capacidade dos usuários de acessar e verificar os dados armazenados na blockchain.
Algumas das soluções populares de disponibilidade de dados incluem layers de disponibilidade de dados (DAL), amostragem de disponibilidade de dados (DAS) e comitês de disponibilidade de dados (DAC).
Os desafios de disponibilidade de dados incluem problemas de interoperabilidade e a necessidade de equilibrar escalabilidade e segurança.
Introdução
A tecnologia blockchain permite transferências de dados imutáveis e sem a necessidade de confiança (trustless), mas localizar e verificar os dados armazenados na blockchain pode ser complicado. Neste artigo, vamos explorar o conceito de disponibilidade de dados, sua importância, os desafios e algumas soluções de disponibilidade de dados.
O que é disponibilidade de dados?
Nas redes blockchain, a disponibilidade de dados é importante para garantir que todos os participantes da rede possam acessar e verificar as informações armazenadas na blockchain. Isso inclui detalhes da transação, dados do bloco e o estado do ledger.
Como funciona a disponibilidade de dados?
Existem várias soluções populares de disponibilidade de dados. Algumas das mais comuns são layers de disponibilidade de dados (DAL), amostragem de disponibilidade de dados (DAS) e comitês de disponibilidade de dados (DAC).
Layers de disponibilidade de dados (DA)
As layers de disponibilidade de dados (DALs) são soluções de armazenamento especializadas que existem tanto on-chain quanto off-chain. Elas têm a tarefa específica de garantir a disponibilidade de dados de outras operações da blockchain, como a execução de transações.
As DALs usam várias técnicas para aprimorar a acessibilidade dos dados, como erasure coding (EC) e sharding. O sharding envolve a divisão de bancos de dados em partes menores que podem ser armazenadas e processadas separadamente. O erasure coding (código de correção) divide os dados em partes e adiciona redundância para a recuperação de dados. Essas técnicas permitem a reconstrução de todos os dados, mesmo que algumas partes sejam perdidas ou se tornem temporariamente indisponíveis.
Amostragem de disponibilidade de dados (DAS)
A amostragem de disponibilidade de dados é uma técnica usada pelas blockchains para garantir que todos os nodes possam acessar os dados necessários da blockchain sem precisar baixar e verificar todo o conjunto de dados. Essa técnica garante que mesmo nodes com recursos limitados possam participar da validação de transações e manter a integridade da rede.
O processo começa com a divisão dos dados da blockchain em partes menores. Os nodes podem selecionar aleatoriamente alguns desses fragmentos em vez de todo o conjunto de dados. Isso reduz a carga sobre os nodes individuais, pois eles só precisam lidar com uma fração do total de dados.
Ao verificar esses fragmentos de dados selecionados, os nodes verificam probabilisticamente a disponibilidade de todo o conjunto de dados. A verificação probabilística parte da ideia de que se os fragmentos da amostra estiverem acessíveis, é provável que o restante dos dados também esteja disponível.
Comitês de disponibilidade de dados (DAC)
Um comitê de disponibilidade de dados (DAC) é um grupo de nodes confiáveis em uma rede blockchain, encarregado de garantir a disponibilidade dos dados. A principal função de um DAC é verificar se todos os dados, como transações e alterações de estado, estão corretamente armazenados e acessíveis a qualquer participante da rede. Os membros de um DAC geralmente são selecionados por meio de um processo de votação descentralizado para mitigar pontos únicos de falha e outros riscos de centralização.
Os DACs desempenham um papel crucial em soluções de escalabilidade de layer-2, como rollups, onde podem ajudar a gerenciar dados relacionados à computação off-chain. Em blockchains fragmentadas, onde os conjuntos de dados são distribuídos em diferentes fragmentos (shards), os DACs ajudam a garantir a disponibilidade de dados em todos eles.
A importância da disponibilidade de dados
A disponibilidade de dados é crucial em vários aspectos da verificação de blocos, pois permite que os nodes confirmem a validade de novos blocos e transações.
1. Propagação de blocos. Quando um novo bloco é criado, ele é transmitido para toda a rede. Para a verificação eficaz de um bloco, é necessário que todos os nodes tenham acesso a ele.
2. Validação de transações. Esta etapa envolve a verificação de cada transação dentro do bloco para confirmar se elas estão em conformidade com as regras da rede. O acesso aos dados completos da transação é essencial para que os nodes realizem essas validações corretamente.
3. Verificação do cabeçalho do bloco. A disponibilidade de dados é necessária para verificar se um novo bloco faz referência e se conecta corretamente ao bloco anterior. Isso permite que os nodes confirmem se o bloco pode ser adicionado à blockchain.
4. Conformidade do mecanismo de consenso. Os nodes garantem que o bloco esteja em conformidade com o mecanismo de consenso da blockchain, como Proof of Work (PoW) ou Proof of Stake (PoS). Essa verificação depende da disponibilidade de todos os dados de bloco necessários, como o hash e a dificuldade do bloco.
Desafios relacionados à disponibilidade de dados
Problemas de interoperabilidade
À medida que a tecnologia blockchain continua evoluindo, diferentes redes estão criando suas próprias abordagens para a disponibilidade de dados. Embora isso possa promover a inovação, também pode apresentar desafios relacionados às operações cross-chain, ou seja, como diferentes sistemas blockchain interagem entre si.
Conflito entre escalabilidade e segurança
Melhorar a disponibilidade dos dados pode aumentar a escalabilidade, mas também pode resultar em um nível de segurança reduzido. É importante considerar os possíveis efeitos das soluções de disponibilidade de dados antes de sua implementação. O clássico conflito (trade-off) entre segurança e escalabilidade também é descrito no trilema da blockchain.
Considerações finais
Nas redes blockchain, a disponibilidade de dados refere-se à capacidade dos participantes da rede acessarem e verificarem os dados armazenados na blockchain. Existem muitas soluções de disponibilidade de dados diferentes, incluindo layers de disponibilidade de dados (DAL), amostragem de disponibilidade de dados (DAS) e comitês de disponibilidade de dados (DAC). No futuro, é provável que a disponibilidade de dados continue desempenhando um papel importante na adoção em larga escala da tecnologia blockchain.
Leituras adicionais
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