Las cadenas modulares buscan mejorar la escalabilidad al descomponer las blockchains y depender de otras redes para tareas específicas.
La Disponibilidad de Datos (DA) va más allá del almacenamiento, asegurando la accesibilidad de la información en cualquier momento.
Las pruebas de disponibilidad de datos, basadas en erasure code, ofrecen una alternativa eficiente para verificar la publicación de información de bloques.
La Disponibilidad de Datos puede gestionarse de forma On Chain o Off Chain, utilizando métodos como Data Availability Sampling, Committee y Consensus.
Proyectos como NEAR DA, Avail, Celestia y EigenDA destacan como soluciones innovadoras en el espacio de Disponibilidad de Datos.
Las cadenas modulares están diseñadas para poder escalar el rendimiento que estos sistemas tienen al separar cada una de las “capas” que conforman a una blockchain y dependen de otras blockchains y sistemas fuera de la cadena para llevar a cabo las tareas restantes y alcanzar objetivos específicos.
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Una de estas capas es conocida como Disponibilidad de Datos o Data Availability (DA), la cual se refiere a la capacidad que tienen los nodos de asegurar que la información almacenada esté disponible en cualquier momento.
Nota: El concepto de Data Availability muchas veces puede confundirse con Data Storage o el almacenamiento de información, es importante tener en mente en todo momento que DA hace referencia a la forma en la que esta información es publicada por lo que se ha llegado a proponer cambiar el término a Data Publishing.
¿Cómo funciona la verificación de bloques?
Para comprender mejor la Disponibilidad de Datos (DA), es esencial retroceder y entender cómo se organizan los nodos para verificar los bloques transmitidos a la red. Este proceso ocurre generalmente en dos etapas: una liderada por el productor de bloques (mineros o validadores) y otra que involucra a los nodos de validación.
Etapa 1:
El productor de bloques toma transacciones de la mempool
Produce un nuevo bloque con esas transacciones
Transmite el nuevo bloque a la red P2P para que sea añadido a la cadena
Etapa 2:
Los nodos validadores descargan las transacciones del bloque que ha sido propuesto
Vuelven a ejecutar las transacciones para confirmar que todo está correcto
Añaden el bloque a la cadena una vez que la red considera que el bloque es válido
Aunque este proceso ha sido el que se ha utilizado desde el principio de las blockchains contiene varios retos que deben ser resueltos si lo que se quiere es mejorar el rendimiento en las transacciones y permitir que cualquier persona pueda ser capaz de correr un nodo de forma local:
La necesidad de descargar y verificar los datos genera una reducción en el rendimiento
Almacenar los datos en cadena limita el número de entidades que pueden gestionar la infraestructura de los nodos.
Soluciones de escalado y el problema de la DA
Una solución para abordar la escalabilidad en las redes de capa 1 consiste en aumentar la capacidad de cada bloque. No obstante, surge un inconveniente: todos los participantes de la red deben descargar y validar cada bloque. Con el tiempo, solo aquellos capaces de mantener un equipo con los requisitos de hardware necesarios podrán continuar validando la red, lo que implica una menor descentralización. La solución temporal a este problema es la incorporación de Light nodes o Nodos ligeros los cuales, en lugar de descargar y validar toda la información de los bloques, únicamente descargan la metadata y asumen que la información es correcta por lo que aunque son más eficientes, suelen ser menos seguros.
Otro enfoque para lograr la escalabilidad es mediante rollups, que ejecutan transacciones fuera de la cadena y luego emiten "pruebas" de estas transacciones a la capa principal. La clave aquí radica en que los rollups deben tener acceso constante a la información en la capa principal ya que si el secuenciador, encargado de publicar los paquetes de transacciones en la capa 1, se detiene o actúa maliciosamente, cualquier usuario debería poder reconstruir el estado de la red y recuperar sus fondos. En otras palabras, un rollup debe garantizar que su estado completo sea recuperable para ofrecer resistencia a la censura y confiabilidad.
Volviendo a los Lightnodes, aunque pueden reducir la deuda técnica asociada con la operación de un validador, también generan la necesidad de una capa de DA dedicada. Esto plantea la pregunta de qué sucede si un productor de bloques decide publicar la metadata en lugar de las transacciones. La solución evidente sería obligar a todos, incluidos los clientes ligeros, a descargar toda la información, pero esto como ya se mencionó, no es una opción viable.
Como alternativa, se puede permitir que los clientes verifiquen que la información de un bloque se haya publicado al descargar solo una pequeña parte de ese bloque, a lo que se le denomina Data Availability Proofs. Estas Data Availability Proofs se basan en una técnica conocida como erasure code, ampliamente utilizada en CD-ROMs o códigos QR con la cual solo es necesario que el 50% de la información de un bloque se haya publicado para que se considere disponible.
Tipos de DA
Existen dos tipos de capas de disponibilidad de datos, en donde la diferencia se encuentra en dónde y cómo es almacenada la información.
Almacenamiento On Chain
Data Availability Sampling
Es un método para verificar la disponibilidad de información en un bloque sin tener que descargar todo el bloque. Los nodos aplican el muestreo de disponibilidad de datos descargando partes aleatorias de un bloque para comprobar si están disponibles. Si un nodo encuentra que una parte del bloque no está disponible, puede generar una alerta para avisar a otros nodos.
Almacenamiento Off Chain
Committee
Un Data Availability Commitee o DAC es un conjunto de entidades a las cuales se les ha asignado la tarea de mantener copias de estado de la cadena de bloques de manera off chain. Estas entidades suelen ser seleccionadas para llevar a cabo esta tarea.
Consensus
Este tipo de capa también puede ser interpretado como blockchains de disponibilidad de datos, estas tienen la única tarea de almacenar la información de los bloques. A diferencia de los DACs, las redes de disponibilidad de datos tienen tres diferencias clave:
Poseen una arquitectura no permisionada
El sistema carece de confianza en terceros
Son tolerantes a fallos.
Casos de uso
Como ya te contamos, la capa de disponibilidad de datos en un stack modular suele ser responsable de almacenar los datos de las transacciones, aunque también tiene otros casos de uso interesantes:
Validiums
Un Validium es una variante híbrida de un zk-rollup que publica datos de transacciones fuera de la cadena para su verificación en un entorno diferente al de la capa de liquidación. Para garantizar la disponibilidad de datos, un Validium utiliza un comité de disponibilidad de datos (DAC) compuesto por partes confiables. Aunque esto reduce la seguridad al confiar en un comité con permisos, permite transacciones más económicas que los zk-rollups, ya que publicar datos en Ethereum es costoso. La seguridad puede mejorarse mediante una capa externa de disponibilidad de datos, y la implementación de Validium ofrece un equilibrio interesante entre costos y seguridad en el espectro de "rollups".
Sovereign Rollups
Los Sovereign Rollups son cadenas autónomas que definen su propio proceso de agrupación de transacciones en la subred de agrupación. A diferencia de los rollups convencionales, estos publican directamente bloques en la cadena principal sin utilizar contratos inteligentes. La capa de consenso y disponibilidad de datos de redes DA es neutral al contenido de los bloques, similar a una cadena de bloques de capa 1 independiente. Los nodos verifican bloques de agrupación utilizando pruebas de Merkle y determinan la cadena canónica localmente. Las pruebas de fraude y validez se distribuyen de manera eficiente a través de la red de pares, permitiendo una finalidad rápida y periodos de desafío reducidos.
Data Feeds
Los Data Feeds desempeñan un papel crucial en la economía basada en blockchain, respaldando préstamos, stablecoins y más. Ofrecen datos de alta calidad y resistencia a manipulaciones, operando en una infraestructura altamente descentralizada, confiable y segura. Estos feeds sirven como el medio más rápido para integrar contratos inteligentes con datos del mundo real, abarcando precios de activos, saldos de reservas, precios mínimos de NFT y el estado de los secuenciadores de capa 2. Diversos tipos de Data Feeds, como los de precios, pruebas de reservas, precios mínimos de NFT, tasas y volatilidad, y tiempos de actividad de secuenciadores de capa 2, satisfacen diversas necesidades, mejorando la funcionalidad y confiabilidad de las aplicaciones descentralizadas.
DA en diferentes ecosistemas
Existen muchos proyectos construyendo soluciones de disponibilidad de datos, a continuación te dejamos una descripción breve de algunos de ellos:
NEAR DA
NEAR DA es una innovación revolucionaria que ofrece una sólida y rentable disponibilidad de datos para los rollups de Ethereum. Se lanzará con varios usuarios iniciales, como Madara de StarkNet, Caldera, Fluent, Vistara, Dymension RollApps y Movement Labs. NEAR DA ayudará a los desarrolladores a reducir costos y mejorar la confiabilidad de sus rollups, manteniendo al mismo tiempo la seguridad de Ethereum. Proyectos de alta calidad que lancen una aplicación en una cadena lateral (app-chain) o en una capa 2 también podrán obtener soporte de NEAR DA.
Avail
Avail es una capa base robusta diseñada para satisfacer las necesidades de aplicaciones de próxima generación con mínima confianza y rollups soberanos. Su fortaleza radica en un enfoque de seguridad innovador que permite a clientes ligeros verificar fácilmente la disponibilidad de datos a través de un muestreo en una red peer-to-peer. La aproximación modular de Avail simplifica la integración de blockchain para desarrolladores, eliminando preocupaciones sobre conjuntos de validadores o tokenomics. Con una interfaz de disponibilidad de datos sin igual y potentes capacidades de seguridad, Avail facilita a los desarrolladores la creación eficiente de aplicaciones blockchain basadas en pruebas de conocimiento cero o prueba de fraude.
Celestia
Celestia es una red modular de disponibilidad de datos (DA) diseñada para escalar de manera segura con el número de usuarios, permitiendo que cualquier persona lance su propia blockchain. Los Rollups y los L2 utilizan Celestia como red para publicar y poner a disposición de cualquiera los datos de las transacciones para su descarga. Para ellos, Celestia proporciona DA de alto rendimiento que pueden verificarse fácilmente con un nodo ligero. Además, al adoptar un enfoque modular en la estructura de la cadena de bloques, Celestia ofrece la posibilidad de lanzar blockchains individuales sin depender de un conjunto específico de validadores.
EigenDA
EigenDA es un servicio de disponibilidad de datos (DA) seguro, de alto rendimiento y descentralizado construido sobre Ethereum a través de EigenLayer. Desarrollado por EigenLabs, EigenDA será el primer servicio de validación activa (AVS) lanzado en EigenLayer. Los restakers podrán delegar participación a operadores de nodos que realicen tareas de validación para EigenDA a cambio de pagos por servicios, y los rollups podrán enviar datos a EigenDA para acceder a costos de transacción más bajos, mayor capacidad de transacción y composabilidad segura en todo el ecosistema de EigenLayer, con seguridad y rendimiento diseñados para escalar horizontalmente según la cantidad de participación y operadores que se sumen al protocolo.
Aunque las cadenas modulares han transformado la escalabilidad de los sistemas blockchain al desglosar su estructura en capas, es esencial resaltar la importancia crucial de la capa de Disponibilidad de Datos (DA) para asegurar la continuidad en el acceso a la información almacenada. No obstante, se presentan desafíos en la verificación de bloques y la necesidad de nodos más eficientes a medida que evoluciona este panorama.
La aplicación de Data Availability Proofs, junto con la diversidad de casos de uso como Validiums y Sovereign Rollups, destaca la notoria flexibilidad de la Disponibilidad de Datos (DA). Simultáneamente, proyectos líderes como NEAR DA, Avail, Celestia y EigenDA no solo ilustran esta versatilidad, sino que también representan soluciones innovadoras destinadas a impulsar la accesibilidad de datos, reducir costos y fortalecer la seguridad en el siempre cambiante ecosistema blockchain.
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