Data Availability- Thành phần không thể thiếu trong khả năng mở rộng của Ethereum

Trong các mạng lưới blockchain, Data Availability  là yếu tố quan trọng để đảm bảo mọi thành viên mạng đều có thể truy cập và xác minh thông tin được lưu trữ trên blockchain, bao gồm các chi tiết giao dịch, dữ liệu khối và trạng thái sổ cái.

Khả năng khả dụng dữ liệu (Data availability) là gì?

Khả năng khả dụng dữ liệu (DA) đề cập đến tính có sẵn của dữ liệu để xác thực những giao dịch bên trong khối có hợp lệ hay không đối với những người tham gia mạng lưới. 

Nói một cách đơn giản, khả năng khả dụng dữ liệu giống như việc phát trực tiếp một trận đấu thể thao. DA cho phép bất kỳ ai tải xuống các giao dịch để xem những gì đã xảy ra, giống như phát trực tiếp cho phép bất kỳ ai xem trận đấu nếu họ không có mặt tại sân vận động.

Khái niệm Data Availability được chú ý đến nhiều hơn khi thuật ngữ Modular Blockchain xuất hiện. Lớp DA nằm giữa Settlement và Consensus để sàng lọc và đảm bảo dữ liệu không có sự sai phạm nào trước khi nhận được sự đồng thuận của các validator và đóng băng hoàn toàn lại ở lớp Consensus. 

Bất kể Execution (lớp thực thi) có mạnh mẽ như thế nào đi chăng nữa thì thông lượng mạng lưới vẫn bị giới hạn bởi tính sẵn có của dữ liệu. 

Phân biệt Data storage và  Data availability

Hai khái niệm này, dù đều liên quan đến dữ liệu, nhưng vai trò của chúng hoàn toàn khác nhau. Trước hết, Data Storage, hay “Lưu trữ dữ liệu”, đóng vai trò lưu trữ các dữ liệu trong không gian phi tập trung. Nó đảm bảo rằng dữ liệu quá khứ có thể được truy hồi nhanh chóng trong trường hợp thất lạc hoặc xảy ra sự cố.

Ngược lại, Data Availability (DA) nằm ở giai đoạn trước khi dữ liệu mới được tạo ra. Data Availability là bước giúp các Validator/Node trong mạng lưới đảm bảo rằng họ có đủ dữ liệu tin cậy từ quá khứ để xác thực và tạo lập các dữ liệu mới. Sau khi dữ liệu mới được tạo ra, nó quay trở lại giai đoạn lưu trữ của Data Storage, và quá trình này sẽ tiếp tục lặp lại trong tương lai.

Giải pháp Data Availability:

Hãy cùng xem xét hai loại DA layer riêng biệt:

Lấy mẫu  khả năng khả dụng dữ liệu (Data Availability Sampling): 

Đây là kỹ thuật mà blockchain sử dụng để đảm bảo rằng tất cả các light node có thể truy cập dữ liệu blockchain cần thiết mà không cần tải xuống và xác minh toàn bộ bộ dữ liệu. 

Quá trình bắt đầu bằng cách chia dữ liệu blockchain thành các phần nhỏ hơn. Các node có thể chọn ngẫu nhiên một số phần này thay vì toàn bộ bộ dữ liệu. Điều này làm giảm gánh nặng cho các node riêng lẻ, vì chúng chỉ cần xử lý một phần nhỏ của tổng lượng dữ liệu.

Ủy ban khả dụng dữ liệu (Data Availability Committee):

Ủy ban khả dụng dữ liệu (DAC) là một nhóm các nút node tin cậy trong mạng lưới blockchain, có nhiệm vụ đảm bảo khả dụng dữ liệu. Vai trò chính của DAC là xác minh rằng tất cả dữ liệu, chẳng hạn như giao dịch và thay đổi trạng thái, được lưu trữ chính xác và có thể truy cập bởi bất kỳ thành viên mạng nào. Các thành viên của DAC thường được lựa chọn thông qua DAO để giảm thiểu các điểm lỗi đơn lẻ và các rủi ro tập trung khác.

DAC đóng vai trò quan trọng trong các giải pháp mở rộng Layer 2, chẳng hạn như Rollups, nơi chúng có thể giúp quản lý dữ liệu liên quan đến tính toán off-chain. Trong các blockchain phân mảnh (Sharding), nơi các tập dữ liệu được phân phối trên các mảnh khác nhau, DAC giúp đảm bảo khả dụng dữ liệu trên tất cả các mảnh.

Tại sao Data availability lại quan trọng?

Các Web app cần lưu trữ lượng dữ liệu khổng lồ, vì vậy các công ty điện toán đám mây phải xây dựng các trung tâm dữ liệu khổng lồ để xử lý khối lượng dữ liệu đó. Tương tự, DA cũng tạo ra “nút cổ chai” cho Dapps trên mọi blockchain.

Đặc biệt đối với các rollup và blockchain layer 2, DA là một hạn chế đáng kể. Lưu lượng DA thấp dẫn đến phí giao dịch cao, hạn chế loại ứng dụng mà các nhà phát triển có thể xây dựng. 

Nói chung, chi phí DA chiếm khoảng 95% tổng chi phí của rollup. Khi DA không còn là điểm nghẽn, các nhà phát triển có thể mở khóa cơ hội kiếm tiền mới và khả năng xây dựng các ứng dụng hoàn toàn trên chuỗi.

Tuy nhiên, DA không chỉ là một nguồn lực mà Rollups tiêu thụ. DA cho phép bất kỳ ai trực tiếp xác minh chuỗi blockchain có đang hoạt động chính xác hay không. Cho đến nay, Rollups phải tin tưởng vào các Committees nhỏ để giải quyết điểm nghẽn DA. Điều đó có nghĩa là bất kỳ ai muốn tương tác với Rollups phải dựa vào các bên thứ ba đáng tin cậy để truy cập và xác minh mạng lưới. Do đó, việc khắc phục điểm nghẽn DA bằng cách sử dụng bằng chứng thay vì Committees cho phép rollup lấy lại khả năng xác minh.

Những thách thức hiện tại của Data Availability:

Khả năng tương tác xuyên chuỗi: Khi công nghệ blockchain tiếp tục phát triển, các mạng lưới khác nhau đang đưa ra các phương pháp tiếp cận riêng của họ đối với khả dụng dữ liệu. Mặc dù điều này có thể thúc đẩy đổi mới, nhưng nó cũng có thể tạo ra những thách thức liên quan đến các hoạt động xuyên chuỗi, tức là cách các hệ thống blockchain khác nhau tương tác với nhau.

Sự cân bằng giữa khả năng mở rộng và bảo mật: Cải thiện khả dụng dữ liệu có thể tăng cường khả năng mở rộng, nhưng cũng có thể dẫn đến bảo mật giảm. Điều quan trọng là phải xem xét các tác động tiềm ẩn của các giải pháp khả dụng dữ liệu trước khi triển khai chúng. Sự cân bằng cổ điển giữa bảo mật và khả năng mở rộng cũng được mô tả trong “Blockchain trilemma“.

Kết luận

Trong các mạng lưới blockchain, khả năng khả dụng dữ liệu đề cập đến khả năng của các thành viên mạng để truy cập và xác minh dữ liệu được lưu trữ trên blockchain. Có nhiều giải pháp khả dụng dữ liệu khác nhau, bao gồm lớp khả dụng dữ liệu, lấy mẫu khả dụng dữ liệu và ủy ban khả dụng dữ liệu. Trong tương lai, khả dụng dữ liệu có khả năng sẽ tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong việc áp dụng rộng rãi công nghệ blockchain.