Wichtige Punkte

  • Im Blockchain-Bereich ist Datenzugänglichkeit die Fähigkeit von Benutzern, Daten in der Blockchain anzuzeigen und zu überprüfen.

  • Zu den beliebten Lösungen gehören Data Availability Layers (DALs), Data Availability Sampling (DAS) und Data Availability Committees (DACs).

  • Im Bereich der Datenverfügbarkeit kann es zu Kompatibilitätsherausforderungen und Kompromissen zwischen Skalierbarkeit und Sicherheit kommen.

Einführung

Blockchain ermöglicht die Übertragung zuverlässiger und unveränderlicher Daten, es kann jedoch schwierig sein, Informationen in der Blockchain zu finden und zu überprüfen. In diesem Artikel befassen wir uns mit dem Konzept der Datenzugänglichkeit, seiner Bedeutung, Herausforderungen und Umsetzung.

Was ist Datenverfügbarkeit?

Die Datenverfügbarkeit ist ein wichtiges Element von Blockchain-Netzwerken. Es stellt sicher, dass alle Netzwerkteilnehmer Zugriff auf Informationen auf der Blockchain haben und diese frei überprüfen können. Sehen Sie sich beispielsweise Transaktionsdetails, Blockierungsdaten und den Registrierungsstatus an.

Wie wird die Datenverfügbarkeit sichergestellt?

Es gibt mehrere gängige Lösungen für die Datenzugänglichkeit: Data Availability Levels (DALs), Data Availability Samples (DAS) und Data Availability Committees (DACs).

Datenverfügbarkeitsstufen

Data Availability Layers (DALs) sind spezialisierte Lösungen für die Datenspeicherung on-chain und off-chain. Sie trennen die Datenverfügbarkeit von anderen Blockchain-Vorgängen, beispielsweise der Transaktionsausführung.

DALs verwenden eine Vielzahl von Techniken, um die Datenverfügbarkeit zu verbessern, einschließlich Erasure Code (EC) und Sharding Daten. Beim Sharding werden Datenbanken in kleinere Teile aufgeteilt, die separat gespeichert und verarbeitet werden können. Ein Löschcode zerlegt Informationen in Teile und fügt Redundanz für die Datenwiederherstellung hinzu. Dadurch können Sie alle Daten wiederherstellen, auch wenn Teile davon verloren gehen oder vorübergehend nicht verfügbar sind. 

Beispiel zur Datenverfügbarkeit

Data Availability Sampling (DAS) ist eine Methode, mit der Blockchains sicherstellen können, dass alle Knoten Zugriff auf bestimmte Blockchain-Daten haben, ohne den gesamten Datensatz herunterladen und validieren zu müssen. Dadurch können auch Knoten mit begrenzten Ressourcen an der Transaktionsüberprüfung teilnehmen und die Integrität des Netzwerks aufrechterhalten. 

Alles beginnt mit der Aufteilung der Blockchain-Daten in kleinere Teile. Knoten können dann statt des gesamten Datensatzes zufällig einige aufgeteilte Blöcke auswählen. Dadurch wird die Belastung einzelner Knoten reduziert, da diese nicht die gesamte Datenmenge verarbeiten müssen. 

Durch die Überprüfung ausgewählter Datenteile stellen Knoten sicher, dass der gesamte Satz verfügbar ist. Die probabilistische Überprüfung impliziert, dass, wenn die ausgewählten Fragmente verfügbar sind, auch der Rest der Daten verfügbar ist.

Ausschüsse für Datenverfügbarkeit

Das Data Availability Committee (DAC) ist eine Gruppe vertrauenswürdiger Knoten in einem Blockchain-Netzwerk, die die Datenverfügbarkeit sicherstellen. Der DAC muss sicherstellen, dass alle Daten, einschließlich Transaktionen und Zustandsänderungen, korrekt erfasst werden und für jeden Netzwerkteilnehmer zugänglich sind. DAC-Mitglieder werden durch dezentrale Abstimmung ausgewählt, um einzelne Fehlerquellen und andere Risiken einer Zentralisierung zu beseitigen. 

DACs spielen eine wichtige Rolle in Layer-2-Skalierungslösungen wie Rollups, da sie bei der Verwaltung der mit Off-Chain-Computing verbundenen Daten helfen. Und in Sharding-Blockchains, bei denen Datensätze auf verschiedene Shards verteilt werden, stellen DACs sicher, dass Daten über alle Shards hinweg verfügbar sind.

Die Bedeutung der Datenverfügbarkeit

Die Datenverfügbarkeit ist im Blockvalidierungsprozess von entscheidender Bedeutung, da sie es den Knoten ermöglicht, die Gültigkeit neuer Blöcke und Transaktionen zu bestätigen.

1. Blockieren Sie die Ausbreitung. Der neue Block wird im gesamten Netzwerk ausgestrahlt. Für eine effektive Verifizierung muss der Block für alle Knoten zugänglich sein.

2. Validierung von Transaktionen. Jede Transaktion in einem Block muss auf Einhaltung der Regeln des Netzwerks überprüft werden. Um diese Prüfungen korrekt durchführen zu können, benötigen Sie Zugriff auf vollständige Transaktionsdaten.

3. Überprüfung des Blockheaders. Mithilfe der Datenverfügbarkeit können Sie überprüfen, ob der neue Block korrekt auf den vorherigen Block verweist. Danach treffen die Knoten eine Entscheidung darüber, ob der Block zur Kette hinzugefügt werden kann.

4. Einhaltung des Konsensmechanismus. Knoten müssen sicherstellen, dass der Block einem Konsensmechanismus wie Proof of Work (PoW) oder Proof of Stake (PoS) entspricht. Während der Verifizierung benötigen Knoten alle notwendigen Blockdaten, wie z. B. Hash und Schwierigkeit.

Schwierigkeiten mit der Datenverfügbarkeit

Kompatibilitätsprobleme

Da sich die Blockchain ständig weiterentwickelt, entwickeln einige Netzwerke ihre eigenen Ansätze für den Datenzugriff. Dies kann zwar Innovationen fördern, allerdings kommt es unweigerlich zu Problemen bei kettenübergreifenden Transaktionen und dem Zusammenspiel verschiedener Blockchain-Systeme.

Kompromiss zwischen Skalierbarkeit und Sicherheit

Eine zunehmende Datenverfügbarkeit kann die Skalierbarkeit verbessern, beeinträchtigt jedoch auch die Sicherheit. Bevor Sie Barrierefreiheitslösungen implementieren, müssen Sie die möglichen Auswirkungen berücksichtigen. Das Gleichgewicht zwischen Sicherheit und Skalierbarkeit zu finden ist nicht einfach – das ist das Blockchain-Trilemma.

Abschließend

Durch die Datenverfügbarkeit können Netzwerkteilnehmer Daten in der Blockchain anzeigen und überprüfen. Zu diesem Zweck können sie Datenverfügbarkeitsstufen, Datenverfügbarkeitsstichproben und Datenverfügbarkeitsausschüsse nutzen. Dieser Mechanismus wird auch in Zukunft eine wichtige Rolle bei der Masseneinführung von Blockchain spielen.

Empfohlene Lektüre

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