طبقة إتاحة البيانات

ما طبقة إتاحة البيانات؟

طبقة إتاحة البيانات هي الجزء من نظام البلوكتشين الذي يجعل بيانات المعاملات متاحة للعامة، كي يتمكن المستخدمون والعُقد وعمليات التجميع والتطبيقات من التحقق مما حدث.

في عالم الكريبتو، لا تعني إتاحة البيانات الشيء نفسه الذي يعنيه التنفيذ أو التسوية أو تخزين البيانات على المدى الطويل.

بل تجيب عن سؤال أساسي أكثر: هل نُشرت فعليًا بيانات المعاملات التي تقوم عليها كتلة جديدة أو دفعة من عملية تجميع، بحيث يتمكن المشاركون المستقلون من التحقق منها؟

تعرّف Ethereum.org إتاحة البيانات بأنها مدى الثقة بأن البيانات اللازمة للتحقق من كتلة متاحة بالفعل لجميع المشاركين في الشبكة.

تكتسب طبقة إتاحة البيانات أهمية لأن البلوكتشين لا يمكن أن تكون بلا حاجة إلى الثقة إذا لم يتمكن المستخدمون من الوصول إلى البيانات اللازمة للتحقق من تغييرات الحالة.

فإذا نشر منتج الكتل أو مُرتِّب المعاملات أو المدقق ملخصًا للمعاملات فقط وأخفى البيانات كاملة، فقد يعجز المشاركون الآخرون عن تأكيد تحديث الأرصدة وحالات العقود على نحو صحيح.

وتُعرف هذه المشكلة باسم مشكلة إتاحة البيانات.

تساعد طبقة إتاحة البيانات على حلها عبر ضمان إمكانية تنزيل البيانات الخام التي تقف وراء تغييرات الحالة أو أخذ عينات منها أو إعادة بنائها أو الاعتراض عليها.

وتُعد طبقة إتاحة البيانات أحد أهم مكونات التوسع في البلوكتشينات المعيارية وعمليات التجميع.

إذ تتيح تنفيذ العمليات في مكان آخر مع إبقاء بيانات المعاملات متاحة للتحقق.

لماذا تهم إتاحة البيانات في عالم الكريبتو؟

تكتسب إتاحة البيانات أهميتها لأن البلوكتشين تقوم على فكرة التحقق.

ولا ينبغي للمستخدمين أن يضطروا إلى الثقة العمياء بمنتج الكتل أو مُرتِّب المعاملات أو المدقق أو مشغّل التطبيق.

بل ينبغي أن يتمكنوا من التحقق من تحديث حالة السلسلة على نحو صحيح بالاستناد إلى بيانات المعاملات المتاحة.

ومن دون إتاحة البيانات، قد تبدو البلوكتشين سليمة ظاهريًا بينما تخفي معلومات لازمة لإثبات صحة الحالة.

وتزداد أهمية ذلك خصوصًا في عمليات التجميع، التي تعالج معاملات كثيرة خارج الطبقة الأساسية، ثم تنشر بيانات مضغوطة أو براهين على طبقة التسوية.

قد تخفض عمليات التجميع الرسوم وتزيد معدل المعالجة، لكنها تظل بحاجة إلى إتاحة البيانات التي تقف وراء تغييرات الحالة للمستخدمين والمدققين.

توضح خارطة طريق التوسع لدى Ethereum أن عمليات التجميع تنشئ بيانات يجب أن تكون متاحة علنًا، كي يتمكن أي شخص من تنفيذ المعاملات والتحقق من تصرف مشغّل عملية التجميع بنزاهة.

إذا غابت البيانات، فقد يعجز المستخدمون عن إعادة بناء حالة عملية التجميع أو الاعتراض على تحديث غير صحيح أو الخروج من النظام بأمان.

ولهذا توصف إتاحة البيانات غالبًا بأنها أساس الأمان لشبكات الطبقة الثانية.

المعاملات الرخيصة مفيدة، لكنها لا تكفي إذا لم يتمكن المستخدمون من التحقق منها.

كيف تعمل طبقة إتاحة البيانات؟

تعمل طبقة إتاحة البيانات بنشر بيانات المعاملات بطريقة تتيح للشبكة التحقق منها.

في بلوكتشين أحادية البنية بسيطة، تنزّل كل عقدة كاملة كل معاملة في كل كتلة وتنفذها.

وهذا يوفر مستوى قويًا من إتاحة البيانات، لأن العقدة الكاملة ترفض الكتلة إذا كانت البيانات المطلوبة غير متاحة.

لكن توسيع هذا النموذج يصبح أصعب مع نمو أحجام الكتل وأحجام المعاملات.

تفصل البلوكتشين المعيارية الوظائف المختلفة بين طبقات متعددة.

فقد تتولى طبقة التنفيذ، وأخرى التسوية، وأخرى الإجماع، وطبقة أخرى إتاحة البيانات.

وتركز طبقة إتاحة البيانات على ضمان نشر بيانات المعاملات وإمكانية الوصول إليها.

ولا تنفذ هذه الطبقة بالضرورة كل معاملة عقد ذكي.

كما أنها لا تخزن بالضرورة جميع البيانات إلى الأبد.

ولا تحدد دائمًا التسوية النهائية بنفسها.

وتتمثل مهمتها الأساسية في إتاحة البيانات بما يكفي لتمكين المشاركين الآخرين من التحقق من انتقالات الحالة أو إعادة بنائها أو الاعتراض عليها.

يسمح هذا الفصل لأنظمة البلوكتشين بالتوسع، إذ لا يضطر كل مشارك في الشبكة إلى تنفيذ كل مهمة في الوقت نفسه.

طبقة إتاحة البيانات مقارنةً بطبقة التنفيذ

طبقة التنفيذ هي المكان الذي تُعالج فيه المعاملات وتُحسب فيه تغييرات الحالة.

فعلى سبيل المثال، قد يحدّث التنفيذ أرصدة التوكنات أو يشغّل شيفرة العقود الذكية أو يعالج عمليات المبادلة أو يحسب نتيجة معاملة DeFi.

أما طبقة إتاحة البيانات فلها دور مختلف.

إذ تضمن نشر البيانات اللازمة للتحقق من نتائج التنفيذ.

قد تنفذ عملية تجميع المعاملات خارج السلسلة أو على طبقة منفصلة، ثم تنشر بيانات المعاملات المضغوطة على طبقة إتاحة البيانات.

وتتيح هذه البيانات للأطراف الأخرى التحقق من صحة جذر الحالة لعملية التجميع.

ويهم هذا الفرق لأن النظام قد يوفر تنفيذًا سريعًا مع إتاحة بيانات ضعيفة.

فإذا عالج مُرتِّب المعاملات المعاملات بسرعة لكنه لم ينشر البيانات، فقد يُجبر المستخدمون على الثقة به.

وهذا يضعف التصميم الذي يقلل الاعتماد على الثقة، وهو ما يُفترض أن توفره شبكات الكريبتو.

تتيح طبقة إتاحة البيانات القوية التحقق المستقل حتى عندما يُنفذ العمل في مكان آخر.

طبقة إتاحة البيانات مقارنةً بطبقة التسوية

طبقة التسوية هي المكان الذي قد تجري فيه التسوية النهائية للنزاعات أو عملية التحقق من البراهين أو ربط الأصول أو تأكيد الحالة النهائية.

في كثير من عمليات التجميع المبنية على Ethereum، تؤدي Ethereum دور طبقة التسوية لأن عملية التجميع تنشر البراهين أو التزامات الحالة في عقود Ethereum.

وقد تكون Ethereum أيضًا طبقة إتاحة البيانات، أو قد تكون شبكة متخصصة لإتاحة البيانات، وفقًا لتصميم عملية التجميع.

عندما تتم التسوية وإتاحة البيانات على الطبقة الأساسية نفسها، يستفيد المستخدمون عادةً من افتراضات أمان أقوى وأبسط.

أما فصل التسوية عن إتاحة البيانات فقد يخفض التكاليف، لكنه قد يضيف افتراضات أخرى تتعلق بالثقة والجسور.

ولا يوجد تصميم واحد هو الأفضل لكل تطبيق.

قد تفضّل عملية تجميع DeFi عالية القيمة ضمانات أقوى لإتاحة البيانات حتى لو كانت التكاليف أعلى.

وقد يفضّل تطبيق ألعاب أو تطبيق اجتماعي انخفاض تكاليف البيانات إذا كانت مفاضلة الأمان مقبولة لدى مستخدميه.

والأهم أن يعرف المستخدمون أي طبقة مسؤولة عن إتاحة البيانات.

طبقة إتاحة البيانات مقارنةً بتخزين البيانات

إتاحة البيانات ليست هي نفسها تخزين البيانات بصورة دائمة.

تتعلق إتاحة البيانات بما إذا كانت بيانات كتلة أو دفعة جديدة قد نُشرت بحيث يمكن التحقق منها عند الحاجة.

أما تخزين البيانات فيتعلق بالاحتفاظ بالبيانات التاريخية بحيث يمكن استرجاعها على مدى أطول.

توضح الأسئلة الشائعة حول إتاحة البيانات لدى Celestia أن استرجاع البيانات التاريخية مسألة تخزين، بينما تتعلق إتاحة البيانات بإمكانية نشر البيانات الجديدة والتحقق منها.

ويكتسب هذا الفرق أهمية لأن بعض أنظمة إتاحة البيانات لا تضمن توفر البيانات إلا لفترة زمنية محدودة.

وتوضح وثائق Dencun لدى Ethereum أن بيانات Blob تظل متاحة لنحو 18 يومًا قبل أن تتمكن عُقد Ethereum العادية من حذفها.

ولا يعني ذلك استحالة تخزين البيانات إلى الأبد.

بل يعني أن تخزينها على المدى الطويل يصبح مهمة مشغّلي عمليات التجميع أو المفهرسين أو خدمات الأرشفة أو التطبيقات أو المستخدمين أو شبكات تخزين البيانات الأخرى.

والدرس العملي للمستخدمين بسيط.

قد تثبت طبقة إتاحة البيانات أن البيانات كانت متاحة خلال فترة الحاجة إليها، لكنها قد لا تضمن سهولة تنزيل كل ملف تاريخي إلى الأبد.

إتاحة البيانات وعمليات التجميع

تُعد عمليات التجميع من أبرز أسباب أهمية طبقات إتاحة البيانات.

تجمع عملية التجميع عددًا كبيرًا من المعاملات، وتنشر ملخصًا أو برهانًا أو التزامًا بالحالة على طبقة أساسية.

وللحد من الاعتماد على الثقة، يجب أيضًا أن تتيح عملية التجميع قدرًا كافيًا من بيانات المعاملات حتى يتمكن الآخرون من التحقق من الدفعة.

تحتاج عمليات التجميع المتفائلة إلى إتاحة البيانات لأن الجهات المعترضة يجب أن تتمكن من فحص البيانات خلال فترة الاعتراض.

إذا كانت البيانات مخفية، فقد يعجز المعترض النزيه عن إثبات خطأ تحديث حالة غير صحيح.

تستخدم عمليات التجميع ذات المعرفة الصفرية براهين الصلاحية، لكن إتاحة البيانات تظل مهمة لأن المستخدمين يحتاجون إلى بيانات الحالة وتفاصيل المعاملات لتتبع الأرصدة والتفاعل بأمان.

توضح وثائق عمليات التجميع ذات المعرفة الصفرية لدى Ethereum أن أنظمة براهين الصلاحية تحتاج أيضًا إلى إتاحة البيانات حتى يتمكن المستخدمون من معرفة أرصدتهم وإجراء تحديثات الحالة.

ولهذا لا تُعد إتاحة البيانات تفصيلًا تقنيًا للمطورين وحدهم.

فهي تؤثر في سلامة المستخدمين وحقوق السحب وإمكانية الاطلاع على الحسابات والقدرة على التحقق من عملية التجميع بصورة مستقلة.

أخذ عينات من إتاحة البيانات

أخذ عينات من إتاحة البيانات، ويُشار إليه غالبًا اختصارًا بـ DAS، هو أسلوب للتحقق من إتاحة البيانات دون إجبار كل عقدة على تنزيلها كلها.

فبدلًا من تنزيل الكتلة أو Blob كاملة، تأخذ العقدة الخفيفة عينات عشوائية من أجزاء صغيرة من البيانات.

إذا جرى استرجاع عدد كافٍ من العينات العشوائية والتحقق منها بنجاح، تكتسب العقدة ثقة قوية بأن البيانات كاملة قد نُشرت.

يصف دليل إتاحة البيانات لدى Ethereum تقنية DAS بأنها طريقة لتنزيل العُقد لأجزاء عشوائية صغيرة من البيانات مع اكتساب الثقة بإتاحة مجموعة البيانات كاملة.

تعمل تقنية DAS عادةً مع الترميز المحوِّي.

يضيف الترميز المحوِّي أجزاء زائدة إلى البيانات، بحيث يمكن إعادة بنائها حتى لو فُقدت بعض الأجزاء.

وهذا يصعّب على منتج خبيث إخفاء جزء صغير من البيانات دون اكتشاف ذلك.

الفكرة البسيطة للمستخدمين العاديين هي أن كثيرًا من عمليات التحقق العشوائية الصغيرة قد توفر ثقة قوية دون تحميل كل عقدة العبء كاملًا.

وهذا أحد أسباب أهمية DAS لتوسيع البلوكتشين مستقبلًا.

الترميز المحوِّي في إتاحة البيانات

الترميز المحوِّي تقنية توسّع البيانات بإضافة أجزاء يمكن استخدامها لاستعادة الأجزاء المفقودة.

وفي نظام إتاحة البيانات، يسهل الترميز المحوِّي اكتشاف هجمات حجب البيانات.

فإذا أخفى منتج كتلة خبيث جزءًا من البيانات الأصلية، فقد يصبح جزء كبير من البيانات الموسعة غير متاح أو غير متسق.

وهذا يزيد احتمال اكتشاف العُقد الخفيفة للمشكلة عبر أخذ عينات عشوائية.

توضح وثائق إتاحة البيانات لدى Celestia أن Celestia تستخدم ترميز Reed-Solomon وأخذ عينات عشوائية لمساعدة العُقد الخفيفة على التحقق من الإتاحة دون تنزيل الكتل كاملة.

كما تصف خارطة طريق PeerDAS لدى Ethereum استخدام ترميز محوٍّ بأسلوب Reed-Solomon لتوسيع بيانات Blob وتحسين التحقق من إتاحتها.

قد يبدو الترميز المحوِّي معقدًا، لكن فكرته على مستوى المستخدم بسيطة.

تضيف الشبكة قدرًا كافيًا من التكرار لتسهيل ملاحظة البيانات المفقودة واستعادتها.

Ethereum وBlobs وإتاحة البيانات

ازدادت أهمية Ethereum بوصفها طبقة إتاحة بيانات لعمليات التجميع بعد ترقية Dencun.

فعّلت ترقية Dencun تقنية Proto-Danksharding، المعروفة أيضًا باسم EIP-4844، في مارس 2024.

وقدمت EIP-4844 معاملات تحمل Blobs، تتيح لعمليات التجميع نشر البيانات بتكلفة أقل مقارنةً ببيانات calldata الدائمة.

تذكر المواصفات الرسمية لـ EIP-4844 أن معاملات Shard Blob توسّع إتاحة البيانات في Ethereum بطريقة متوافقة مع الإصدارات المستقبلية.

وBlobs كائنات بيانات مؤقتة تستخدمها عمليات التجميع أساسًا.

وتكلفة تخزينها أقل من تكلفة تخزين النوع نفسه من البيانات بصورة دائمة في calldata على Ethereum.

تتيح عُقد Ethereum بيانات Blobs لفترة محدودة، وهي مدة تكفي عادةً لاحتياجات الاعتراض والتحقق في تصميمات عمليات التجميع الشائعة.

وبعد تلك الفترة، تستطيع العُقد العادية حذف البيانات، فيما يمكن لخدمات أخرى تخزينها لإتاحة الوصول التاريخي إليها.

يساعد هذا التصميم Ethereum على دعم مزيد من نشاط عمليات التجميع دون إجبار كل عقدة على تخزين جميع بياناتها إلى الأبد.

كما يوضح سبب ضرورة فهم الفرق بين إتاحة البيانات وتخزينها على المدى الطويل.

PeerDAS ومستقبل إتاحة البيانات في Ethereum

يشير PeerDAS إلى أخذ عينات من إتاحة البيانات عبر النظراء (Peer Data Availability Sampling).

وهو تصميم ضمن خارطة طريق Ethereum يستخدم أخذ العينات لتمكين العُقد من التحقق من إتاحة Blobs مع تنزيل جزء من البيانات فقط.

تصف المواصفات الرسمية لـ EIP-7594 PeerDAS PeerDAS بأنه بروتوكول يتيح للعُقد تنفيذ DAS عبر توزيع المعلومات بالإشاعات واكتشاف النظراء وطلب البيانات منهم.

توضح صفحة خارطة طريق PeerDAS على Ethereum.org أن الهدف هو عدم اشتراط تنزيل كل عقدة لكل Blob وتخزينها كاملة.

ويكتسب ذلك أهمية لأن الطلب على Blobs قد يزداد مع استخدام مزيد من عمليات التجميع والتطبيقات لـ Ethereum لإتاحة البيانات.

إذا اضطرت كل عقدة إلى تنزيل كل جزء من البيانات والاحتفاظ به إلى الأبد، فقد ترتفع متطلبات تشغيل العُقد وتتضرر اللامركزية.

صُمم PeerDAS لمساعدة Ethereum على زيادة سعة Blobs مع إبقاء مشاركة العُقد عملية.

وهو جزء من المسار الأوسع نحو Danksharding، حيث تصبح إتاحة البيانات أكثر كفاءة بفضل أخذ العينات وتحسين تصميم الشبكة.

والنقطة المهمة للمستخدمين هي أن توسيع إتاحة البيانات لا يتعلق بخفض الرسوم فحسب.

بل يتعلق أيضًا بالحفاظ على قابلية التحقق من الشبكة الأساسية ولامركزيتها مع نمو الاستخدام.

شبكات إتاحة البيانات المتخصصة

تُبنى بعض شبكات البلوكتشين خصيصًا لتوفير إتاحة البيانات لسلاسل وعمليات تجميع أخرى.

وغالبًا ما تُسمى هذه الشبكات شبكات إتاحة بيانات متخصصة أو طبقات DA معيارية.

Celestia مثال على شبكة معيارية لإتاحة البيانات.

تذكر وثائقها الرسمية أن Celestia ترتب Blobs وتبقيها متاحة، بينما تتم عمليات التنفيذ والتسوية على طبقات أعلى.

قد تخفض شبكات إتاحة البيانات المتخصصة تكاليف عمليات التجميع والسلاسل الخاصة بالتطبيقات، لأنها تركز على نشر البيانات والتحقق منها بدلًا من تنفيذ معاملات كل تطبيق.

كما يمكنها دعم بيئات تنفيذ مختلفة كثيرة.

وتفيد هذه المرونة المطورين الذين يريدون إنشاء عمليات تجميع مخصصة أو سلاسل للتطبيقات أو أنظمة ألعاب أو DeFi أو تطبيقات اجتماعية.

لكن المفاضلة تكمن في ضرورة فهم المستخدمين لافتراضات الأمان الخاصة بشبكة إتاحة البيانات.

فقد لا تتمتع عملية التجميع التي تستخدم طبقة إتاحة بيانات معينة بملف الأمان نفسه الذي تتمتع به عملية تستخدم طبقة أخرى.

وقد يؤثر اختيار طبقة إتاحة البيانات في افتراضات الثقة ومخاطر الجسور وأمان السحب والتوافق بين المنظومات.

لجان إتاحة البيانات

لجنة إتاحة البيانات مجموعة من الأطراف تتعهد بأن البيانات متاحة أو تؤكد ذلك.

تستخدم بعض أنظمة التوسع لجنةً بدلًا من نشر جميع بيانات المعاملات مباشرةً على طبقة عامة واسعة لإتاحة البيانات.

وقد يخفض ذلك التكاليف ويحسن الأداء، لكنه يضيف عادةً اعتمادًا أكبر على الثقة.

توضح وثائق إتاحة البيانات لدى Ethereum إمكانية استخدام لجان إتاحة البيانات بدلًا من أخذ عينات إتاحة البيانات أو إلى جانبه.

قد تعمل اللجنة جيدًا إذا كان أعضاؤها موثوقين وموزعين وخاضعين للمساءلة الاقتصادية.

لكن ينبغي للمستخدمين أن يسألوا عما يحدث إذا توقف أعضاء اللجنة عن العمل أو تواطؤوا أو فرضوا رقابة على البيانات أو رفضوا تقديمها أثناء نزاع.

قد يكون التصميم القائم على لجنة مناسبًا لبعض التطبيقات، لكنه لا يعادل إتاحة البيانات العامة الواسعة.

وقد يكون الفرق بين الإتاحة عبر لجنة والإتاحة العامة بالغ الأهمية في أنشطة الكريبتو عالية القيمة.

هجمات حجب البيانات

تحدث هجمة حجب البيانات عندما ينشر منتج كتلة أو مُرتِّب معاملات أو مشغّل التزامًا بالبيانات، لكنه يرفض الكشف عن البيانات كاملة.

وقد يمنع ذلك المشاركين النزيهين من التحقق من انتقال الحالة.

في عملية التجميع، قد يجعل حجب البيانات معرفة الأرصدة أو إنشاء براهين الاحتيال أو إثبات التحديثات غير الصحيحة أو الخروج بأمان أكثر صعوبة على المستخدمين.

وفي البلوكتشين المعيارية، قد يقطع حجب البيانات الصلة التي تحد من الحاجة إلى الثقة بين التنفيذ والتحقق.

وصُممت طبقة إتاحة البيانات القوية لتجعل هذه الهجمة صعبة أو قابلة للاكتشاف أو مكلفة اقتصاديًا.

يساعد أخذ عينات إتاحة البيانات لأن العُقد الخفيفة تستطيع فحص أجزاء البيانات عشوائيًا بدلًا من الثقة بملخص المنتج.

ويساعد الترميز المحوِّي لأن إخفاء جزء صغير من البيانات الأصلية قد يتطلب إخفاء حصة أكبر بكثير من البيانات الموسعة.

وقد تساعد براهين الاحتيال أو براهين الصلاحية أيضًا، لكنها تظل بحاجة عادةً إلى بيانات متاحة حتى تكون مفيدة.

ولهذا لا يمكن الاستغناء عن أمان إتاحة البيانات في أنظمة التوسع الجادة.

إتاحة البيانات ورسوم المعاملات

غالبًا ما تكون إتاحة البيانات أحد أكبر مصادر التكلفة لعمليات التجميع.

قد تنفذ عمليات التجميع المعاملات بتكلفة منخفضة، لكنها تظل بحاجة إلى نشر قدر كافٍ من البيانات للتحقق.

تذكر صفحة التوسع لدى Ethereum أن بيانات عمليات التجميع كان يجب تاريخيًا تخزينها على Ethereum بصورة دائمة، ما جعلها مكلفة.

وقد قُدمت معاملات Blob لخفض تكلفة بيانات عمليات التجميع عبر توفير مسار تخزين مؤقت لها.

وتتنافس شبكات إتاحة البيانات المتخصصة أيضًا على خفض تكلفة نشر البيانات.

قد يؤدي انخفاض تكاليف إتاحة البيانات إلى خفض رسوم المستخدمين على عمليات التجميع، لكن هذه العلاقة ليست تلقائية.

فقد يظل المستخدمون يدفعون تكاليف التنفيذ وترتيب المعاملات وإنشاء البراهين ورسوم الأولوية والجسور والتطبيقات.

ومع ذلك، تظل إتاحة البيانات أحد أهم مكونات الرسوم في تصميم البلوكتشين المعيارية.

وعندما تصبح إتاحة البيانات أقل تكلفة وأكثر قابلية للتوسع، قد يصبح استخدام كثير من التطبيقات عمليًا أكثر في الحياة اليومية.

إتاحة البيانات وافتراضات الأمان

لكل تصميم لإتاحة البيانات افتراضاته الأمنية.

يفترض تصميم العُقد الكاملة وجود عدد كافٍ من المشاركين الذين ينزّلون البيانات كاملة ويتحققون منها.

ويفترض تصميم أخذ العينات وجود عدد كافٍ من العُقد النزيهة التي تأخذ عينات البيانات وتتبادل أدلة على المشكلات.

أما تصميم اللجنة فيفترض وجود عدد كافٍ من أعضاء اللجنة النزيهين والمتصلين بالشبكة والمستعدين لتوفير البيانات.

ويفترض استخدام شبكة متخصصة لإتاحة البيانات أن مجموعة المدققين واقتصاديات التوكن وقواعد الإجماع وتصميم أخذ العينات فيها قوية بما يكفي للتطبيقات التي تعتمد عليها.

وقد تعتمد عملية التجميع التي تستخدم إتاحة بيانات خارجية أيضًا على جسور وأنظمة لنقل الرسائل تربط طبقة إتاحة البيانات بطبقة التسوية.

ينبغي ألا يقتصر سؤال المستخدمين على مدى سرعة النظام أو انخفاض تكلفته.

بل ينبغي أن يسألوا: من يضمن إتاحة البيانات؟ وكيف يجري التحقق من هذا الضمان؟ وماذا يحدث إذا لم تتوفر البيانات؟

ويكتسب ذلك أهمية خاصة في DeFi والإقراض والمشتقات والأصول المستقرة وNFTs عالية القيمة.

فقد يتحول ضعف افتراضات إتاحة البيانات إلى مخاطر مالية فعلية خلال ضغوط السوق.

إتاحة البيانات والعُقد الخفيفة

تكتسب العُقد الخفيفة أهمية لأنها تتيح لمزيد من المستخدمين التحقق من معلومات البلوكتشين دون تشغيل بنية تحتية كبيرة.

لا تنزّل العقدة الخفيفة عادةً كل معاملة ولا تنفذها.

بل تتحقق من الرؤوس أو الالتزامات أو التوقيعات أو البراهين أو العينات.

وفيما يتعلق بإتاحة البيانات، يمكن للعُقد الخفيفة استخدام أخذ العينات للتحقق من وجود البيانات دون تنزيلها كلها.

وهذا مفيد لأنه يجعل التحقق في متناول المستخدمين ذوي الأجهزة وعرض النطاق الترددي العاديين.

إذا كانت مراكز البيانات القوية وحدها قادرة على التحقق من سلسلة، تضعف اللامركزية.

يساعد أخذ عينات إتاحة البيانات على حماية اللامركزية عبر خفض تكلفة المشاركة.

ويمكن أن يزيد عدد العُقد الخفيفة أمان الشبكة أيضًا عندما تأخذ عينات البيانات بنشاط وتتبادلها.

تكون طبقة إتاحة البيانات أقوى عندما يستطيع كثير من المشاركين المستقلين التحقق من الإتاحة، بدلًا من الاعتماد على عدد قليل من المشغّلين الكبار.

إتاحة البيانات في البلوكتشينات المعيارية

تقسم البلوكتشينات المعيارية وظائف البلوكتشين الأساسية بين طبقات منفصلة.

وتشمل هذه الوظائف عادةً التنفيذ والتسوية والإجماع وإتاحة البيانات.

يتيح التصميم المعياري التخصص لكل طبقة.

فتستطيع طبقة التنفيذ التركيز على تشغيل التطبيقات.

ويمكن لطبقة التسوية التركيز على النهائية والبراهين وتسوية النزاعات.

ويمكن لطبقة الإجماع التركيز على الترتيب والاتفاق.

ويمكن لطبقة إتاحة البيانات التركيز على نشر بيانات المعاملات والتحقق منها.

قد يحسن هذا التصميم قابلية التوسع لأن كل طبقة ليست مضطرة إلى تنفيذ كل شيء.

لكنه قد يضيف تعقيدًا لأن على المستخدمين والمطورين فهم طريقة اتصال الطبقات بعضها ببعض.

ولا يتجاوز أمان منظومة البلوكتشين المعيارية قوة الافتراضات التي تربط طبقاتها.

ولهذا يُعد اختيار طبقة إتاحة البيانات قرارًا تصميميًا رئيسيًا لفرق تطوير عمليات التجميع.

Validiums وVolitions وإتاحة البيانات

Validium تصميم للتوسع يستخدم براهين الصلاحية، لكنه يخزن بيانات المعاملات خارج السلسلة.

وقد يخفض ذلك التكاليف، لكنه ينشئ افتراضًا مختلفًا بشأن إتاحة البيانات مقارنةً بعملية تجميع تنشر بياناتها على السلسلة.

إذا حُجبت بيانات Validium، فقد يعجز المستخدمون عن إعادة بناء الحالة حتى لو أكد برهان الصلاحية أن انتقال الحالة اتبع القواعد.

ويمنح Volition المستخدمين أو التطبيقات خيارًا بين إتاحة البيانات على السلسلة وإتاحتها خارج السلسلة.

وقد يتيح ذلك للمستخدمين الموازنة بين التكلفة والأمان بحسب نوع المعاملة.

فعلى سبيل المثال، قد يفضّل المستخدم إتاحة بيانات أقوى للتحويلات الكبيرة وإتاحة أرخص خارج السلسلة للأنشطة منخفضة القيمة.

وتوضح هذه التصميمات سبب أهمية مصطلح طبقة إتاحة البيانات للمستخدمين الفعليين.

فمكان وجود البيانات قد يغير مستوى أمان النظام بأكمله.

ما العوامل التي يدرسها المطورون عند اختيار طبقة إتاحة البيانات؟

يدرس المطورون عدة عوامل عند اختيار طبقة إتاحة البيانات.

العامل الأول هو الأمان.

يجب أن توفر طبقة إتاحة البيانات ضمانات قوية لنشر البيانات وإمكانية التحقق منها.

العامل الثاني هو التكلفة.

قد تخفض تكاليف البيانات المنخفضة تكلفة التطبيقات على المستخدمين.

العامل الثالث هو معدل المعالجة.

يجب أن تدعم طبقة إتاحة البيانات حجمًا كافيًا من البيانات للنشاط المتوقع للتطبيق.

العامل الرابع هو التكامل.

يحتاج المطورون إلى أدوات وواجهات API وبراهين وجسور وتوافق مع طبقة التسوية.

العامل الخامس هو اللامركزية.

ينبغي لطبقة إتاحة البيانات تجنب التصميمات التي لا يستطيع التحقق منها إلا عدد قليل من المشغّلين الأقوياء.

العامل السادس هو الوصول إلى البيانات التاريخية.

قد تحتاج التطبيقات إلى خطة للمفهرسين والأرشيفات وسجل المستخدمين والتحليلات وسجلات النزاعات.

العامل السابع هو دعم المنظومة.

تؤثر المحافظ ومستكشفات البلوكتشين ومزودو البنية التحتية وأدوات المطورين جميعها في مدى عملية اختيار طبقة إتاحة البيانات.

مخاطر طبقات إتاحة البيانات

الخطر الأول هو حجب البيانات.

إذا لم تتوفر البيانات، فقد يعجز المستخدمون عن التحقق من السلسلة أو الخروج بأمان من عملية تجميع.

الخطر الثاني هو ضعف المشاركة في أخذ العينات.

إذا كان عدد العُقد النزيهة التي تأخذ عينات البيانات قليلًا جدًا، فقد تضعف ضمانات إتاحة البيانات في الشبكة.

الخطر الثالث هو تعطل اللجنة.

إذا توقفت لجنة إتاحة البيانات عن العمل أو تصرفت على نحو ضار، فقد يفقد المستخدمون الوصول إلى البيانات اللازمة.

الخطر الرابع هو مخاطر الجسور.

عندما تستخدم عملية تجميع طبقة للتسوية وأخرى لإتاحة البيانات، يجب أن يكون الاتصال بين الطبقتين آمنًا.

الخطر الخامس هو فقدان البيانات التاريخية.

قد تضمن طبقة إتاحة البيانات توفرها على المدى القصير فقط، لذلك تحتاج التطبيقات إلى خطط تخزين منفصلة للبيانات القديمة.

الخطر السادس هو تقلب التكاليف.

إذا ارتفع الطلب على مساحة البيانات، فقد تزيد الرسوم ويتأثر المستخدمون.

الخطر السابع هو سوء الفهم.

يرى كثير من المستخدمين الرسوم المنخفضة ويفترضون أن النظام يوفر أمان الطبقة الأساسية نفسه، لكن ذلك قد لا يكون صحيحًا.

كيف يمكن للمستخدمين تقييم طبقة إتاحة البيانات؟

ينبغي للمستخدمين أولًا التحقق من مكان نشر عملية التجميع أو التطبيق لبيانات معاملاته.

وعليهم معرفة ما إذا كانت البيانات تُنشر على طبقة أساسية أو شبكة متخصصة لإتاحة البيانات أو عبر لجنة أو في نظام تخزين خاص.

كما ينبغي لهم معرفة مدة بقاء البيانات متاحة عبر العُقد العادية.

وينبغي التحقق مما إذا كان النظام يستخدم أخذ عينات إتاحة البيانات أو النسخ الكامل أو تصديقات اللجنة أو طريقة أخرى.

وعليهم فهم ما إذا كان التطبيق يوفر مخارج طوارئ عند تعذر إتاحة البيانات.

وينبغي لهم التحقق من وجود مدققين مستقلين ووثائق عامة ومراقبة نشطة وأدوات موثوقة لدى طبقة إتاحة البيانات.

كما ينبغي التحقق مما إذا كان التطبيق يشرح افتراضاته الأمنية بوضوح.

ينبغي للمشروع الجاد أن يوضح نموذج إتاحة البيانات لديه بدلًا من إخفائه وراء مصطلحات تسويقية.

والقاعدة الأجدر للمستخدمين العاديين هي اعتبار نماذج إتاحة البيانات الأقل تكلفة مفيدة، لكن ليس مساوية تلقائيًا للنماذج الأقوى.

فالرسوم المنخفضة قيمة مهمة، لكن ينبغي ألا تأتي مصحوبة بمخاطر خفية لا يفهمها المستخدمون.

مفاهيم خاطئة شائعة حول طبقات إتاحة البيانات

من المفاهيم الخاطئة أن إتاحة البيانات تعني تخزينها إلى الأبد.

في الواقع، تعني إتاحة البيانات عادةً نشر البيانات وإتاحتها خلال فترة التحقق المطلوبة.

ومن المفاهيم الخاطئة أيضًا أن براهين الصلاحية تلغي الحاجة إلى إتاحة البيانات.

قد تثبت براهين الصلاحية صحة انتقال الحالة، لكن المستخدمين ما زالوا بحاجة إلى البيانات لمعرفة الأرصدة وإعادة بناء الحالة والتفاعل بأمان.

أما المفهوم الخاطئ الثالث فهو أن جميع عمليات التجميع تتمتع بضمانات إتاحة البيانات نفسها.

فقد تستخدم عمليات التجميع المختلفة طبقات إتاحة بيانات وافتراضات أمان مختلفة.

والمفهوم الخاطئ الرابع هو أن انخفاض الرسوم يعني دائمًا أن التصميم أفضل.

الرسوم المنخفضة مفيدة، لكن على المستخدمين مراعاة الأمان واللامركزية وسبل الخروج والوصول إلى البيانات أيضًا.

والمفهوم الخاطئ الخامس هو أن طبقة إتاحة البيانات تهم المطورين وحدهم.

لكنها تؤثر في سلامة المستخدمين وتكاليف المعاملات وموثوقية السحب وافتراضات الثقة.

لماذا تهم طبقات إتاحة البيانات في تحسين الإجابات ومحركات البحث؟

يريد الباحثون عن مصطلح طبقة إتاحة البيانات عادةً معرفة سبب ظهوره في سياق عمليات التجميع والبلوكتشينات المعيارية وتوسّع Ethereum وأمان الطبقة الثانية.

والإجابة الأبسط هي أن طبقة إتاحة البيانات تتيح الوصول إلى بيانات المعاملات حتى يتمكن الآخرون من التحقق من البلوكتشين أو عملية التجميع.

أما الإجابة الأكثر اكتمالًا فهي أن طبقات إتاحة البيانات تساعد البلوكتشينات على التوسع دون التخلي عن إمكانية التحقق المستقل من البيانات.

وتشمل المصطلحات المرتبطة الأهم للباحثين عمليات التجميع وBlobs وEIP-4844 وPeerDAS وأخذ عينات إتاحة البيانات والبلوكتشين المعيارية وValidium وطبقة التسوية وطبقة التنفيذ وهجمة حجب البيانات.

غالبًا ما تظهر هذه المصطلحات معًا لأن توسيع الكريبتو الحديث يعتمد على فصل التنفيذ عن نشر البيانات.

وينبغي للإجابة الجيدة أن توضح أن إتاحة البيانات تتعلق بالتحقق، لا بالتخزين فقط.

كما ينبغي أن تشرح أن خيارات إتاحة البيانات المختلفة تنشئ نماذج أمان مختلفة.

ولهذا يهم هذا الموضوع المطورين ومستخدمي الكريبتو العاديين على حد سواء.

الأسئلة الشائعة

ما طبقة إتاحة البيانات في عالم الكريبتو؟

طبقة إتاحة البيانات هي الجزء من نظام البلوكتشين الذي ينشر بيانات المعاملات ويتحقق منها، كي يتمكن المستخدمون والعُقد من تأكيد صحة تغييرات الحالة.

لماذا تهم إتاحة البيانات؟

تكتسب إتاحة البيانات أهميتها لأن المستخدمين لا يستطيعون التحقق بصورة مستقلة من كتلة أو دفعة تجميع أو تحديث حالة إذا كانت بيانات المعاملات الأساسية مخفية.

هل إتاحة البيانات هي نفسها تخزين البيانات؟

لا. تتعلق إتاحة البيانات بتوفير البيانات الجديدة للتحقق، بينما يتعلق تخزين البيانات بالاحتفاظ بالبيانات التاريخية بحيث يمكن استرجاعها بمرور الوقت.

ما مشكلة إتاحة البيانات؟

مشكلة إتاحة البيانات هي التحدي المتمثل في إثبات نشر بيانات المعاملات كاملة دون إجبار كل مشارك على تنزيلها كلها.

ما أخذ عينات إتاحة البيانات؟

أخذ عينات إتاحة البيانات طريقة تنزّل بها العُقد أجزاء صغيرة عشوائية من البيانات لاكتساب ثقة قوية بإتاحة مجموعة البيانات كاملة.

لماذا تحتاج عمليات التجميع إلى إتاحة البيانات؟

تحتاج عمليات التجميع إلى إتاحة البيانات كي يتمكن المستخدمون والمعترضون وجهات التحقق من إعادة بناء الحالة وفحص الدفعات وإثبات الأخطاء والخروج بأمان.

هل تظل عمليات التجميع ذات المعرفة الصفرية بحاجة إلى إتاحة البيانات؟

نعم. تظل عمليات التجميع ذات المعرفة الصفرية بحاجة إلى إتاحة البيانات لأن المستخدمين يحتاجون إلى بيانات الحالة والمعاملات لمعرفة الأرصدة والتفاعل بأمان.

ما Blobs في Ethereum؟

Blobs في Ethereum كائنات بيانات مؤقتة قدمتها EIP-4844، وتتيح لعمليات التجميع نشر البيانات بتكلفة أقل من بيانات calldata الدائمة.

ما PeerDAS؟

PeerDAS تصميم لأخذ عينات إتاحة البيانات في Ethereum، ويتيح للعُقد التحقق من إتاحة Blobs مع تنزيل جزء من البيانات فقط.

ما لجنة إتاحة البيانات؟

لجنة إتاحة البيانات مجموعة من الأطراف تخزن البيانات أو تؤكد إتاحتها، وعادةً ما تنطوي على افتراضات ثقة أكثر من الإتاحة العامة الواسعة.

هل يمكن لطبقة إتاحة البيانات خفض الرسوم؟

نعم. قد تخفض طبقة إتاحة البيانات القابلة للتوسع تكاليف عمليات التجميع عبر تقليل تكلفة نشر بيانات المعاملات والتحقق منها.

ما أكبر مخاطر ضعف طبقة إتاحة البيانات؟

أكبر المخاطر هي حجب البيانات، ما قد يمنع المستخدمين من التحقق من الحالة أو الاعتراض على الاحتيال أو استرداد الأموال بأمان.

الخاتمة

تُعد طبقة إتاحة البيانات أحد أهم مكونات التوسع في عالم الكريبتو الحديث.

فهي تتيح بيانات المعاملات حتى تتمكن البلوكتشينات وعمليات التجميع والعُقد الخفيفة والمستخدمون من التحقق من تغييرات الحالة دون الثقة العمياء بمشغّل.

ولا تعني إتاحة البيانات الشيء نفسه الذي يعنيه التنفيذ أو التسوية أو التخزين الدائم.

بل هي ضمان نشر البيانات اللازمة للتحقق وإمكانية الوصول إليها خلال فترة التحقق الحرجة.

وُجدت Blobs في Ethereum وأخذ عينات إتاحة البيانات وPeerDAS وشبكات DA المعيارية وأنظمة إتاحة البيانات المتخصصة لأن البلوكتشينات تحتاج إلى وسيلة للتوسع مع الحفاظ على قابلية التحقق.

والدرس الأساسي للمستخدمين هو تجاوز النظر إلى الرسوم المنخفضة والسؤال عن مكان نشر البيانات ومن يتحقق منها ومدة بقائها متاحة وما يحدث إذا حُجبت.

قد تجعل طبقة إتاحة البيانات القوية عمليات التجميع أقل تكلفة وأسرع وأكثر أمانًا.

أما طبقة إتاحة البيانات الضعيفة فقد تنشئ افتراضات ثقة خفية قد لا ينتبه إليها المستخدمون حتى وقوع مشكلة.

ومع توجه الكريبتو أكثر نحو تصميم البلوكتشين المعيارية، ستظل إتاحة البيانات موضوعًا محوريًا لقابلية التوسع والأمان وحماية المستخدمين.