مقدمة

توفر البيانات مفهومًا مهمًا داخل تكنولوجيا البلوكتشين. يضمن أن المعلومات اللازمة لتيسير التحقق متاحة لجميع العقداء من خلال ضمان توفر جميع مشاركي الشبكة للبيانات التي تلزم للتحقق من الكتلة. إنه يلعب دورًا قويًا في الحفاظ على سلامة وجدارة النظام اللامركزي بأسره.

ما هو توافر البيانات في البلوكتشين؟

تتعلق توافر البيانات في البلوكتشين بإمكانية الوصول إلى بيانات المعاملات المخزنة على شبكة البلوكتشين وموثوقيتها. إنه يضمن أن جميع المشاركين داخل الشبكة لديهم الوصول إلى البيانات اللازمة للتحقق من المعاملات والحفاظ على نزاهة النظام، مما يضمن في الأساس أن تكون المعلومات اللازمة للتحقق متاحة لجميع عقد الشبكة، حتى في وجه القيود الموارد أو تحديات التوسع.

بشكل أبسط، يضمن توافر البيانات أن كل مشارك في نظام البلوكتشين لديه الوصول إلى المعلومات الكاملة والدقيقة اللازمة للتحقق من الصفقات وضمان تناسق وموثوقية الشبكة.

دور توافر البعد في شبكات البلوكتشين

في الشبكات اللامركزية، مثل البلوكتشين، لا تتحكم كيان واحد في مجموعة البيانات بأكملها. بدلاً من ذلك، يتم توزيع البيانات عبر عدة عقد، ويقوم كل عقد بالتحقق بشكل مستقل من صحة المعاملات بناءً على البيانات المتاحة.

بدون آليات توفر البيانات، تتعرض نزاهة نظام البلوكتشين برمته للخطر، ولا يمكن للمشاركين التحقق من عمليات النقل بدقة، مما يؤدي إلى انهيار الثقة والموثوقية داخل الشبكة.

من خلال ضمان الوصول إلى بياناته الأساسية، تمكن شبكات البلوكتشين المشاركين من التحقق بشكل مستقل من المعاملات دون الاعتماد على سلطة مركزية لتنظيم العمليات. تعزز هذه اللامركزية الثقة بين مشاركي الشبكة، حيث يمكنهم أن يكونوا واثقين من أن بيانات المعاملات شفافة ولا يمكن تغييرها.

تزيد توفر البيانات أيضًا من أمان شبكات البلوكتشين عن طريق منع الأنشطة الاحتيالية مثل الإنفاق المزدوج أو تلاعب البيانات. من خلال الوصول إلى تاريخ العمليات الكامل، يمكن للمشاركين اكتشاف ورفض العمليات غير الصالحة، مما يضمن سلامة الشبكة وجديتها.

ما هي التحديات التي تواجه توافر البيانات في البلوكتشين؟

امتناع البعض من المعلومات

يعرض عدم الكشف عن البيانات تحديًا كبيرًا لتوافر البيانات في شبكات البلوكتشين لأنه في بيئة لامركزية، يُتوقع من كل مشارك أن يُسهم في الصحة العامة للشبكة من خلال مشاركة بيانات المعاملات بشفافية. ومع ذلك، يوجد دائمًا خطر أن يُمتنع أحد المشاركين، سواء عن طريق الخطأ بسبب فشل النظام أو بصورة متعمدة لأسباب خبيثة، عن تقديم البيانات الحرجة. وهذا يمكن أن يؤدي إلى تناقضات في حالة البلوكتشين وتعريض مصداقية الشبكة للخطر.

يقدم تضحية القابلية للتوسع - الأمان تحدياً معقداً في ضمان التوفر. تهدف شبكات البلوكتشين في كثير من الأحيان إلى تعزيز القابلية للتوسع لمعالجة حجم المعاملات المتزايد وتحسين الإنتاجية. ومع ذلك، يمكن لحلول التوسيع أن تقدم عرضاً غير مقصود يمكن أن يعرض الشبكة للضعف الذي يؤثر على أمان الشبكة.

على سبيل المثال، زيادة حجم الكتل أو زيادة معدل العمليات قد يقلل من الوقت المتاح للعقد للتحقق الشامل من العمليات، وهذا بدوره يمكن أن يعاكس ويمكن أن يتيح للمهاجمين الخبيثين تلاعب حالة البلوكتشين. إيجاد توازن بين قابلية التوسع والأمان أمر أساسي للحفاظ على توافر البيانات القوية مع استيعاب نمو الشبكة.

القيود التقنية والبنية التحتية

قد تعيق القيود التقنية والبنية التحتية تحقيق توافر بيانات مثلى في البلوكتشينات. على سبيل المثال، يتم تحديد قدرة العُقد الفردية على تخزين ونقل كميات كبيرة من البيانات بشكل كبير بمسألة قابلية التوسع في الشبكة. وهذا يعني أنه إذا كانت الشبكة والأجهزة لا يمكنها دعم عمليات نقل البيانات بسهولة وسرعة، فقد يكون هذا مشكلة.

بعض المشاكل في هذه المسألة هي قيود النطاق الترددي، وسعة التخزين المحدودة، وقوة معالجة العقد، خاصة في الشبكات ذات الأحجام الكبيرة للمعاملات.

مع تراكم بيانات المعاملات مع مرور الوقت، يصبح ضمان إمكانية الوصول إليها أمرًا أكثر تحديًا، خاصة بالنسبة للعقد ذوي الموارد المحدودة. إن معالجة هذه القيود التقنية والبنية التحتية أمر أساسي لتعزيز موثوقية وإمكانية الوصول إلى بيانات البلوكتشين.

النهج الوحدوي وقضايا التوافق

اعتماد النهج الوحدوي في تصميم البلوكتشين يُدخل بعض التعقيدات الإضافية في توافر البيانات. يحدث ذلك لأن الهندسات الوحدوية تفصل توافر البيانات عن وظائف البلوكتشين الأخرى، مثل التنفيذ والتوافق، لتحسين المرونة وقابلية التوسيع. ومع ذلك، تُعقد هذه الفصل تصميم النظام وتشغيله، متطلبة تكامل دقيق لوحدات مختلفة للحفاظ على التماسك والكفاءة العامة.

تظهر مشاكل التوافق بين الشبكات بشكل متزايد مع تطور تكنولوجيا البلوكتشين، مما يؤدي إلى ظهور شبكات وحلول أخرى بنهج متنوعة لتوفير البيانات. بينما تساعد التنوع على تعزيز الابتكار، إلا أنه يعرض التحديات في ضمان التفاعل السلس وتبادل البيانات بين الأنظمة. وبذلك يكون الجهود القياسية ضرورية لمعالجة تحديات التوافق وإنشاء بروتوكولات قياسية لتوفر البيانات عبر سلاسل كتل مختلفة.

ضمان توافر البعد

طبقات توفر البيانات (DALs) مهمة جدًا، خاصة عندما يتعلق الأمر بضمان إمكانية الوصول وموثوقية البيانات في شبكات البلوكتشين. تم تصميم هذه الحلول لمعالجة التحديات المتعلقة بالتوفر عن طريق توفير آليات لتخزين واسترداد بيانات البلوكتشين.

تعمل DALs إما على السلسلة أو خارج السلسلة وتتحمل مسؤولية فصل مهمة جعل البيانات متاحة عن وظائف البلوكتشين الأخرى، مثل التنفيذ والتوافق. من خلال فصل توافر البيانات، يمكنهم تعزيز قابلية التوسع والكفاءة للشبكات مع الحفاظ على سلامة البيانات.

تضمن DALs تخزين وإمكانية الوصول الموثوقة لبيانات البلوكتشين، حتى عند مواجهة فشل العقدة أو انقطاع الشبكة. تستخدم هذه الحلول تقنيات متقدمة مثل الترميز القائم على المحو وتقسيم البيانات وأشكال أخرى من تقسيم البيانات لتوزيع وتخزين البيانات عبر عدة عقد.

ترميز المحو وعينات توافر البيانات

يُستخدم ترميز المحو في حلول توفر البيانات لتعزيز متانة البيانات وإمكانيتها. يتضمن تقسيم البيانات إلى شظايا أصغر، وإضافة تكرار من خلال البيانات التكميلية، وتوزيع هذه الشظايا عبر عقد التخزين. في حالة فشل العقد أو فقدان البيانات، يتيح ترميز المحو إعادة بناء البيانات الأصلية من الأجزاء المتاحة، مضمونًا توافر البيانات وسلامتها.

DAS يتيح للعقد أخذ عينات من بيانات البلوكتشين بدلاً من التحقق من مجموعة البيانات بأكملها. من خلال تحليل هذه العينات، يمكن للعقد التحقق بشكل احتمالي من توافر وصحة مجموعة البيانات بأكملها، مما يقلل من متطلبات الحوسبة والنطاق الترددي للتحقق من البيانات.

لجان توفر البيانات (DACs)

لجان توفر البيانات (DACs) هي مجموعات متخصصة من العقداء الموثوق بهم المسؤولة عن ضمان توافر وإمكانية الوصول إلى بيانات البلوكتشين، ولا سيما في حلول توسيع السلسلة خارج السلسلة. تلعب هذه اللجان دورًا هامًا في التحقق من أن البيانات - مثل المعاملات أو تغييرات الحالة - مخزنة بشكل صحيح ويمكن الوصول إليها من قبل المشاركين في الشبكة.

تعمل DACs بشكل مستقل عن شبكة البلوكتشين الرئيسية. وعادة ما تتألف من مجموعة لامركزية من المشاركين، يتم اختيارهم بناءً على معايير الجدارة المعينة أو من خلال عملية اختيار لامركزية لمنع نقاط الفشل المركزية أو التحكم.

هؤلاء المشاركون مفيدين بشكل خاص في حلول توسيع الطبقة 2، مثل الرول أبس، حيث يساعدون في إدارة البيانات المرتبطة بالحسابات خارج السلسلة. من خلال ضمان توافر البيانات عبر طبقات مختلفة من شبكة البلوكتشين، تساهم الشركات الديمقراطية الموزعة في الحفاظ على كفاءة الشبكة وسرعتها وموثوقيتها العامة.

تطبيقات وآثار في العالم الحقيقي

بخصوص التحقق من الكتلة داخل شبكات البلوكتشين، توافر البيانات مهم للغاية للتحقق من الكتلة، والذي يتضمن عدة خطوات، بما في ذلك نشر الكتلة، التحقق من صحة الصفقات، التحقق من رأس الكتلة، الامتثال لآلية الاتفاق، وتحديث البلوكتشين.

انتشار الكتل

أثناء انتشار الكتلة، يتم بث الكتل الحديثة التي تم إنشاؤها إلى الشبكة، مما يجعلها متاحة بسهولة لجميع العقد المشاركة من أجل التحقق. يقوم كل عقد بتحقق من المعاملات داخل الكتلة الجديدة، مضمنًا امتثالها لقواعد الشبكة وتوافر بيانات المعاملات ذات الصلة.

بالنسبة لتوفر البيانات، عندما يتم بث الكتل المُنشأة حديثًا إلى الشبكة. إذا لم تكن البيانات متاحة على الفور لجميع العُقد المشاركة، فإنه يمكن أن يؤدي ذلك إلى تأخير انتشار الكتلة وعرقلة عملية التحقق. يجب على العُقد الوصول إلى بيانات الكتلة الكاملة لبدء عملية التحقق بسرعة.

بدون البيانات المتاحة بسهولة للتحقق، تكافح العقد لمزامنة مع الشبكة، مما يؤدي إلى تناقضات واضطرابات محتملة في عمل البلوكتشين.

تحقق الصفقة

أثناء التحقق من الصفقات، يتحقق كل عقدة من صحة الصفقات داخل الكتلة. تتيح توافر البيانات تأكد من أن جميع بيانات الصفقات ذات الصلة، بما في ذلك عناوين المُرسِلين، التواقيع الرقمية، ومبالغ الصفقات، متاحة للتحقق.

بدون توافر بيانات كاملة ، قد تفشل العقد في التحقق من صحة المعاملات بدقة، مما يؤدي إلى وجود أخطاء محتملة أو تناقضات في تاريخ المعاملات في البلوكتشين. آليات توافر البيانات قوية ضرورية لضمان سلامة وموثوقية عمليات التحقق من المعاملات.

التحقق من رأس الكتلة

تتضمن التحقق من رأس الكتلة فحص المعلومات داخل رأس الكتلة، مثل تجزئة الكتلة السابقة والطابع الزمني والرقم التسلسلي. تقوم العقد بالتحقق من أن الكتلة تلتزم ببروتوكول البلوكتشين، مؤكدة تسلسلها الزمني وسلامتها.

امتثال آلية التوافق يتطلب من العقد أن يضمنوا أن الكتلة تفي بقواعد آلية التوافق المستخدمة من قبل شبكة البلوكتشين. على سبيل المثال، في نظام الإثبات بالعمل، يقوم العقد بالتحقق مما إذا كانت قيمة تجزئة الكتلة تلبي الهدف من الصعوبة المطلوبة.

وأخيرًا، عند التحقق الناجح، يتم إضافة الكتلة إلى البلوكتشين، ويقوم كل عقدة بتحديث نسختها من الدفتر الأكبر. طوال هذه العملية برمتها، تكون توافر البيانات ضروريًا لضمان أن جميع المعلومات اللازمة قابلة للوصول للتحقق، ومنع التلاعب بالبيانات، والاحتيال، أو الفقدان.

التآزر بين تقنية Roll Ups وطبقات توافر البيانات

الرول‌آبس هي حلاقة للكتل مثل الإيثيريوم وتعتمد بشكل كبير على بنية البيانات الأساسية المتاحة لضمان عملها بكفاءة. تهدف إلى زيادة قدرة معالجة المعاملات من خلال تنفيذ المعاملات خارج السلسلة ونشر بيانات المعاملات مرة أخرى إلى السلسلة الرئيسية للتأكيد.

تضمن التآزر بين اللفات وطبقات توفر البيانات أن يكون بيانات المعاملات اللازمة للتحقق متاحة بسهولة. طبقات توفر البيانات، مثل طبقات توفر البيانات (DALs)، توفر البنية التحتية اللازمة لتخزين واسترجاع بيانات المعاملات بكفاءة.

بالنسبة لخريطة طريق إيثيريوم القابلة للتعديل، التي تحول التنفيذات إلى تجميعات، تلعب طبقات توفر البيانات دورًا هامًا في ضمان شفافية وقابلية التحقق من بيانات المعاملات. هذه الربط بين التجميعات وطبقات توفير البيانات أمر أساسي لرؤية إيثيريوم للتوسع، حيث تسهم التجميعات في زيادة معدل معالجة المعاملات. على النقيض، تضمن طبقات توفير البيانات توفر ونزاهة بيانات المعاملات.

حلول توفر البيانات والبروتوكولات

تُستخدَم العديد من حلول توفر البيانات والبروتوكولات في شبكات البلوكتشين لمعالجة التحديات المرتبطة بتوفر البيانات. تشمل هذه الحلول Celestia، و Near DA، و EigenLayer، و Avail، و KYVE، بين أمور أخرى.

Celestia هو بلوكتشين مصمم بوضوح ليكون طبقة توفر البيانات (DAL)، مع التركيز على ترتيب المعاملات وضمان توفرها. تقدم Near DA حلولًا لتنسيق توفر البيانات بين الشاردات في بيئة بلوكتشين مشتتة. تسمح EigenLayer للمستخدمين بإعادة رهن Ethereum لتقديم خدمات إضافية، بما في ذلك تحسين توفر البيانات.

يستخدم Avail، داخل نظام البوليجون، ترميز المحو ولجنة توفر البيانات لضمان استرداد البيانات بكفاءة. KYVE، على الرغم من أنه ليس بلوكشين، يوفر تخزين بيانات لامركزي متخصص في جعل البيانات الموثقة سهلة الاسترداد.

هذه الحلول والبروتوكولات لتوفر البيانات تعزز قابلية التوسع والكفاءة والموثوقية لشبكات البلوكتشين من خلال ضمان توفر ونزاهة بيانات المعاملات. اعتمادها وتنفيذها يلعب دوراً حاسماً في دعم اعتماد واستدامة تقنية البلوكتشين على نطاق واسع في مختلف الصناعات والحالات الاستخدامية.

استنتاج

تُساعد توافر البعد البياني في تيسير التحقق المستقل، والحفاظ على اللامركزية، وتعزيز الثقة بين مشاركي الشبكة.

شهدت توافر البيانات في البلوكتشين تقدمات كبيرة إلى جانب تحديات مستمرة. بينما ساهمت الحلول مثل DALs وتشفير المسح و DACs في تحسين توافر البيانات، تستمر التحديات مثل احتجاز البيانات، وتضارب التنقل-الأمان، وقضايا التوافق في إثارة المخاوف.