Στρατηγικές αποθήκευσης δεδομένων Blockchain

Υπάρχουν πολλοί τρόποι αποθήκευσης πληροφοριών είτε απευθείας στο blockchain είτε με τρόπο που να διασφαλίζεται από αυτό:

• EIP-4844 blobs
• Calldata
• Εκτός αλυσίδας με μηχανισμούς L1
• «Κώδικας» συμβολαίου
• Συμβάντα
• Αποθηκευτικός χώρος EVM

Η επιλογή της μεθόδου που θα χρησιμοποιηθεί βασίζεται σε διάφορα κριτήρια:

• Η πηγή των πληροφοριών. Οι πληροφορίες στα δεδομένα κλήσης δεν μπορούν να προέρχονται απευθείας από το ίδιο το blockchain.
• Ο προορισμός των πληροφοριών. Το Calldata είναι διαθέσιμο μόνο στη συναλλαγή που αφορά. Τα γεγονότα δεν είναι καθόλου προσβάσιμα στην αλυσίδα.
• Πόση ταλαιπωρία είναι αποδεκτή; Οι υπολογιστές που εκτελούν έναν κόμβο πλήρους κλίμακας μπορούν να εκτελέσουν περισσότερη επεξεργασία από έναν ελαφρύ πελάτη σε μια εφαρμογή που εκτελείται σε πρόγραμμα περιήγησης.
• Είναι απαραίτητο να διευκολυνθεί η εύκολη πρόσβαση στις πληροφορίες από κάθε κόμβο;
• Οι απαιτήσεις ασφαλείας.

Οι απαιτήσεις ασφαλείας

Γενικά, η ασφάλεια πληροφοριών αποτελείται από τρία χαρακτηριστικά:

• Εμπιστευτικότητα, οι μη εξουσιοδοτημένες οντότητες δεν επιτρέπεται να διαβάζουν τις πληροφορίες. Αυτό είναι σημαντικό σε πολλές περιπτώσεις, αλλά όχι εδώ. Δεν υπάρχουν μυστικά στο blockchain. Τα blockchain λειτουργούν επειδή οποιοσδήποτε μπορεί να επαληθεύσει τις μεταβάσεις κατάστασης, επομένως είναι αδύνατο να χρησιμοποιηθούν για την απευθείας αποθήκευση μυστικών. Υπάρχουν τρόποι αποθήκευσης εμπιστευτικών πληροφοριών στο blockchain, αλλά όλοι βασίζονται σε κάποιο εξάρτημα εκτός αλυσίδας για την αποθήκευση τουλάχιστον ενός κλειδιού.

• Integrity, οι πληροφορίες είναι σωστές, δεν μπορούν να αλλάξουν από μη εξουσιοδοτημένες οντότητες ή με μη εξουσιοδοτημένους τρόπους (για παράδειγμα, μεταφορά ERC-20 tokensopens in a new tab χωρίς ένα συμβάν «Μεταφοράς»). Στο blockchain, κάθε κόμβος επαληθεύει κάθε αλλαγή κατάστασης, η οποία διασφαλίζει την ακεραιότητα.

• Διαθεσιμότητα, οι πληροφορίες είναι διαθέσιμες σε κάθε εξουσιοδοτημένο φορέα. Στο blockchain, αυτό συνήθως επιτυγχάνεται έχοντας τις πληροφορίες διαθέσιμες σε κάθε [full node] (https://ethereum.org/developers/docs/nodes-and-clients#full-nodeopens in a new tab).

Οι διαφορετικές λύσεις εδώ έχουν όλες εξαιρετική ακεραιότητα, επειδή τα hashes δημοσιεύονται στο L1. Ωστόσο, έχουν διαφορετικές εγγυήσεις διαθεσιμότητας.

Προαπαιτούμενα

Θα πρέπει να κατανοείτε καλά τις βασικές αρχές του blockchain. Αυτή η σελίδα προϋποθέτει επίσης ότι ο αναγνώστης είναι εξοικειωμένος με τα blocks, transactions και άλλα σχετικά θέματα.

EIP-4844 blobs

Ξεκινώντας με το Dencun hardforkopens in a new tab η κρυπτοαλυσίδα Ethereum περιλαμβάνει [EIP-4844](https:// eips.ethereum.org/EIPS/eip-4844), το οποίο προσθέτει στο Ethereum blobs δεδομένων με περιορισμένη διάρκεια ζωής (αρχικά περίπου 18 ημέρεςopens in a new tab). Αυτά τα blobs τιμολογούνται ξεχωριστά από το execution gas, αν και χρησιμοποιούν παρόμοιο μηχανισμό. Είναι ένας φθηνός τρόπος για να δημοσιεύσετε προσωρινά δεδομένα.

Η κύρια περίπτωση χρήσης για τα blobs EIP-4844 είναι για τα rollups που δημοσιεύουν τις συναλλαγές τους. Τα Optimistic rollups πρέπει να δημοσιεύουν τις συναλλαγές στα blockchains τους. Αυτές οι συναλλαγές πρέπει να είναι διαθέσιμες σε οποιονδήποτε κατά την περίοδο πρόκλησηςopens in a new tab για να ενεργοποιηθούν οι επικυρωτέςopens in a new tab για να διορθώσετε το λάθος εάν ο sequenceropens in a new tab του rollup δημοσιεύει ένα λανθασμένο root κατάστασης.

Ωστόσο, μόλις περάσει η περίοδος πρόκλησης και οριστικοποιηθεί το root κατάστασης, ο σκοπός που απομένει για τη γνώση αυτών των συναλλαγών είναι η αναπαραγωγή της τρέχουσας κατάστασης της αλυσίδας. Αυτή η κατάσταση είναι επίσης διαθέσιμη από κόμβους αλυσίδας, με πολύ λιγότερη απαίτηση επεξεργασίας. Επομένως, οι πληροφορίες συναλλαγών θα πρέπει να εξακολουθούν να διατηρούνται σε μερικά μέρη, όπως εξερευνητές μπλοκ, αλλά δε χρειάζεται να πληρώσετε για το επίπεδο αντίστασης λογοκρισίας που παρέχει το Ethereum.

Τα Zero-knowledge rollups δημοσιεύουν επίσης τα δεδομένα συναλλαγών τους για να επιτρέψουν σε άλλους κόμβους να αναπαράγουν την υπάρχουσα κατάσταση και να επαληθεύσουν τις αποδείξεις εγκυρότητας, αλλά και πάλι αυτό είναι βραχυπρόθεσμη απαίτηση.

Κατά τη σύνταξη της ανάρτησης στο EIP-4844 κοστίζει ένα wei (10^-18 ETH) ανά byte, το οποίο είναι αμελητέο σε σύγκριση με το 21,000 gas εκτέλεσης που κοστίζει οποιαδήποτε συναλλαγή, συμπεριλαμβανομένης αυτής που δημοσιεύει blobsopens in a new tab. Μπορείτε να δείτε την τρέχουσα τιμή EIP-4844 στο blobscan.comopens in a new tab.

Δείτε παρακάτω τις διευθύνσεις blobs που δημοσιεύτηκαν από μερικές διάσημα rollups.

Calldata

Το Calldata αναφέρεται στα byte που αποστέλλονται ως μέρος της συναλλαγής. Αποθηκεύεται ως μέρος της μόνιμης εγγραφής του blockchain στο μπλοκ που περιλαμβάνει τη συγκεκριμένη συναλλαγή.

Αυτή είναι η φθηνότερη μέθοδος για μόνιμη τοποθέτηση δεδομένων στο blockchain. Το κόστος ανά byte είναι είτε 4 gas εκτέλεσης (αν το byte είναι μηδέν) είτε 16 gas (οποιαδήποτε άλλη αξία). Εάν τα δεδομένα είναι συμπιεσμένα, κάτι που είναι τυπική πρακτική, τότε κάθε τιμή byte είναι εξίσου πιθανή, επομένως το μέσο κόστος είναι περίπου 15.95 gas ανά byte.

Τη στιγμή σύνταξης του άρθρου, οι τιμές είναι 12 gwei/gas και 2300 $/ETH, που σημαίνει ότι το κόστος είναι περίπου 45 σεντς ανά kilobyte. Επειδή αυτή ήταν η φθηνότερη μέθοδος πριν από την EIP-4844, αυτή είναι η μέθοδος που τα rollups χρησιμοποιούνταν για την αποθήκευση πληροφοριών συναλλαγών, οι οποίες πρέπει να είναι διαθέσιμες για προκλήσεις σφαλμάτωνopens in a new tab, αλλά δε χρειάζεται να είναι άμεσα προσβάσιμο στην αλυσίδα.

Δείτε παρακάτω τις διευθύνσεις συναλλαγών που δημοσιεύτηκαν από μερικά διάσημα rollups.

Offchain με μηχανισμούς L1

Ανάλογα με τους συμβιβασμούς ασφαλείας σας, μπορεί να είναι αποδεκτό να τοποθετήσετε τις πληροφορίες αλλού και να χρησιμοποιήσετε έναν μηχανισμό που διασφαλίζει ότι τα δεδομένα είναι διαθέσιμα όταν χρειάζεται. Υπάρχουν δύο προϋποθέσεις για να λειτουργήσει αυτό:

1. Δημοσιεύστε ένα hashopens in a new tab των δεδομένων στο blockchain, που ονομάζεται input commitment. Αυτό μπορεί να είναι μια λέξη 32 byte, επομένως δεν είναι ακριβή. Εφόσον η δέσμευση εισόδου είναι διαθέσιμη, η ακεραιότητα είναι εξασφαλισμένη επειδή δεν είναι εφικτό να βρεθούν άλλα δεδομένα που θα κάνουν hash την ίδια τιμή. Έτσι, εάν παρέχονται λανθασμένα δεδομένα, μπορούν να εντοπιστούν.

2. Να έχετε έναν μηχανισμό που διασφαλίζει τη διαθεσιμότητα. Για παράδειγμα, στο Redstoneopens in a new tab οποιοσδήποτε κόμβος μπορεί να υποβάλει μια πρόκληση διαθεσιμότητας. Εάν ο sequencer δεν ανταποκριθεί στην αλυσίδα εντός της προθεσμίας, η δέσμευση εισόδου απορρίπτεται, επομένως οι πληροφορίες θεωρείται ότι δεν έχουν δημοσιευτεί ποτέ.

Αυτό είναι αποδεκτό για ένα optimistic rollup, επειδή βασιζόμαστε ήδη στην ύπαρξη τουλάχιστον ενός ειλικρινούς επαληθευτή για το root της κατάστασης. Ένας τέτοιος ειλικρινής επαληθευτής θα βεβαιωθεί επίσης ότι διαθέτει τα δεδομένα για την επεξεργασία μπλοκ και θα εκδώσει μια πρόκληση διαθεσιμότητας εάν οι πληροφορίες δεν είναι διαθέσιμες εκτός αλυσίδας. Αυτός ο τύπος optimistic rollup ονομάζεται plasma.

Κώδικάς συμβολαίου

Οι πληροφορίες που χρειάζεται να γραφτούν μόνο μία φορά, δεν αντικαθίστανται ποτέ και πρέπει να είναι διαθέσιμες στην αλυσίδα και να μπορούν να αποθηκευτούν ως κώδικας συμβολαίου. Αυτό σημαίνει ότι δημιουργούμε ένα "έξυπνο συμβόλαιο" με τα δεδομένα και στη συνέχεια χρησιμοποιούμε το EXTCODECOPYopens in a new tab για να διαβάσουμε τις πληροφορίες. Το πλεονέκτημα είναι ότι η αντιγραφή κώδικα είναι σχετικά φθηνή.

Εκτός από το κόστος επέκτασης μνήμης, το "EXTCODECOPY" κοστίζει 2600 gas για την πρώτη πρόσβαση σε ένα συμβόλαιο (όταν είναι "κρύο") και 100 gas για επόμενα αντίγραφα από το ίδιο συμβόλαιο συν 3 gas ανά λέξη 32 byte. Σε σύγκριση με το calldata, που κοστίζει 15,95 ανά byte, αυτό είναι φθηνότερο ξεκινώντας από περίπου 200 byte. Με βάση τον τύπο για το κόστος επέκτασης μνήμηςopens in a new tab, εφόσον δε χρειάζεστε περισσότερα από 4 MB μνήμης, το κόστος επέκτασης μνήμης είναι μικρότερο από το κόστος προσθήκη δεδομένων κλήσης.

Φυσικά, αυτό είναι μόνο το κόστος για την ανάγνωση των δεδομένων. Η δημιουργία του συμβολαίου κοστίζει περίπου 32.000 gas + 200 gas/byte. Αυτή η μέθοδος είναι οικονομική μόνο όταν χρειάζεται να διαβαστούν πολλές φορές οι ίδιες πληροφορίες σε διαφορετικές συναλλαγές.

Ο κωδικός σύμβασης μπορεί να είναι χωρίς σημασία, αρκεί να μην ξεκινά με «0xEF». Οι συμβάσεις που ξεκινούν με "0xEF" ερμηνεύονται ως μορφή αντικειμένου ethereumopens in a new tab, η οποία έχει πολύ πιο αυστηρές απαιτήσεις.

Γεγονότα

Τα Συμβάνταopens in a new tab εκπέμπονται από έξυπνα συμβόλαια και διαβάζονται από λογισμικό εκτός αλυσίδας. Το πλεονέκτημά τους είναι ότι ο κώδικας εκτός αλυσίδας μπορεί να ακούει συμβάντα. Το κόστος είναι gasopens in a new tab, 375 συν 8 αέριο ανά byte δεδομένων. Σε 12 gwei/gas και 2300 $/ETH, αυτό μεταφράζεται σε ένα σεντ συν 22 σεντ ανά κιλομπάιτ.

Αποθηκευτικός χώρος

Τα έξυπνα συμβόλαια έχουν πρόσβαση σε μόνιμο αποθηκευτικό χώροopens in a new tab. Ωστόσο, είναι πολύ ακριβό. Η εγγραφή μιας λέξης 32 byte σε μια προηγουμένως άδεια υποδοχή αποθήκευσης μπορεί να κοστίζει 22.100 gasopens in a new tab. Σε 12 gwei/gas και 2300 $/ETH, αυτό είναι περίπου 61 σεντς ανά λειτουργία εγγραφής ή 19,5 $ ανά kilobyte.

Αυτή είναι η πιο ακριβή μορφή αποθήκευσης στο Ethereum.

Περίληψη

Αυτός ο πίνακας συνοψίζει τις διαφορετικές επιλογές, τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά τους.