Data Availability (DA) là yếu tố then chốt trong kiến trúc blockchain dạng mô-đun (modular blockchain). Khi blockchain ngày càng mở rộng, việc đảm bảo dữ liệu luôn sẵn sàng để xác minh và xử lý trở thành yêu cầu bắt buộc. Vậy thực chất Data Availability là gì và vì sao DA lại đóng vai trò quan trọng trong xu hướng thiết kế blockchain hiện đại? Bài viết này của Blog Trading sẽ giúp bạn hiểu rõ nền tảng của DA và lý do nó đang trở thành trọng tâm phát triển như thế nào nhé.
Data Availability (DA) là gì?
Data Availability hay khả năng sẵn có của dữ liệu, là yếu tố cốt lõi giúp các node trong mạng lưới blockchain truy cập và xác minh toàn bộ thông tin liên quan đến giao dịch. Những dữ liệu này bao gồm chi tiết từng giao dịch, thông tin về các khối đã tạo ra và trạng thái hiện tại của sổ cái.
Hiểu một cách đơn giản của khả dụng dữ liệu là gì, nó như là điều kiện để đảm bảo rằng tất cả các dữ liệu cần thiết đều được công khai, minh bạch và có thể kiểm chứng bởi bất kỳ ai tham gia vào mạng.
Trong các blockchain theo kiến trúc module (modular blockchain), DA đóng vai trò như một cầu nối giữa hệ thống tính toán ngoài chuỗi (off-chain) như Rollup và mạng lưới chính (Layer 1). Khi một bản cập nhật trạng thái từ Layer 2 được gửi lên Layer 1, DA bảo đảm rằng các bên liên quan bao gồm cả những người không trực tiếp thực hiện giao dịch, vẫn có thể kiểm tra và xác thực được tính chính xác của những dữ liệu đó.
Các cơ chế Data Availability phổ biến hiện nay
Để đảm bảo dữ liệu luôn có thể truy cập và xác minh trên các mạng blockchain, nhiều cơ chế Data Availability đã được phát triển. Trong đó, 2 mô hình nổi bật là Data Availability Sampling (DAS) và Data Availability Committees (DAC). Mỗi cơ chế có cách tiếp cận riêng, phục vụ các mục tiêu khác nhau như tăng cường bảo mật, mở rộng quy mô mạng lưới và tối ưu hiệu suất vận hành, đặc biệt trong bối cảnh các hệ sinh thái đa chuỗi (multi-chain) ngày càng phát triển mạnh mẽ.
Data Availability Sampling (DAS)
DAS là cơ chế cho phép các node chỉ cần tải và kiểm tra một phần nhỏ dữ liệu được chọn ngẫu nhiên từ toàn bộ khối, thay vì phải xử lý toàn bộ khối dữ liệu. Nhờ sử dụng các phương pháp thống kê, DAS giúp xác nhận rằng toàn bộ dữ liệu thực sự tồn tại và có thể truy cập được, dù node chỉ thấy một phần.
Điểm mạnh của DAS là giúp giảm gánh nặng lưu trữ và truyền tải dữ liệu cho từng node, từ đó mở rộng khả năng hoạt động của blockchain mà không ảnh hưởng tới bảo mật. Đây là một lựa chọn lý tưởng cho các giải pháp Layer 2 như rollup, nơi nhu cầu xác thực cao nhưng không phải node nào cũng có đủ tài nguyên để xử lý dữ liệu toàn phần.
Nhìn chung thì Data Availability Sampling giúp blockchain scale mà vẫn giữ được tính phi tập trung và khả năng xác minh dữ liệu.
Data Availability Committees (DAC)
DAC là nhóm các node hoặc validator được ủy quyền lưu trữ và xác nhận tính khả dụng của dữ liệu. Các thành viên DAC thường được chọn theo tiêu chí cụ thể ví dụ có danh tiếng trong cộng đồng hoặc đáp ứng yêu cầu kỹ thuật và đóng vai trò đảm bảo dữ liệu luôn có sẵn khi cần.
DAC được xem là một giải pháp bán tập trung, phù hợp với các mạng cần mức độ tin cậy cao, như các dự án Layer 2 hoặc kiến trúc modular điển hình như Celestia. Trong một số hệ thống, thành viên DAC còn cần khóa tài sản để tạo động lực minh bạch và hạn chế hành vi gian lận.
Mặc dù tính tập trung cao hơn DAS, Data Availability Committees lại phù hợp với các tình huống yêu cầu sự tin tưởng và vận hành ổn định.
Tầm quan trọng của Data Availability đối với Blockchain là gì?
Data Availability không chỉ là một tính năng kỹ thuật, mà còn là nền tảng giúp mạng lưới blockchain vận hành một cách minh bạch, an toàn và phi tập trung. Dưới đây là 3 vai trò then chốt của Data Availability (DA) là gì:
- Cho phép xác minh độc lập: Nhờ có DA, bất kỳ node nào trong mạng cũng có thể tự mình kiểm tra tính hợp lệ của các khối mới và giao dịch đi kèm. Điều này giúp loại bỏ rủi ro bị thao túng hoặc gian lận, vì không một thực thể nào có thể che giấu hoặc làm sai lệch thông tin nếu dữ liệu luôn được công khai.
- Giữ vững tính toàn vẹn của hệ thống: Nếu dữ liệu không được công khai hoặc bị mất, các node sẽ không thể xác thực giao dịch hay khối mới. Điều này không chỉ làm suy giảm lòng tin của người tham gia mà còn mở ra những lỗ hổng bảo mật nghiêm trọng, đặc biệt trong các mạng lưới phi tập trung vốn không có bên thứ ba làm trung gian.
- Hỗ trợ các giải pháp mở rộng như Rollup: Trong mô hình mở rộng quy mô bằng Layer 2 đặc biệt là Rollup, việc xử lý giao dịch được thực hiện ngoài chuỗi để giảm tải cho Layer 1. Tuy nhiên, để đảm bảo tính minh bạch và có thể xác minh lại kết quả, DA là điều kiện bắt buộc. Bởi vì dữ liệu giao dịch cần được ghi nhận lại trên chuỗi chính để bất kỳ ai cũng có thể kiểm chứng nếu cần.
Những thách thức lớn trong việc đảm bảo Data Availability
Mặc dù đóng vai trò thiết yếu trong kiến trúc blockchain hiện đại, Data Availability (DA) vẫn phải đối mặt với nhiều rào cản kỹ thuật và vận hành. Dưới đây là 3 thách thức nổi bật mà các mạng blockchain hiện nay đang tìm cách giải quyết:
- Giới hạn về khả năng mở rộng: Blockchain phải luôn tìm cách cân bằng giữa ba yếu tố bảo mật, phân quyền và hiệu suất xử lý giao dịch. Việc đảm bảo DA đồng nghĩa với việc phải công khai dữ liệu cho mọi node, nhưng điều này lại khiến tốc độ xử lý bị hạn chế, dẫn đến khó đạt được khả năng mở rộng mà không hy sinh tính an toàn hoặc phi tập trung.
- Nguy cơ tập trung từ các giải pháp hỗ trợ: Một số mô hình hỗ trợ DA như Data Availability Committees (DAC) là nhóm các node được chọn để xác nhận dữ liệu có thể giúp giảm tải lưu trữ và tiết kiệm chi phí. Tuy nhiên, khi trao quyền cho một nhóm hạn chế, mạng lưới sẽ đứng trước nguy cơ mất đi tính phân quyền, từ đó làm gia tăng rủi ro bị thao túng hoặc kiểm soát bởi một bên thứ ba.
- Chi phí lưu trữ on-chain cao: Khi dữ liệu giao dịch được lưu trực tiếp lên chuỗi (on-chain), như trong trường hợp Ethereum sử dụng calldata thì chi phí phát sinh sẽ tăng mạnh. Điều này không chỉ làm người dùng phải trả phí gas cao hơn mà còn khiến kích thước tổng thể của blockchain ngày càng phình to, gây áp lực lên bộ nhớ và khả năng đồng bộ của các node.
Các giải pháp phổ biến giúp đảm bảo Data Availability trong blockchain
Để giải quyết bài toán dữ liệu có sẵn cho xác minh, nhiều mô hình và công nghệ đã được áp dụng, từ những cách truyền thống trên Ethereum cho đến các lớp chuyên biệt được xây dựng riêng cho mục tiêu này. Các nhóm giải pháp đang được sử dụng phổ biến có thể kể đến là:
Near DA
NEAR Protocol nổi bật với kiến trúc sharding cho phép mở rộng quy mô hệ thống mà không làm giảm hiệu suất. Tuy nhiên, khi blockchain bị chia nhỏ thành các phân đoạn, vấn đề lớn cần giải quyết là làm sao để đảm bảo dữ liệu từ mỗi phân đoạn luôn sẵn sàng và dễ dàng truy cập khi cần thiết. Đây chính là bài toán mà Near DA ra đời để xử lý.
Giao thức Near DA đảm nhiệm vai trò điều phối và đảm bảo khả năng truy cập dữ liệu giữa các phân đoạn của blockchain. Nhờ đó, dữ liệu từ mỗi mảnh nhỏ vẫn có thể trao đổi, chia sẻ và sử dụng một cách trơn tru trên toàn bộ hệ thống. Điều này giúp NEAR Protocol duy trì hiệu suất xử lý cao, đồng thời giữ vững sự kết nối mạnh mẽ giữa các thành phần mạng, tạo ra một nền tảng linh hoạt, dễ dàng mở rộng mà không hy sinh bảo mật hay khả năng tương tác giữa các phân đoạn.
Ethereum Calldata
Calldata là phương thức truyền thống để lưu dữ liệu giao dịch trực tiếp vào mỗi block trên Ethereum. Tuy nhiên, vì dữ liệu được ghi on-chain hoàn toàn nên phí gas phát sinh thường rất cao, đặc biệt khi khối lượng giao dịch lớn. Điều này khiến Calldata trở thành lựa chọn không tối ưu cho các giải pháp Layer 2 có nhu cầu lưu trữ nhiều dữ liệu.
Ethereum Blob (theo EIP-4844)
Blob là cải tiến mới nhằm giảm chi phí lưu trữ dữ liệu cho Rollup. Thay vì ghi toàn bộ vào không gian chung của Ethereum, Blob cung cấp một vùng lưu trữ tách biệt chuyên dụng cho dữ liệu của Layer 2. Nhờ đó, chi phí được cắt giảm đáng kể trong khi vẫn đảm bảo tính xác minh từ Layer 1.
Các lớp chuyên biệt dành riêng cho Data Availability
Khi nhu cầu xử lý dữ liệu ngày càng tăng cao trong hệ sinh thái blockchain, nhiều dự án đã phát triển các lớp chuyên biệt chỉ tập trung vào Data Availability (DA). Những lớp này không xử lý giao dịch mà đảm nhận vai trò duy nhất. Vậy các lớp DA này hoạt động ra sao và chúng đang giải quyết những bài toán gì trong kiến trúc modular hiện đại?
- Celestia: Đây là một blockchain được thiết kế theo hướng modular, tách riêng chức năng Data Availability khỏi xử lý giao dịch. Celestia sử dụng kỹ thuật sampling (DAS) để cho phép node xác minh dữ liệu mà không cần tải toàn bộ. Mô hình này giúp mạng mở rộng tốt mà vẫn đảm bảo dữ liệu có thể được kiểm chứng.
- Nubit: Khác biệt với các mô hình dựa trên Ethereum, Nubit tận dụng mạng Bitcoin để lưu trữ metadata là những thông tin tối thiểu nhưng đủ để xác minh trạng thái. Bằng cách này, Nubit tiết kiệm chi phí và vẫn giữ được khả năng truy xuất dữ liệu một cách an toàn.
- EigenDA: Là giải pháp DA thuộc hệ sinh thái EigenLayer, tận dụng lại bảo mật từ mạng Ethereum thông qua cơ chế restaking cho phép người dùng đặt lại token để bảo vệ nhiều giao thức cùng lúc. Đây là cách kết hợp giữa độ tin cậy của Ethereum và sự linh hoạt của mô-đun DA.
- Avail: Tách ra từ hệ sinh thái Polygon, Avail cung cấp DA như một dịch vụ cho nhiều blockchain khác, bao gồm StarkNet hay Arbitrum Orbit. Giải pháp này giúp giảm gánh nặng lưu trữ và xác minh cho các mạng Layer 2 hoặc Rollup riêng biệt.
Triển vọng phát triển của Data Availability trong tương lai
Data Availability (DA) đang ngày càng trở thành yếu tố chiến lược trong kiến trúc blockchain thế hệ mới. Khi nhu cầu mở rộng mạng lưới, giảm chi phí giao dịch và kết nối đa chuỗi ngày một tăng, các giải pháp DA cũng đang chuyển mình để đáp ứng kỳ vọng đó. Dưới đây là 3 xu hướng nổi bật định hình tương lai của Data Availability là gì:
Modular Blockchain
Thay vì xử lý mọi thứ trong một hệ thống đơn nhất như mô hình truyền thống, kiến trúc modular blockchain đang dần trở thành tiêu chuẩn. Trong mô hình này, các chức năng cốt lõi như xử lý giao dịch (execution), đồng thuận (consensus) và lưu trữ dữ liệu (data availability) được tách riêng thành các lớp độc lập.
Các lớp DA chuyên biệt như Celestia hay EigenDA sẽ đảm nhận vai trò lưu trữ và cung cấp dữ liệu xác minh, cho phép các mạng Layer 2 hoặc appchain tập trung vào hiệu suất xử lý mà không phải gánh toàn bộ chi phí hạ tầng. Đây là chìa khóa để blockchain có thể mở rộng theo chiều ngang mà vẫn duy trì tính bảo mật và minh bạch.
Giảm chi phí cho Layer 2
Một trong những rào cản lớn với người dùng hiện nay là chi phí giao dịch trên các Layer 2 vẫn chưa thực sự thấp như kỳ vọng. Tuy nhiên, các giải pháp DA mới chẳng hạn như blob (EIP-4844) hay các lớp DA thay thế (alt-DA) đang mở ra hướng đi khác biệt.
Nhờ những cải tiến này, Rollup có thể lưu trữ dữ liệu một cách hiệu quả hơn mà không cần trả phí gas cao cho mỗi byte dữ liệu. Điều này hứa hẹn sẽ giúp Layer 2 giảm đáng kể chi phí hoạt động, từ đó mang đến trải nghiệm giao dịch rẻ hơn, nhanh hơn cho người dùng cuối.
Kết nối giữa nhiều blockchain qua chuẩn DA chung
Khi hệ sinh thái blockchain ngày càng đa dạng, việc xây dựng cầu nối giữa các mạng khác nhau trở nên cấp thiết. Đây là lúc các tiêu chuẩn DA chung phát huy vai trò.
Ví dụ như NEAR DA là một mô hình được thiết kế để hoạt động như lớp DA có thể tích hợp cho nhiều chuỗi khác nhau. Các giải pháp kiểu này sẽ giúp giảm tình trạng phân mảnh dữ liệu và tăng tính tương tác giữa các Layer 1, Layer 2 hoặc cả các ứng dụng phi tập trung xây dựng trên nhiều nền tảng.
Tổng kết
Data Availability không chỉ còn là một thành phần kỹ thuật mà đang trở thành mắt xích chiến lược giúp blockchain mở rộng, tiết kiệm chi phí và gắn kết tốt hơn trong một thế giới đa chuỗi. Những ai đang theo dõi sát thị trường Layer 2 và modular chain chắc chắn nên để mắt đến những cải tiến trong mảng Data Availability là gì này, vì đây sẽ là điểm nóng tiếp theo trong xu hướng phát triển hạ tầng Web3.
