Desafio de DA

O que é um desafio de DA?

Um desafio de DA, abreviação de Data Availability Challenge (desafio de disponibilidade de dados), é um mecanismo cripto que permite que usuários ou operadores de nós questionem se os dados por trás de um bloco, lote ou compromisso de um rollup estão realmente disponíveis.

Em termos simples, um desafio de DA faz uma pergunta: se um sequenciador ou provedor de dados afirma que os dados de uma transação existem, outras pessoas conseguem realmente recuperá-los e verificar a blockchain?

Isso é importante porque rollups e blockchains modulares muitas vezes publicam compromissos, hashes, provas ou dados compactados, em vez de colocar todas as transações completas diretamente em uma camada base.

Se os dados completos das transações estiverem ausentes, os usuários talvez não consigam verificar o estado do rollup, reconstruir a blockchain, criar provas de fraude ou sair do sistema com segurança.

Um desafio de DA oferece aos participantes uma forma de exigir a divulgação dos dados ausentes, provar que eles estão indisponíveis ou invalidar um compromisso que não pode ser resolvido.

A especificação Alt-DA do OP Stack descreve um contrato de Data Availability Challenge pelo qual usuários podem contestar um compromisso durante uma janela de desafio definida, e os detentores dos dados podem resolver o desafio enviando os dados necessários.

Os desafios de DA são especialmente importantes para sistemas que usam disponibilidade de dados alternativa, também chamada de Alt-DA, pois os dados das transações podem ser armazenados fora da camada principal de liquidação.

Eles também são importantes em sistemas semelhantes a Plasma, optimiums, designs no estilo validium e arquiteturas de rollup nas quais custos de dados mais baixos introduzem premissas adicionais de confiança.

Um desafio de DA não torna todo sistema de escalabilidade tão seguro quanto publicar todos os dados diretamente em uma camada base altamente segura.

É um mecanismo de defesa que busca reduzir o risco de dados ocultos, retidos ou indisponíveis.

Por que os desafios de DA são importantes no mercado cripto

Os desafios de DA são importantes porque a disponibilidade de dados é um dos principais requisitos de segurança para rollups e sistemas de blockchain modulares.

A documentação de disponibilidade de dados da Ethereum explica que os usuários precisam ter confiança de que os dados necessários para verificar um bloco estão disponíveis para os participantes da rede.

Uma blockchain ou um rollup só pode ser verificado de forma independente se os dados relevantes das transações puderem ser acessados.

Se um sequenciador publicar uma raiz de estado ou um compromisso, mas ocultar os dados correspondentes, os usuários talvez não consigam verificar se o estado está correto.

Isso cria uma situação perigosa em que a blockchain pode parecer estar funcionando, enquanto os participantes honestos não conseguem verificá-la completamente.

Nos rollups optimistic, a disponibilidade de dados é essencial porque as provas de fraude exigem que os contestadores analisem os dados das transações e provem quando uma transição de estado está incorreta.

A documentação de optimistic rollups da Ethereum explica que a disponibilidade de dados é essencial, pois os contestadores não conseguem construir provas de fraude sem acesso aos dados de estado.

Nos rollups de conhecimento zero, a disponibilidade de dados também importa, mesmo quando provas de validade confirmam a computação, porque os usuários precisam dos dados para conhecer seus saldos, atualizar o estado local e interagir com segurança.

Nos sistemas Alt-DA, os desafios de DA são uma maneira de adicionar responsabilização quando os dados são armazenados fora da camada principal de liquidação.

Por isso, os desafios de DA não são apenas um detalhe para desenvolvedores.

Eles afetam a segurança dos usuários, as garantias de saque, a finalidade do rollup e as premissas de confiança por trás de transações blockchain mais baratas.

Como funciona um desafio de DA

Um desafio de DA geralmente começa quando um sequenciador ou publicador de lotes envia um compromisso referente aos dados das transações.

O compromisso pode ser um hash, uma referência a um blob, uma raiz de Merkle, um certificado de camada de DA ou outra representação compacta dos dados.

O compromisso é registrado em uma camada de liquidação ou contrato de verificação, permitindo que o rollup derive novos blocos a partir dele.

Se um usuário, nó ou monitor não conseguir recuperar os dados subjacentes, poderá iniciar um desafio de DA.

No design Alt-DA do OP Stack, o desafio é enviado a um contrato Layer 1 DataAvailabilityChallenge durante uma janela de desafio definida.

Após o início do desafio, outra parte tem uma janela para resolvê-lo, enviando os dados ausentes ou provando que o compromisso é válido.

Se os dados forem enviados com sucesso, o desafio é resolvido e a blockchain pode continuar usando o compromisso.

Se os dados não forem fornecidos antes do fim da janela de resolução, o compromisso afetado poderá ser considerado inválido, ou o rollup talvez precise reorganizar a cadeia a partir do ponto afetado.

Esse processo pressiona os provedores de dados e os sequenciadores a disponibilizarem os dados.

Também oferece aos participantes honestos uma forma de reagir quando o sistema depende de dados que não podem ser recuperados.

Desafio de DA vs. disponibilidade de dados

Disponibilidade de dados é a garantia geral de que os dados necessários para verificar um bloco, lote ou atualização de estado foram publicados e podem ser recuperados.

Um desafio de DA é um mecanismo específico usado para testar, contestar ou fazer cumprir essa garantia.

Essa diferença é importante.

A disponibilidade de dados é o objetivo.

Um desafio de DA é uma ferramenta que ajuda a proteger esse objetivo quando há dúvidas sobre a disponibilidade.

Um rollup que publica todos os dados das transações diretamente em calldata ou blobs da Ethereum pode depender mais diretamente das garantias de disponibilidade de dados da Ethereum.

Um rollup que armazena os dados em uma camada externa de DA pode precisar de mecanismos adicionais para provar que os dados externos estão realmente disponíveis.

Um desafio de DA pode ajudar a preencher essa lacuna, permitindo que usuários contestem compromissos que não podem ser resolvidos em dados reais.

No entanto, a força do desafio depende do design específico.

Um sistema de desafios fraco pode ser caro demais, lento, centralizado ou difícil demais para usuários comuns utilizarem.

Um sistema de desafios robusto deve ser permissionless, acessível o suficiente para que contestadores honestos possam utilizá-lo, resistente a ataques de negação de serviço e claramente vinculado à finalidade do rollup.

Desafio de DA vs. prova de fraude

Um desafio de DA não é o mesmo que uma prova de fraude.

Uma prova de fraude questiona se uma transição de estado ou resultado de computação está correto.

Um desafio de DA questiona se os dados necessários para verificar esse resultado estão disponíveis.

Em um optimistic rollup, as provas de fraude geralmente pressupõem que os contestadores conseguem acessar os dados das transações.

Se os dados das transações estiverem indisponíveis, o contestador talvez nem consiga construir a prova de fraude.

Isso significa que a disponibilidade de dados é um pré-requisito para muitos sistemas de prova de fraude.

Um desafio de DA se concentra no problema dos dados ausentes antes mesmo de o sistema poder discutir se a execução foi válida.

Por exemplo, um sequenciador pode publicar um compromisso de estado que parece normal, mas os dados reais das transações por trás desse compromisso podem estar indisponíveis.

Uma prova de fraude pode precisar dos dados das transações para demonstrar que o compromisso de estado está errado.

Já um desafio de DA exige que o sequenciador ou provedor de dados revele os dados ou enfrente consequências.

Por isso, desafios de DA e provas de fraude são elementos relacionados, mas distintos, da segurança de rollups.

Desafio de DA vs. período de contestação

O termo desafio de DA pode ser confundido com o período de contestação geral usado em optimistic rollups.

Um período de contestação é uma janela de tempo durante a qual os participantes podem contestar uma afirmação do rollup, geralmente por meio de provas de fraude ou mecanismos relacionados.

Um desafio de DA é mais específico, pois trata da disponibilidade dos dados.

Na configuração do OP Stack, a configuração de implantação do rollup inclui campos como DAChallengeWindow, DAResolveWindow, DABondSize e DAChallengeProxy para o modo Alt-DA.

DAChallengeWindow é o intervalo de blocos durante o qual a disponibilidade de um compromisso de dados pode ser contestada.

DAResolveWindow é o intervalo de blocos durante o qual um desafio de disponibilidade de dados pode ser resolvido.

O período normal de contestação de uma prova de fraude e a janela de desafio de DA podem estar relacionados no modelo de segurança de um sistema, mas não são automaticamente a mesma coisa.

Os usuários devem consultar a documentação específica do rollup ou da blockchain que utilizam.

O nome da janela importa menos do que aquilo que ela protege, quem pode utilizá-la e o que acontece quando ela expira.

Desafio de DA e Alt-DA

Alt-DA significa disponibilidade de dados alternativa.

Em geral, refere-se ao armazenamento dos dados de transações do rollup em algum lugar diferente da blockchain principal de liquidação.

O guia explicativo do modo Alt-DA do OP Stack diz que esse modo permite que as blockchains do OP Stack integrem diferentes camadas de DA para reduzir os custos de dados.

Custos de dados mais baixos podem baratear uma blockchain para usuários e operadores.

No entanto, custos menores muitas vezes vêm acompanhados de premissas adicionais de confiança.

A mesma documentação do OP Stack alerta que o modo Alt-DA envolve mais premissas de confiança do que simplesmente publicar dados na Ethereum Layer 1.

O objetivo de um desafio de DA é reduzir esse problema, oferecendo aos usuários uma forma de contestar um compromisso de dados caso não seja possível acessar os dados.

Por exemplo, se um sequenciador publicar um compromisso na Layer 1, mas não disponibilizar os dados subjacentes por meio do provedor de DA, um nó honesto poderá iniciar um desafio.

Se o desafio não for resolvido, o sistema poderá rejeitar ou reorganizar o compromisso afetado.

Isso ajuda a tornar a Alt-DA mais segura, mas não elimina todos os riscos.

Os usuários ainda dependem da camada de DA, da lógica da bridge, das regras do desafio, dos monitores de dados e dos incentivos econômicos que mantêm os contestadores ativos.

Desafio de DA e blobs da Ethereum

A Ethereum introduziu transações com blobs por meio do EIP-4844, também conhecido como Proto-Danksharding.

A especificação oficial do EIP-4844 afirma que as transações com shard blobs ampliam a disponibilidade de dados da Ethereum de forma simples e compatível com futuras atualizações.

Os blobs oferecem aos rollups uma forma mais barata de publicar dados de transações na Ethereum em comparação com designs antigos, que dependiam muito de calldata.

A documentação do Dencun da Ethereum explica que a atualização ativou o Proto-Danksharding e introduziu blobs temporários de dados para baratear o armazenamento de rollups.

Os dados dos blobs ficam disponíveis por um período limitado, em vez de serem armazenados para sempre pelos nós comuns da Ethereum.

Isso não é o mesmo que um sistema de desafios Alt-DA, mas faz parte da mesma discussão mais ampla sobre disponibilidade de dados.

Rollups que usam blobs da Ethereum dependem das garantias de disponibilidade em nível de protocolo da Ethereum durante a janela de disponibilidade dos blobs.

Rollups que usam camadas externas de DA podem recorrer a desafios de DA, bridges de DA, provas de amostragem ou outros mecanismos para garantir a disponibilidade dos dados.

A principal diferença está em onde os dados são publicados e quem garante que eles possam ser recuperados.

Um desafio de DA se torna especialmente relevante quando o sistema não pode simplesmente depender da disponibilidade nativa dos blobs da Ethereum para os dados em questão.

Desafio de DA e ataques de retenção de dados

Um ataque de retenção de dados ocorre quando uma parte publica um compromisso referente aos dados, mas não revela os próprios dados.

Esse é um dos principais riscos que os desafios de DA foram projetados para enfrentar.

Um sequenciador malicioso poderia tentar publicar um compromisso que permita à blockchain avançar, ao mesmo tempo que impede nós honestos de reconstruírem o estado.

Se os nós honestos não conseguirem acessar os dados, talvez não saibam se a blockchain é válida.

Também podem ficar impossibilitados de provar fraude, processar saques ou sincronizar corretamente.

Um desafio de DA cria um caminho público para contestação.

O contestador afirma que os dados por trás de um compromisso estão indisponíveis.

O provedor de dados, o sequenciador ou outro participante precisa então revelar os dados ou provar que o compromisso pode ser resolvido.

Se os dados continuarem indisponíveis, o sistema poderá tratar o compromisso como inseguro ou inválido conforme suas regras.

Isso não torna impossível reter dados, mas torna o ataque mais visível e mais caro.

A eficácia depende de haver contestadores monitorando a rede, de o desafio ser acessível e de o protocolo reagir corretamente quando os dados não são disponibilizados.

Desafio de DA e finalidade do rollup

A finalidade de um rollup pode ser mais complexa quando a disponibilidade dos dados depende de sistemas externos.

Um bloco pode parecer seguro porque um compromisso foi publicado, mas isso nem sempre significa que os dados subjacentes estão permanentemente protegidos.

A especificação Alt-DA do OP Stack explica que blocos derivados de dados de entrada com compromissos podem ser rotulados como seguros, mas ainda podem ser reorganizados se o provedor de DA apresentar falhas. Por isso, os usuários devem confiar no status finalizado para obter garantias mais robustas.

Essa distinção importa para usuários e aplicativos.

Se uma blockchain puder ser reorganizada após um desafio de DA não resolvido, uma transação que parecia aceita poderá ser removida posteriormente da cadeia canônica.

Os aplicativos não devem presumir que todo bloco derivado recentemente é final da mesma forma.

Wallets, bridges e protocolos DeFi talvez precisem esperar a janela de desafio de DA relevante e o cumprimento das regras de finalidade antes de considerar uma atividade irreversível.

Para os usuários, a lição simples é que blockchains mais rápidas e baratas podem ter premissas de finalidade mais complexas.

Um sistema de desafios de DA pode proteger os usuários, mas somente se usuários e aplicativos entenderem a diferença entre estados pendentes, seguros e finalizados.

Títulos de desafio de DA

Muitos sistemas de desafios de DA usam títulos para evitar spam e ataques de negação de serviço.

Um título é um valor que o contestador precisa depositar ao iniciar um desafio.

O título desestimula usuários a contestarem todos os compromissos sem motivo.

A especificação Alt-DA do OP Stack afirma que o contrato Data Availability Challenge pode exigir um título pago para que contestar seja, no mínimo, tão caro quanto enviar dados on-chain para resolver o desafio.

Esse design busca impedir que invasores inundem o sistema com desafios falsos a baixo custo.

No entanto, os títulos também criam uma compensação.

Se o título for muito baixo, o sistema poderá ficar vulnerável a spam.

Se for muito alto, contestadores honestos talvez não consigam arcar com o custo de contestar dados indisponíveis.

Um sistema de desafios de DA precisa equilibrar segurança econômica e acessibilidade.

O sistema precisa de atrito suficiente para impedir abusos, mas não tanto a ponto de somente grandes participantes conseguirem proteger a blockchain.

Resolução de um desafio de DA

A resolução é o processo de responder a um desafio de DA.

Em um design simples, quem resolve envia os dados ausentes diretamente on-chain como calldata.

O contrato pode então verificar se os dados enviados correspondem ao compromisso original.

Se corresponderem, o desafio é resolvido.

Se não corresponderem, ou se nenhum dado válido for enviado a tempo, o desafio poderá expirar sem ser resolvido.

Alguns designs podem usar sistemas de prova mais avançados, em vez de publicar todos os dados diretamente on-chain.

Por exemplo, um sistema pode usar uma bridge de DA, um certificado, uma atestação, uma prova de validade ou uma prova de conhecimento zero para demonstrar que os dados relevantes estavam disponíveis em outra camada.

O artigo sobre a bridge ZK DA da Eclipse descreve um design em que a comprovação de DA é separada das provas de fraude e tratada por um subsistema de desafios de DA.

Isso mostra como o design de desafios de DA pode se tornar modular.

O objetivo básico permanece o mesmo: provar que os dados estão disponíveis ou provar que não se deve confiar em um compromisso.

Desafio de DA e monitores

Um monitor é um participante que acompanha a blockchain em busca de dados ausentes, compromissos inválidos, comportamentos suspeitos ou desafios não resolvidos.

Os desafios de DA dependem muito dos monitores, pois alguém precisa perceber que os dados estão indisponíveis e iniciar o desafio.

Se ninguém estiver monitorando, o mecanismo de desafio pode existir, mas falhar na prática.

Isso é semelhante à premissa de um contestador honesto em alguns sistemas optimistic, mas os desafios de disponibilidade de dados podem ter uma dinâmica econômica diferente.

A publicação do Ethereum Research Universal Plasma and DA challenges discute a importância e o custo de contestadores honestos de DA em sistemas semelhantes a Plasma.

Os monitores podem ser usuários independentes, operadores de nós, equipes de infraestrutura, pesquisadores de segurança, fundações ou serviços especializados de monitoramento.

Um sistema de desafios de DA robusto deve permitir que mais de uma parte monitore a blockchain na prática.

Se apenas um operador puder detectar ou contestar dados ausentes de forma realista, o sistema poderá ser menos descentralizado do que parece.

Para os usuários, a questão principal não é apenas saber se existe um contrato de desafios de DA.

A questão principal é saber se os monitores honestos têm as ferramentas, os incentivos e os recursos necessários para utilizá-lo quando preciso.

Desafio de DA e sequenciadores

Um sequenciador é o componente que ordena transações e produz lotes em muitos sistemas de rollup.

Os sequenciadores são importantes porque decidem quais transações entram no rollup e em que ordem.

Quando um rollup usa disponibilidade de dados externa, o sequenciador ou publicador de lotes pode enviar um compromisso referente aos dados das transações, em vez de colocar todos os dados completos diretamente na blockchain de liquidação.

Se o sequenciador agir honestamente, disponibilizará os dados pela camada ou pelo servidor de DA esperado.

Se agir de forma desonesta ou falhar operacionalmente, poderá publicar um compromisso que os nós honestos não conseguem resolver.

Um desafio de DA serve para verificar esse comportamento.

Ele permite que os usuários indiquem que o compromisso do sequenciador não é suficiente porque os dados reais não podem ser recuperados.

Isso pode impedir que a blockchain avance com base em dados indisponíveis.

No entanto, um desafio de DA não resolve todos os riscos relacionados aos sequenciadores.

Dependendo do design do sistema, os sequenciadores ainda podem criar riscos de censura, ordenação, indisponibilidade e preocupações relacionadas a MEV.

Desafio de DA e comitês de disponibilidade de dados

Alguns sistemas de escalabilidade usam um Comitê de Disponibilidade de Dados, frequentemente chamado de DAC.

Um DAC é um grupo de participantes que promete armazenar ou fornecer os dados das transações.

Os DACs podem reduzir custos porque os dados não precisam ser publicados integralmente na camada de liquidação.

No entanto, um DAC introduz premissas de confiança, pois os usuários dependem dos membros do comitê para manter os dados disponíveis.

Um desafio de DA pode ser usado como uma das formas de responsabilizar um DAC ou provedor de dados.

Se o comitê afirmar que os dados estão disponíveis, mas os usuários não conseguirem recuperá-los, um desafio poderá expor a falha.

Pesquisas recentes sobre sequenciadores seguros e comitês de disponibilidade de dados para rollups estudam mecanismos de prova de fraude para comportamentos desonestos de sequenciadores e DACs.

Essa linha de pesquisa é importante porque muitos designs de rollup estão migrando para sistemas de dados mais baratos, com premissas de segurança mais complexas.

Um DAC pode ser útil, mas os usuários devem perguntar quem são seus membros, quantos precisam ser honestos, como os dados são verificados e se existe um desafio de DA.

Desafio de DA e validiums

Um validium é um design de escalabilidade que usa provas de validade, mas mantém os dados das transações fora da camada de liquidação.

Isso pode tornar os validiums mais baratos do que rollups que publicam todos os dados das transações em uma camada base.

No entanto, a disponibilidade de dados off-chain cria um perfil de risco diferente.

Se o provedor de dados retiver os dados, talvez os usuários não consigam reconstruir os estados das contas ou sair com segurança, mesmo que a prova de validade demonstre que a computação estava correta.

Um desafio de DA pode ajudar sistemas no estilo validium criando uma forma de contestar dados ausentes.

O desafio não muda o fato de que os dados estão off-chain.

Ele adiciona um mecanismo que pode exigir a divulgação, invalidar compromissos indisponíveis ou acionar regras alternativas.

Os usuários devem entender que validiums, optimiums, blockchains semelhantes a Plasma e rollups Alt-DA podem ter garantias de DA diferentes.

O rótulo, por si só, não é suficiente.

A questão real é como os dados são disponibilizados e o que acontece quando isso não ocorre.

Desafio de DA e optimiums

Optimium costuma descrever um sistema semelhante a um optimistic rollup que usa disponibilidade de dados off-chain ou alternativa, em vez de publicar todos os dados diretamente na camada de liquidação.

Optimiums podem reduzir custos, mas talvez dependam de provedores de DA, comitês ou sistemas de desafio para garantir a disponibilidade.

Um desafio de DA é importante em designs no estilo optimium porque as provas de fraude só funcionam quando os dados necessários para a prova estão disponíveis.

Se os dados forem retidos, o sistema de prova de fraude poderá não conseguir detectar ou provar o problema.

Um desafio de DA tenta identificar esse problema de dados ausentes antes que ele comprometa a segurança do rollup.

No entanto, os usuários devem ter cuidado ao avaliar optimiums, pois seu modelo de segurança não é idêntico ao de um rollup que publica todos os dados na Ethereum.

Taxas menores podem ser atraentes, mas devem ser avaliadas em conjunto com o risco de disponibilidade de dados, as premissas da bridge, os incentivos para contestação e o comportamento de finalidade.

Desafio de DA e sistemas semelhantes a Plasma

Sistemas semelhantes a Plasma mantêm mais dados off-chain e dependem de saídas, desafios ou provas para proteger os usuários.

Os desafios de DA são especialmente relevantes para esses sistemas porque os usuários podem precisar contestar dados ausentes ou sair antes que dados indisponíveis se tornem perigosos.

Se o operador do sistema retiver dados, os usuários talvez precisem de uma forma de provar o problema ou exigir a publicação dos dados.

A discussão do Ethereum Research sobre Plasma universal e desafios de DA destaca que esses sistemas podem exigir pelo menos um contestador de DA ativo a qualquer momento.

Essa exigência de monitoramento ativo é importante para a segurança dos usuários.

Um sistema semelhante a Plasma pode parecer barato e rápido, mas os usuários precisam entender o que acontece se os dados desaparecerem.

Se os contestadores honestos não puderem arcar com os custos para continuar contestando, ou se os usuários não estiverem online durante as janelas de saída, o modelo de segurança poderá se tornar mais fraco.

Por esse motivo, os desafios de DA costumam ser discutidos tanto como mecanismo técnico quanto econômico.

O sistema precisa ser tecnicamente correto e economicamente viável.

Desafio de DA e saques de usuários

Os saques podem ser afetados pela disponibilidade de dados.

Se os usuários não conseguirem acessar os dados necessários para provar seus saldos ou reconstruir o estado da blockchain, poderão ter dificuldade para sacar com segurança.

Essa é uma das razões pelas quais os desafios de DA são importantes para a proteção dos usuários.

Um desafio de DA pode impedir que um rollup ou sistema semelhante a Plasma finalize dados indisponíveis que tornariam os saques inseguros.

No entanto, o impacto exato nos saques depende do design da blockchain.

Alguns sistemas podem permitir saídas de emergência.

Alguns podem reorganizar a cadeia a partir do compromisso indisponível.

Alguns podem exigir que os usuários aguardem o fim da janela de desafio.

Alguns podem depender de um comitê de DA, uma bridge ou um sistema de provas para confirmar a disponibilidade.

Os usuários devem ler a documentação de saque de uma blockchain antes de presumir que todos os saques de Layer 2 têm as mesmas garantias de segurança.

Desafio de DA e reorganizações de L2

Uma reorganização, ou reorg, ocorre quando uma blockchain substitui parte de seu histórico previamente aceito por outro histórico canônico.

Em um sistema de desafios de DA, um desafio não resolvido pode levar o rollup a rejeitar ou reorganizar blocos derivados de dados indisponíveis.

A especificação Alt-DA do OP Stack explica que um desafio expirado e não resolvido pode fazer a cadeia canônica de L2 sofrer uma reorganização a partir do primeiro bloco derivado dos dados de entrada contestados.

Essa é uma resposta forte, pois impede que a blockchain continue se baseando permanentemente em dados que os participantes honestos não conseguiram verificar.

No entanto, as reorganizações também podem afetar aplicativos e usuários.

Uma transação que parecia incluída pode desaparecer se estiver dentro do intervalo afetado.

Os aplicativos talvez precisem esperar uma finalidade mais robusta antes de creditar saldos, processar saques ou acionar operações de alto valor.

Por isso, wallets, bridges, exploradores e desenvolvedores precisam entender claramente os sistemas de desafios de DA.

Uma blockchain que usa desafios de DA pode ter custos de dados menores, mas seu modelo de finalidade talvez seja mais complexo do que os usuários esperam.

Desafio de DA e risco de negação de serviço

Um sistema de desafios de DA pode ser atacado se iniciar desafios for barato demais ou resolvê-los for caro demais.

Um invasor poderia enviar desafios em massa para obrigar provedores de dados, sequenciadores ou contratos a gastar recursos.

Por isso, os títulos de desafio e os custos de resolução são importantes.

A especificação Alt-DA do OP Stack discute o uso de um título pago para reduzir o risco de negação de serviço.

O sistema de desafios deve ser projetado para que usuários honestos possam contestar dados indisponíveis, enquanto invasores não consigam inundar o sistema com disputas falsas a baixo custo.

Definir o valor dos títulos é difícil porque as taxas de blockchain mudam com o tempo.

Se as taxas subirem, um título que antes era razoável poderá se tornar baixo ou alto demais.

Se um desafio exigir o envio de uma grande quantidade de calldata, resolvê-lo poderá ficar caro durante períodos de taxas elevadas.

Um bom design precisa considerar a volatilidade das taxas, os tamanhos máximos das entradas, as regras de reembolso e os incentivos econômicos.

Nesse contexto, a segurança não depende apenas da criptografia.

Também depende de fazer a dinâmica econômica funcionar sob pressão.

Desafio de DA e custos on-chain

Os desafios de DA podem gerar custos on-chain porque o desafio e sua resolução talvez exijam transações na Layer 1.

Se os dados ausentes precisarem ser enviados diretamente como calldata, quem resolver poderá pagar taxas de gas significativas.

Essa é uma das razões pelas quais alguns sistemas exploram bridges de DA, certificados ou provas de conhecimento zero para reduzir os custos de resolução on-chain.

O design da bridge ZK DA da Eclipse discute o uso de sistemas de provas para reduzir os custos de verificação da disponibilidade de dados entre sistemas.

Para os usuários, o ponto importante é que a segurança da DA tem um custo.

Publicar todos os dados diretamente em uma camada base segura é caro.

Publicar apenas compromissos custa menos, mas cria a necessidade de mecanismos de desafio, prova ou bridge.

Não existe uma solução sem custos.

Cada sistema escolhe onde pagar: nos custos de publicação de dados, de monitoramento, de desafios, na complexidade da bridge ou em premissas adicionais de confiança.

Desafio de DA e amostragem de disponibilidade de dados

A amostragem de disponibilidade de dados, frequentemente chamada de DAS, é outra maneira de obter confiança de que os dados estão disponíveis sem que todos os nós precisem baixá-los por completo.

O roteiro do Danksharding da Ethereum explica que a amostragem de disponibilidade de dados é necessária para que validadores verifiquem dados de blobs com eficiência.

DAS e desafios de DA estão relacionados, mas não são a mesma coisa.

A DAS ajuda os participantes a verificar a disponibilidade por meio de amostragem aleatória.

Um desafio de DA é um processo de contestação que reage quando os dados parecem indisponíveis ou não podem ser recuperados.

Alguns sistemas futuros podem combinar amostragem, compromissos, provas, bridges e desafios.

O objetivo é reduzir os custos de dados sem obrigar os usuários a confiar em um único sequenciador ou provedor de dados.

Para usuários de cripto, a diferença simples é: a amostragem verifica se os dados provavelmente estão disponíveis, enquanto um desafio contesta a disponibilidade quando algo dá errado.

Ambos os mecanismos podem contribuir para uma escalabilidade mais segura quando são bem projetados.

Benefícios de um desafio de DA

O primeiro benefício de um desafio de DA é a responsabilização.

Ele permite que os usuários contestem um compromisso de dados, em vez de confiar cegamente em um sequenciador ou provedor de DA.

O segundo benefício é uma maior segurança do rollup.

Se dados indisponíveis puderem levar à rejeição ou reorganização, será menos provável que a blockchain finalize um histórico impossível de verificar.

O terceiro benefício é uma escalabilidade de menor custo.

Um desafio de DA pode viabilizar designs Alt-DA que reduzem os custos de publicação de dados e acrescentam um mecanismo de contestação.

O quarto benefício é a modularidade.

As questões de DA podem ser separadas da execução e da lógica das provas de fraude, permitindo que cada parte do sistema seja especializada.

O quinto benefício é uma maior transparência.

Contratos, janelas, títulos e resoluções de desafios podem ser inspecionados on-chain quando o sistema utiliza contratos públicos.

O sexto benefício é a proteção dos usuários.

Quando o mecanismo funciona, ele ajuda a impedir que os usuários fiquem presos em um estado da blockchain que não pode ser verificado.

Riscos de um desafio de DA

O primeiro risco é a falha dos monitores.

Se nenhum participante honesto detectar dados ausentes e iniciar um desafio, o mecanismo talvez não proteja os usuários a tempo.

O segundo risco é o alto custo do desafio.

Se contestar for caro demais, usuários comuns talvez não consigam utilizar o sistema.

O terceiro risco é spam ou negação de serviço.

Se contestar for barato demais, invasores poderão inundar o sistema com desafios falsos.

O quarto risco é a dependência de dados não resolvida.

Se um sistema depender de uma camada externa de DA, um desafio de DA talvez não elimine completamente as premissas de confiança dessa camada.

O quinto risco é a complexidade da finalidade.

Usuários e aplicativos podem não entender quando uma transação está segura, finalizada ou ainda sujeita a uma reorganização relacionada a desafios.

O sexto risco é o estágio de implementação.

Algumas documentações podem descrever recursos de desafios de DA planejados ou experimentais que não estão ativos em todas as blockchains.

O sétimo risco é o controle de governança.

Se parâmetros como o valor do título, a janela de desafio, a janela de resolução ou o endereço do contrato puderem ser alterados por um pequeno grupo, os usuários precisam entender esse risco de governança.

Como os usuários podem avaliar um sistema de desafios de DA

Primeiro, os usuários devem verificar se a blockchain usa dados da Ethereum, uma camada externa de DA, um comitê de DA ou outro sistema de dados.

Devem verificar se a blockchain tem um mecanismo de desafios de DA ativo ou apenas planejado.

Devem verificar a janela de desafio e a janela de resolução.

Devem verificar quem pode iniciar um desafio.

Devem verificar se os desafios exigem um título e qual é o valor desse título.

Devem verificar o que acontece quando um desafio é resolvido.

Devem verificar o que acontece quando um desafio expira sem ser resolvido.

Devem verificar se o sistema pode reorganizar blocos de L2 após a detecção de dados indisponíveis.

Devem verificar se wallets, bridges e aplicativos aguardam o nível de finalidade adequado.

Devem verificar se monitores independentes ou operadores de nós realmente estão acompanhando a blockchain.

Um desafio de DA só é útil se todo o sistema ao redor dele for prático, monitorado e aplicado.

Como os desenvolvedores devem pensar sobre desafios de DA

Os desenvolvedores devem tratar os desafios de DA como parte do modelo de segurança do aplicativo.

Se um DApp for executado em uma blockchain com Alt-DA, o desenvolvedor deve entender as garantias de disponibilidade de dados da blockchain.

Uma bridge deve ter atenção especial, pois as mensagens podem depender da finalidade da blockchain de origem.

Um protocolo DeFi deve considerar se reorganizações causadas por falhas de DA podem afetar depósitos, negociações, empréstimos ou liquidações.

Um jogo ou aplicativo social pode aceitar uma finalidade mais flexível do que um mercado de empréstimos de alto valor.

Os desenvolvedores também devem entender se a infraestrutura consegue lidar com eventos relacionados a desafios.

Indexadores, exploradores, wallets e serviços de back-end devem conseguir reagir caso um intervalo de blocos de L2 se torne inválido devido a problemas de DA não resolvidos.

Os aplicativos devem evitar tratar toda blockchain barata como se tivesse as mesmas propriedades de segurança de um rollup que publica dados diretamente na Ethereum.

As premissas de disponibilidade de dados devem fazer parte das decisões de implantação, das divulgações de risco e do design da interface do usuário.

Equívocos comuns sobre desafios de DA

Um equívoco é achar que um desafio de DA prova que todas as transações estão corretas.

Não prova.

Ele trata apenas da disponibilidade dos dados por trás de um compromisso.

Outro equívoco é achar que um desafio de DA é o mesmo que uma prova de fraude.

Uma prova de fraude contesta a correção da execução, enquanto um desafio de DA contesta a disponibilidade dos dados.

Um terceiro equívoco é achar que qualquer blockchain com um desafio de DA tem a mesma segurança que uma que publica todos os dados na Ethereum.

Isso não é verdade, pois os sistemas Alt-DA ainda acrescentam premissas de confiança relacionadas à camada de DA, à bridge, ao processo de desafio e aos monitores.

Um quarto equívoco é achar que disponibilidade de dados significa armazenamento permanente.

Disponibilidade significa que os dados podem ser recuperados durante a janela crítica de verificação, enquanto o armazenamento de longo prazo é uma questão separada.

Um quinto equívoco é achar que os usuários não precisam se preocupar com desafios de DA.

Os usuários devem se preocupar, pois falhas de DA podem afetar saques, finalidade, verificação e segurança dos ativos.

Desafio de DA e armazenamento de dados de longo prazo

Um desafio de DA não é um sistema de arquivamento de longo prazo.

Ele se concentra em saber se os dados estão disponíveis quando o sistema precisa deles para verificação e segurança.

A documentação sobre estratégias de armazenamento de dados de blockchain da Ethereum explica que disponibilidade de dados e possibilidade de recuperar dados históricos são conceitos diferentes.

Essa distinção importa para rollups e blockchains Alt-DA.

Uma blockchain pode provar com sucesso que os dados estavam disponíveis durante a janela de desafio e ainda assim precisar de nós de arquivo, indexadores ou redes de armazenamento para manter o histórico de longo prazo.

Os usuários podem precisar de dados históricos para análises, impostos, auditorias, histórico de aplicativos ou pesquisas sobre disputas.

O próprio desafio de DA nem sempre resolve esse problema de recuperação de longo prazo.

Os desenvolvedores devem planejar o armazenamento histórico separadamente.

Os usuários devem entender que uma blockchain pode ser válida e ainda depender de infraestrutura adicional para acessar dados antigos.

Desafio de DA e intenção de busca AEO

Quem pesquisa por desafio de DA geralmente quer entender os riscos de disponibilidade de dados em rollups, sistemas Alt-DA e blockchains modulares.

A resposta mais curta é que um desafio de DA é uma forma de contestar se os dados do rollup por trás de um compromisso estão realmente disponíveis.

A resposta mais completa é que os desafios de DA ajudam a proteger os usuários quando uma blockchain publica compromissos de dados, em vez de publicar todos os dados diretamente em uma camada base.

Termos relacionados incluem disponibilidade de dados, Alt-DA, rollup, sequenciador, prova de fraude, validium, optimium, ataque de retenção de dados, janela de desafio, janela de resolução e amostragem de disponibilidade de dados.

Compreender bem os desafios de DA ajuda os usuários a comparar a segurança de diferentes sistemas Layer 2 e de blockchain modular.

Também ajuda os desenvolvedores a decidir se as taxas menores de uma blockchain compensam as concessões relacionadas à disponibilidade de dados.

Os desafios de DA são importantes porque a escalabilidade de blockchain não se resume mais a acelerar a execução.

Também é preciso garantir que os dados por trás dessa execução continuem verificáveis.

Perguntas frequentes

O que significa desafio de DA?

Desafio de DA significa Data Availability Challenge, um mecanismo para contestar se os dados por trás de um compromisso de blockchain ou rollup estão realmente disponíveis.

Por que um desafio de DA é importante?

Um desafio de DA é importante porque usuários e nós precisam dos dados das transações para verificar o estado do rollup, criar provas de fraude e interagir com segurança com a blockchain.

Um desafio de DA é o mesmo que uma prova de fraude?

Não. Um desafio de DA contesta a disponibilidade dos dados, enquanto uma prova de fraude contesta se uma transição de estado ou computação estava correta.

Quem pode iniciar um desafio de DA?

Em designs permissionless, qualquer usuário, nó, monitor ou participante honesto pode iniciar um desafio de DA se os dados necessários estiverem indisponíveis.

O que é uma janela de desafio de DA?

Uma janela de desafio de DA é o período de tempo ou intervalo de blocos durante o qual um compromisso de dados pode ser contestado.

O que é uma janela de resolução de DA?

Uma janela de resolução de DA é o período de tempo ou intervalo de blocos durante o qual os dados ou a prova ausentes precisam ser enviados para resolver o desafio.

O que acontece se um desafio de DA não for resolvido?

Dependendo do sistema, o compromisso afetado poderá ser rejeitado, a blockchain poderá ser reorganizada ou os dados poderão ser tratados como indisponíveis conforme as regras do protocolo.

Um desafio de DA torna a Alt-DA livre de riscos?

Não. Um desafio de DA pode reduzir os riscos, mas os sistemas Alt-DA ainda envolvem premissas adicionais relacionadas à camada de DA, à bridge, aos monitores, à economia e à implementação.

O que é um título de desafio de DA?

Um título de desafio de DA é um valor depositado pelo contestador para desestimular spam e tornar caros os desafios desnecessários.

Os desafios de DA podem afetar os saques?

Sim. Os desafios de DA podem afetar os saques se os dados ausentes impedirem usuários ou aplicativos de verificar o estado da blockchain necessário para sair com segurança.

Os desafios de DA estão ativos em todos os rollups?

Não. O suporte a desafios de DA depende do design da blockchain, do stack, da configuração e do estágio atual de implementação.

O que os usuários devem verificar antes de usar uma blockchain com desafios de DA?

Os usuários devem verificar a camada de DA, as regras do desafio e da resolução, o comportamento de finalidade, a atividade dos monitores, as premissas da bridge e se o recurso está realmente ativo.

Conclusão

Um desafio de DA é um mecanismo de segurança importante para rollups modernos, sistemas Alt-DA e designs de blockchain modular.

Ele permite que usuários ou operadores de nós contestem se os dados por trás de um compromisso estão realmente disponíveis.

Isso importa porque a disponibilidade de dados é necessária para verificação, provas de fraude, saques seguros, sincronização honesta e finalidade do rollup.

Os desafios de DA são mais importantes quando uma blockchain reduz custos publicando compromissos ou usando disponibilidade de dados externa, em vez de colocar todos os dados das transações diretamente em uma camada de liquidação.

O benefício é permitir uma escalabilidade mais barata com um mecanismo adicional de contestação.

O risco é que o sistema passe a depender de janelas de desafio e resolução, títulos, monitores, provedores de dados e implementação correta.

Um desafio de DA não deve ser confundido com uma prova de fraude, um período geral de contestação ou armazenamento permanente de dados.

Ele trata especificamente de provar ou contestar o acesso aos dados necessários para a verificação.

Para os usuários, a principal lição é olhar além das taxas baixas e perguntar como a blockchain garante a disponibilidade de dados.

Para os desenvolvedores, a principal lição é tratar as premissas de DA como parte do modelo de segurança do aplicativo.

À medida que a escalabilidade cripto continua avançando em direção a rollups, blobs, Alt-DA, blockchains modulares e amostragem de disponibilidade de dados, os desafios de DA continuarão sendo um conceito importante para compreender a segurança dos sistemas Layer 2 e de execução off-chain.