zkDatabase: Thay đổi cách lưu trữ dữ liệu cho các ứng dụng web3

Bài gốc: https://orochi.network/blog/zkDatabase-Transforming-Data-Storage-for-Web3-Applications

Bài dịch:

Kỷ nguyên Web3 dần thay đổi vai trò của dữ liệu trong sự phát triển của công nghệ. Ngày nay, từ các ứng dụng phi tập trung đến các blockchain nền tảng, dữ liệu đều đóng vai trò then chốt trong việc định hình bối cảnh thị trường công nghệ. Tuy nhiên, việc đảm bảo khả năng tiếp cận, tính chính xác và bảo mật của dữ liệu lại đang là một thách thức. 

Để giải quyết vấn đề đó, zkDatabase được thiết lập như một cuộc cách mạng thay đổi việc lưu trữ và quản lý dữ liệu trong thế giới Web3. 

Bản chất zkDatabase là một giải pháp quản lý và lưu trữ dữ liệu theo các nguyên tắc Zero-Knowledge Proofs (ZKP) và lưu trữ phân tán. 

ZKDatabase đảm bảo tính sẵn có của dữ liệu đồng thời ngăn ngừa điểm lỗi đơn (single point of failure) nhờ việc ủy quyền và mã hóa bằng mật mã. zkDatabase bảo vệ dữ liệu riêng tư, chỉ cho phép truy cập khi được ủy quyền. 

Không chỉ vậy, tính nhất quán trong cấu trúc zkDatabase được duy trì bằng tài liệu BSON, đồng thời chỉ mục B-tree tối ưu hóa việc truy xuất dữ liệu. Bằng chứng về sự chuyển đổi cho phép cập nhật lược đồ bằng sự xác thực. Với trọng tâm là chuẩn hóa các tiêu chuẩn và thân thiện với người dùng, zkDatabase đơn giản hóa việc quản lý dữ liệu thông qua giao diện đồ họa người dùng (GUI).

Cách lưu trữ dữ liệu ngoài chuỗi hiện tại phải đối mặt với nhiều thách thức cản trở tính hiệu quả của nó. Ví dụ điểm lỗi đơn trong các giải pháp lưu trữ truyền thống sẽ khiến dữ liệu dễ bị tấn công. Hơn nữa, mặc dù ZKP và cây Merkle đảm bảo tính bất biến của dữ liệu nhưng chúng lại hạn chế khả năng tiếp cận. Cấu trúc dữ liệu không được tiêu chuẩn hóa và không thể lập chỉ mục dẫn đến sự thiếu nhất quán và kém hiệu quả trong việc quản lý. Những vấn đề này, cộng với sự phức tạp trong phát triển dữ liệu, đòi hỏi một giải pháp mang tính chuyển đổi như zkDatabase.

Các phương pháp lưu trữ ngoài chuỗi truyền thống dễ xuất hiện điểm lỗi đơn, gây ra nguy cơ mất dữ liệu. Ngược lại, zkDatabase sử dụng công cụ lưu trữ phân tán để phân chia dư liệu trên nhiều nút. Đảm bảo rằng ngay cả khi một nút gặp lỗi, dữ liệu vẫn có thể truy xuất được từ các nút khác. Để hiểu được sự tiện dụng của ZKDatabase, hãy tưởng tượng một mô hình kinh doanh lưu trữ các giao dịch quan trọng của khách hàng. Khi bạn dùng bộ lưu trữ phân tán của zkDatabase, bạn sẽ không phải lo lắng về việc mất dữ liệu do lỗi phần cứng trên một máy chủ nào đó. 

Duy trì tính toàn vẹn và bất biến của dữ liệu là điều tối quan trọng, đặc biệt là trong các giao dịch tài chính. 

Poseidon Merkle Tree và ZKP đóng vai trò then chốt trong việc đảm bảo tính toàn vẹn và tính bất biến của dữ liệu trong zkDatabase. Poseidon Merkle Tree đảm bảo rằng mọi thay đổi trái phép đối với thông tin sản phẩm đều có thể được phát hiện, trong khi ZKP cung cấp bằng chứng mật mã cho thấy dữ liệu không bị thay đổi theo thời gian, giúp củng cố niềm tin người dùng.

Đa số zkApps hiện đang hạn chế về khả năng lập chỉ mục thông tin, cản trở việc truy xuất dữ liệu hiệu quả. Hãy tưởng tượng một nền tảng mạng xã hội phi tập trung, nơi rất nhiều thông tin được trao đổi và chúng cần được cập nhật nhanh chóng. Nếu ứng dụng không thể đảm bảo khả năng truy xuất dữ liệu hiệu quả, không thể đáp ứng được nhu cầu của người dùng, rất dễ dẫn đến sự thất bại của dự án. 

Để tối ưu hóa quá trình này, zkDatabase đã triển khai lập chỉ mục B-Tree, tổ chức dữ liệu theo cấu trúc cho phép tìm kiếm nhanh chóng. Người dùng có thể truy xuất bài đăng của họ hoặc tìm kiếm các chủ đề cụ thể một cách hiệu quả, nâng cao trải nghiệm người dùng và hiệu suất tổng thể của nền tảng.

Các mô hình lưu trữ dữ liệu thường yêu cầu bảo trì và cập nhật thông tin liên tục. Đối với mô hình lưu trữ truyền thống, việc bảo trì và cập nhật được thực hiện thủ công là chủ yếu, dễ xảy ra lỗi chủ quan từ người bảo trì trong quá trình bảo trì. Trong khi đó, Mô-đun quản lý lưu trữ và tính toán lại Merkle Tree của zkDatabase tự động hóa các quy trình này. Ví dụ như ứng dụng quản lý bệnh nhân, mỗi khi dữ liệu bệnh nhân mới được chèn vào, Merkle Tree sẽ tự động được tính toán lại, đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu. Điều này làm giảm nguy cơ xảy ra lỗi và đảm bảo dữ liệu luôn được cập nhật.

Một ứng dụng phi tập trung mà có quy trình xử lý dữ liệu quá phức tạp sẽ không có hiệu quả và có thể dẫn đến thất bại. Đặc biệt là trong các dự án tài chính phi tập trung (DeFi). DeFi yêu cầu phải xử lý các phép tính tài chính phức tạp của rất nhiều giao dịch.

zkDatabase cung cấp 2 mô-đun để giải quyết vấn đề này:

- Mô-đun xử lý dữ liệu lập ra bộ quy tắc giải quyết các phép tính phức tạp. Các quy tắc này được thực thi tự động và cung cấp kết quả chính xác. 

- Mô-đun ủy quyền cấp các quyền cụ thể cho người dùng, đảm bảo rằng chỉ những bên được ủy quyền mới có thể truy cập dữ liệu tài chính nhạy cảm và bảo vệ quyền riêng tư của người dùng.

Trong kỷ nguyên web3, quyền riêng tư được xem như là yếu tố bắt buộc, do đó, bảo mật dữ liệu là điều tối quan trọng. Ví dụ như ứng dụng nhắn tin phi tập trung, nơi người dùng gửi tin nhắn được mã hóa. Mô-đun mã hóa dữ liệu của zkDatabase sử dụng mã hóa AES kết hợp với trao đổi khóa Diffie Hellman để thiết lập các kênh liên lạc an toàn giữa những người dùng. Chỉ những người có khóa thích hợp mới có thể giải mã và truy cập tin nhắn, đảm bảo các cuộc trò chuyện riêng tư vẫn thực sự riêng tư.

zkDatabase được thiết kế gồm tập hợp các mô-đun được tạo ra để giải quyết các thách thức cụ thể trong quản lý dữ liệu web3. Mỗi mô-đun được sắp xếp cẩn thận và hoạt động hài hoà. Một số mô-đun chính trong thiết kế của ZKDatabase như sau:

Với những lợi ích trong việc lưu trữ dữ liệu, zkDatabase thách thức các phương pháp lưu trữ truyền thống và định hình lại cách các nhà phát triển xây dựng ứng dụng web3.

Các nhà phát triển là kiến trúc sư của cuộc cách mạng kỹ thuật số, nhưng sự phức tạp của việc quản lý dữ liệu thường làm họ mất tập trung vào việc sáng tạo. zkDatabase đơn giản hóa quy trình quản lý dữ liệu giúp các nhà phát triển dành toàn thời gian vào việc tạo ra ứng dụng, nâng cao trải nghiệm người dùng và thay đổi thế giới web3.

Tính nhất quán và tiêu chuẩn hóa là nền tảng của sự phát triển hiệu quả. zkDatabase cung cấp một thư viện được tiêu chuẩn hóa giúp tối ưu quá trình phát triển. Các nhà phát triển có thể tận dụng các công cụ và phương pháp đã được chứng minh mà không cần phải phát minh lại quy trình. Tính nhất quán này giúp tăng tốc chu kỳ phát triển, giảm khả năng xảy ra lỗi và thúc đẩy sự hợp tác giữa các nhà phát triển đảm nhận các khía cạnh khác nhau của dự án.

Giao diện người dùng kỹ thuật số (GUI) cung cấp các cách trực quan để tương tác với các hệ thống phức tạp. Trong zkDatabase, GUI trở thành cầu nối giữa nhà phát triển và dữ liệu của họ. Hãy tưởng tượng một nền tảng nghiên cứu phi tập trung nơi các nhà khoa học có thể phân tích các bộ dữ liệu phức tạp một cách dễ dàng. GUI đơn giản hóa thao tác và trực quan hóa, thúc đẩy sự cộng tác giữa các nhóm liên ngành.

Hệ sinh thái Web3 thay đổi không ngừng, các công nghệ mới, giao thức và hành vi người dùng mới xuất hiện thường xuyên. Khả năng thích ứng của zkDatabase là một lợi thế trong môi trường năng động này. Khi nhu cầu của các ứng dụng phát triển, các mô-đun của zkDatabase, chẳng hạn như bộ chứng minh chuyển đổi, cho phép cập nhật dữ liệu liên tục. Tính linh hoạt này đảm bảo rằng các ứng dụng luôn liền mạch, bảo mật và hiệu quả trong quá trình vận hành.

Kết luận Những sáng kiến trong quản lý dữ liệu Web3 của ZKDatabase thách thức các phương pháp lưu trữ truyền thống. Lưu trữ phân tán, các biện pháp bảo vệ bằng mật mã, khả năng lập chỉ mục và tiêu chuẩn hóa của ZKDatabase sẽ định hình lại cách thiết lập và khai thác dữ liệu. Khi kỷ nguyên Web3 phát triển, zkDatabase hứa hẹn nâng cao khả năng truy cập, độ chính xác và bảo mật dữ liệu. Cung cấp một giải pháp tối ưu về lưu trữ dữ liệu cho các nhà phát triển và tổ chức web3.