數據可用性層初探

Origin

數據可用性層已成爲模塊化架構的重要組成部分，充當可插入組件來降低成本併擴展區塊鏈。 數據據可用性層的核心功能是確保鏈上數據可供所有網絡參與者使用和訪問。在歷史上，每個節點都必鬚下載所有交易數據以驗證數據是否可用——這是一項效率極低且成本高昂的任務。這是大多數區塊鏈目前的工作方式，也是可擴展性的障礙，因爲驗證所需的數據量與區塊成正比增加。最終用戶遭受了損失：數據可用性成本占用戶進行 Rollup 交易時的 90%（目前，Rollup 將交易數據髮送到以太坊的成本爲 1300-1600 美元）。

Dune 上的 Rollup 經濟學

數據可用性採樣 (DAS) 的引入從根本上改變了這種架構。通過 DAS，輕節點可以通過參與區塊數據的多輪隨機採樣來確認數據可用，而不必下載每個整個區塊。一旦完成多輪採樣，併且達到數據可用的某個置信閾值，交易過程的其餘部分就可以安全地進行。通過這種方式，鏈可以擴展其塊大小，衕時保持簡單的數據可用性驗證。併且還實現了可觀的成本節省：這些新興層可以將數據可用性成本降低高達 99%。

來自 0xngmi 的數據可用性的非常貼切的類比

除了實現更高的吞吐量之外，數據可用性層對於提高互操作性也很有意義。便宜的數據可用性必然會推動新的自定義 Rollup 鏈的大爆髮，使得用 Rollup 即服務提供商（例如 Caldera、AltLayer 和 Conduit）部署這些鏈變得更加簡單。然而，隨著 L2 和 L3 生態繫統的出現，它們默認會變得支離破碎。讓用戶使用新平颱已經很睏難了，如果互操作性、流動性和網絡效應有限，情況會變得更糟。通過統一的數據可用性層作爲每個網絡的基礎，資金流變得更加簡單，併能夠吸引更廣泛的用戶群。

Caldera 其他 Rollup 即服務提供商將使項目能夠在構建自定義 Rollup 時選擇數據可用性層。

Avail、EigenDA 和 Celestia 是數據可用性生態繫統中的主要角色，他們都服務於相衕的空間，但在基礎設施堆棧、執行和上市方麵採取的方法略有不衕。

技術架構方麵，Avail、以太坊、EigenDA 使用 KZG 承諾，而 Celestia 使用欺詐證明來確認區塊編碼正確。生成 KZG 證明雖然是證明數據可用性的一種非常嚴格的方法，但會給區塊生産者帶來更多的計算開銷，特別是當區塊大小增加時。另一方麵，Celestia 假設數據可以通過其防欺詐方案隱式可用。爲了不進行計算上的“工作”，繫統必鬚等待一段時間的欺詐證明爭議期，然後節點才能確認該塊是否被準確編碼。KZG 證明和欺詐證明都在經歷快速的技術進步；在二者之間進行選擇可能會變得更加覆雜，目前還不清楚一種機製是否會明顯優於另一種機製。

對於 Avail 來説，他們基於 KZG 承諾的架構使他們非常適合零知識結構，如果零知識在未來占主導地位，Celestia 可能會麵臨睏難，因爲它依賴於樂觀證明。此外，即使所有全節點都宕機，Avail 的 p2p 輕客戶端網絡也可以支持該網絡；在 Celestia 的架構中，輕客戶端在沒有完整節點的情況下無法運行。Avail 和 Celestia 都在 DAS 下使用糾刪碼，它將數據分割成碎片，添加冗餘，併允許重建該數據以進行驗證。

與 Celestia 和 Avail 的堆棧相比，EigenDA 利用了以太坊現有的基礎設施。如果數據需要髮送到 Rollup 合約以證明數據可用，則 EigenDA 與以太坊的最終性時間相衕。但是，如果 Rollup 完全使用 EigenLayer，則可以更快地實現最終性。

爲了達成共識，Avail 使用從 Polkadot 的 SDK 繼承的 BABE + GRANDPA 以及提名權益證明 (NPoS)。 NPoS 用於提名委托人希望的驗證者被選擇，而 BABE 決定誰將提議下一個區塊，GRANDPA 充當區塊最終性算法。

Celestia 使用 Tendermint 來達成共識，允許用戶質押 $TIA（網絡的原生代幣）以穫得驗證者質押獎勵的一部分。盡管 Celestia 能夠通過 Tendermint 實現快速最終性，但由於其樂觀的架構，實際數據可用性保證需要等待一段時間（用戶必鬚有時間提交欺詐證明）。

EigenDA 本身沒有共識，而是有兩種機製來保證數據可用性的有效性：

• 托管證明。這本質上是一種經濟安全機製，可確保節點存儲數據，但實際上併不能保證該數據提供給網絡中的每個人。如果節點不遵守，例如無法證明他們擁有數據，就會被削減，
• 充分的去中心化。確保各個運營商保持去中心化且不會互相串通對於網絡的正確運行至關重要。有了龐大且獨立的驗證者，數據服務就成爲許多市場參與者願意參與的一種競爭活動。在這種規模下，串通是極其睏難的。

有意思的是，Celestia 的活躍驗證者是由質押代幣排名前 100 的驗證人組成的，未來這個門檻可能會降低。此外，每個驗證者都存儲整個數據集。 EigenDA 將對存儲一小部分數據的每個節點（未來可能是數百萬個）進行優化。在這種情況下，如果足夠多的節點是誠實的，則可以重建數據。有關 EigenDA 的更多詳細信息，可以通過 Sreeram 的最新推文查看。

EigenLayer

總結一下，Avail 對主要數據可用性層的核心構成做了對比 。

關於每種設計的權衡也出現了新的討論。David Hoffman 指出，Celestia 本身就是一個完整的區塊鏈——一個覆雜的堆棧，需要的不僅僅是純粹的數據可用性。另一方麵，EigenDA 隻是一組智能合約，但它依賴於以太坊，而 Celestia 和 Avail 則不然。

David Hoffman 的推特

Celestia 團隊認爲，代幣對於安全性非常代幣必要，而 EigenDA 最終將需要代幣，因爲不可能削減鏈上數據的可用性。他們認爲，爲了確保節點是誠實的、數據可用併懲罰惡意節點，網絡必鬚能夠通過包括原生代幣在內的激勵結構進行驗證。 Celestia 的 Nick White 在這裡提出了對 EigenDA 的批判：保留數據的重新驗證器不會被削減，除非源鏈被分叉，由於這是以太坊，這是極不可能的。

就品牌而言，EigenDA 是非常符合以太坊的産品。 EigenLayer 團隊在構建時考慮了 EIP-4844 和 danksharding，用 Sreeram 的話説，EigenDA 被構建爲“唯一以 ETH 爲中心的數據可用性層”。他解釋説，根據定義，數據可用性層是一種模塊化産品，但其他數據可用性“層”實際上是區塊鏈本身。

將數據可用性層打包到區塊鏈中確實會給在其上原生運行的 Rollup 帶來明顯的好處，主要體現在安全保證方麵。然而，Sreeram 提到，他的團隊構建 EigenDA 的目標是創建一款能夠爲以太坊生態繫統提供數據可用性服務的産品，符合以太坊生態繫統的真正“層”。他指出，這裡不需要單獨的共識，因爲基於以太坊的 Rollup 已經依賴網絡進行排序和共識。（Sreeram 在 中雄辯地解釋了這一點最近的無銀行事件.)

Avail 採用有效性證明和 DAS 構建，可在生態繫統方麵實現高度的靈活性和互操作性。他們的架構爲可擴展框架奠定了基礎，該框架旨在支持跨許多不衕平颱的服務。這種“不偏不倚”的立場允許更大的互操作性和資金流動，併且也吸引非以以太坊爲中心的生態繫統。這裡的最終目標是從所有鏈中穫取有序交易數據，併將其聚合到 Avail，使它們成爲所有 web3 的協調中心。爲了啟動該網絡，Avail 最近推出了節點衝突戰役以及激勵測試網，允許用戶運行驗證器和輕客戶端併在網絡挑戰中競爭。

Celestia 的生態繫統 由 Rollup 即服務提供商、共享排序器、跨鏈基礎設施等組成，涵蓋以太坊、以太坊 Rollup、Cosmos 和 Osmosis 等生態繫統。

Celestia 生態繫統頁麵快照

所以這些設計，無論是技術方麵還是營銷方麵，都進行了一定的權衡。就我個人而言，我不確定數據可用性類別是否會是一個贏家通吃或商品化的市場，相反，也可能存在寡頭壟斷式市場，項目會選擇最適合其需求的數據可用性層。根據協議的類型，團隊可以針對互操作性、安全性或對某個生態繫統或社區的偏好進行優化。如果自定義用例 Rollup 按預期爆炸式增長，他們會毫不猶豫地集成數據源可用性層，併且將有不止一種強大的選項可供選擇。

這項技術以及總體上的模塊化敘述仍然相對較新，Celestia 最近剛剛上線，Avail 和 EigenDA 將在未來幾個月內啟動主網。然而，迄今爲止模塊化主義的技術進步是非凡的（其中許多概念在幾年前隻是想法！）。通過從本質上改進我們構建和使用區塊鏈的方式，數據可用性層無疑將成爲現在及以後的核心技術之一。

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