翻譯：白話區塊鏈

1、DA問題的出現

1）什么是DA

簡單來說，數據可用性（DA）指的是區塊生產者將區塊的所有交易數據發布到網絡，使驗證者能夠下載它。如果區塊生產者發布完整的數據并允許驗證者下載，我們稱該數據是可用的。然而，如果區塊生產者保留了一些數據，以至于驗證者無法下載完整的數據，我們稱該數據是不可用的。

2）DA問題的兩個關鍵方面：安全性和成本

在審視了DA的定義之后，可以清楚地看出它包含兩個關鍵方面：

首先，確保驗證機制的安全性；其次，降低數據發布的成本。

A、確保驗證機制的安全性

為了確保安全驗證，當前的L2序列器通常在高度安全的以太坊網絡上發布L2狀態數據和交易數據，并依賴以太坊進行結算和數據可用性。

因此，DA層實際上是L2發布交易數據的地方。目前，主流的L2解決方案利用以太坊作為DA層。

B、降低數據發布的成本

目前，L2僅依賴以太坊進行數據可用性和結算。雖然這種方法提供了足夠的安全性，但也產生了大量的成本。這給L2帶來了第二個挑戰：如何降低數據發布的成本。

 

2、減少成本和提高效率的DA成本結構和方法

從第一章的介紹中，我們可以看出，在DA中一個重要的關注點是如何降低成本。

因此，如果您的目標是使L2總體更便宜，那么必須降低數據發布的成本。那么，如何降低成本呢？主要有兩種方法：

A、降低在L1上發布數據的成本，比如即將推出的以太坊的EIP-4844升級。

B、借鑒Rollup的做法，將事務執行與L1分離，DA也可以與L1解耦，以降低成本。換句話說，以太坊不再作為DA層的使用方式。

因此，各方都在努力降低成本。在比較當前可用的方案后，Near DA的成本最低，約為每個區塊0.0016美元，其次是Celestia、EngenLayer、EIP4844等。

 

3、Vitalik對DA的觀點

1）以太坊基金會和Vitalik Buterin支持在以太坊上使用DA

在Celestia走紅之后，以太坊的聯合創始人Vitalik Buterin暗示以太坊的L2項目必須在以太坊區塊鏈上利用DA。隨后，以太坊基金會的研究員Dankrad Feist在一條推文中表示，如果不將以太坊作為DA層使用，那就不是以太坊的Rollup，因此也不是L2。

在這種情況下，Arbitrum Nova和Mantle應該被“撤銷”作為L2項目，因為它們只在DAC（資源分配控制器）上披露交易數據，而不是在以太坊區塊鏈上。

同時，Dankrad還提到，像Plasma和狀態通道這樣的解決方案，不需要依賴鏈上數據可用性（DA）來確保安全性，仍然被認為是L2，但不使用以太坊作為DA層的Validium（ZKRollup）則不被視為L2。

2）Vitalik的妥協：將利用外部數據鏈進行DA的以太坊Rollup分類為以太坊Validium

后來，在他的X上回應中，Vitalik Buterin表示：“成為Validium對許多應用來說是正確的選擇，使用良好的分布式DA保證系統可以是增加Validium實際安全性的好方法。”

此外，他認為成為Rollup的核心是無條件的安全保證：即使其他人共謀對抗你，你仍然可以取回你的資產，而如果DA依賴于外部系統，你將無法獲得這種保證。

3）通過ENS對DA進行控制：Vitalik的愿景

ENS（域名服務）將定義一套交互邏輯。用戶只需輸入一個簡短的域名，就能自動連接到與ENS智能合約相對應的長地址，從而解決了復雜、難以記憶和難以識別的EOA地址的問題。值得注意的是，ENS的這套域名服務指向了未來的擴展市場，具有更大的用戶流量，尤其是一些大規模采用的用戶群體。L2是以太坊未來擴展和吸引大流量的方向。

Vitalik認為，如果ENS的域名解析解決方案不擴展到L2，而僅限于以太坊主網級別，將很難為想象空間打開空間。基于這一背景，他在X上強調了ENS的重要性，“它需要經濟實惠！”ENS自然會考慮為L2提供一套完整的數據解析解決方案，允許用戶直接在L2上進行域名解析和數據搜索。這減少了對各自L2中心化網關的依賴。

不難看出，用戶在L2上正常使用ENS域名的前提是訪問和驗證以太坊主網上的全局數據。這意味著要享受ENS的一套服務，必須使用正統的以太坊DA能力，而基于OP Stack的捷徑和將DA放置在Celestia等第三方平臺上的L2解決方案與ENS不兼容。話雖如此，理解Vitalik的意圖并不困難。簡而言之，Vitalik正努力利用ENS為L2平臺定義一套標準化的互操作性規范，同時加強對DA的控制。

4）Vitalik討論Plasma的復蘇

A、在Vitalik Buterin的文章中，他討論了最初為以太坊提出的各種L2擴容解決方案，包括Plasma、Rollup、Validium和Parallel。Vitalik對擴容的愿景包括對這些解決方案的平衡發展，以適應不同的應用場景。然而，當前市場格局主要由Rollup解決方案塑造，而且競爭日益激烈。

B、Plasma是一種側鏈解決方案，定期將Merkle狀態數據與主網絡同步。它是一種依賴于主網絡數據和計算的擴容解決方案。通過高度集中化的方法和復雜的賬本模型設計，它使得第二層能夠高效擴展，并利用主網絡驗證者的系統能力。Vitalik在他的新文章中重新審視了Plasma，并介紹了一種ZK+Plasma擴容解決方案，顯然這是L2領域的另一項戰略舉措。

5）總結

Vitalik的所有行動可以概括如下：

Vitalik Buterin承認了對DA的高需求，但他不愿將市場份額讓給Celestia。起初，他關注了安全問題，并強調了ENS的重要性，但遭遇了市場的抵制。盡管他努力推動，但許多用戶仍然更喜歡第一方的DA。隨后，他提出Validium可能是一個可行的選擇，但在幾天后又重新審視了較舊的Plasma解決方案，旨在引導市場探索ZK+Plasma的方向。從本質上講，Vitalik的戰略行動反映了不斷努力將DA市場錨定在以太坊生態系統內。

 

4、DA解決方案和各種DA項目概述

1）DA解決方案

根據提供的內容，我們可以看到DA層有許多解決方案。大體上，這些解決方案可以分為兩個主要部分：鏈上和鏈下。

• 鏈上解決方案

指的是仍然將以太坊作為DA層的L2解決方案，利用以太坊來減輕DA成本。這意味著以太坊將在未來發展成為一個實時的公告板，公告板上的數據在一定期限后被刪除。L2解決方案必須開發獨立存儲所有數據備份的方法。

• 鏈下解決方案

指的是不再依賴以太坊作為DA層的策略，尋求更具成本效益的方法來確保DA。根據去中心化和安全性的差異，鏈下解決方案可以分為四種類型：Validium、數據可用性委員會（DAC）、Volition和通用的DA解決方案。

2）Celestia

作為模塊化公鏈的先驅，Celestia是基于Cosmos SDK構建的，主要關注DA。它是已經在主網上線的DA項目中具有競爭力的領導者。

A、技術特點

• 數據可用性采樣（DAS）

DAS允許輕節點在無需下載整個區塊的情況下驗證DA。輕節點只下載區塊頭，這限制了它們驗證區塊的DA能力，因為它們無法訪問完整的區塊數據。Celestia使用二維Reed-Solomon（RS）編碼方案來重新編碼區塊數據，以使輕節點能夠進行DAS。DAS通過讓輕節點隨機采樣區塊數據的一小部分來工作。隨著輕節點完成更多輪的區塊數據采樣，對數據可用性的信心增加。一旦輕節點成功達到預定的信心水平（例如，99%），數據被視為可用。

• 命名空間默克爾樹（NMT）

NMT允許Celestia上的執行層和結算層僅下載與它們相關的交易。Celestia將區塊中的數據劃分為多個命名空間。每個命名空間對應于在Celestia上構建的一個應用程序，例如rollup。每個應用程序只需下載與其相關的數據，提高了網絡的效率。

B、Celestia的主要收入來自應用程序，主要通過兩種方法實現：

• Blob空間費用：Rollup應用程序使用$TIA支付將其數據存儲在Celestia的Blob空間中的費用。

• Gas費用：開發者將$TIA用作Rollup交易的燃料Token，類似于以太坊基于Rollup中使用ETH作為燃料的方式。

C、發展潛力

• 該項目已成功上線，并達到了較高的技術成熟度。

• 它具有令人興奮的前景，可以通過空投獎勵來回饋那些抵押了$TIAToken的參與者。例如，Dymension和Altlayer等項目專門選擇$TIAToken持有者作為空投的接收者。很可能，更多的以太坊L2項目、模塊化區塊鏈解決方案以及Cosmos生態系統內的項目將采用類似的空投策略。

• 通過與跨鏈橋接、結算層解決方案、DeFi項目、游戲平臺和預言機的合作，該生態系統得到了豐富。

• 在DA領域，合作伙伴的列表不斷擴大，其中一些知名的合作伙伴包括Manta、Eclipse、Caldera和Snapchain。此外，它還與Arbitrum Orbit、Polygon的CDK以及Aevo衍生品交易平臺等進行了集成。

3）EigenDA

EigenLayer是一個基于以太坊的再抵押協議，允許用戶將他們的ETH、lsdETH和LPToken重新抵押到其他側鏈、預言機、中間件等作為節點，并獲得驗證獎勵。這使得第三方項目可以利用以太坊主網的安全性，而ETH的持有者可以獲得額外的收入，創造雙贏的局面。

EigenDA是基于以太坊構建的去中心化DA服務，使用EigenLayer的再抵押框架。它作為EigenLayer平臺上的首個主動驗證服務（AVS）而存在。與Celestia或Avail不同，EigenDA不需要引導新的一組驗證者。以太坊的驗證者可以自行選擇加入EigenDA。

技術特點

• 增強以太坊的DA能力：Blob塊數據和KZG承諾

EigenDA利用了Cancun升級中引入的升級的Blob塊數據和KZG承諾。Rollup鏈可以為Blob數據生成糾刪碼和KZG承諾，然后將其發布到EigenDA合約中。EigenDA內的節點確保鏈的后續DA能力。這極大地提升了以太坊的DA能力。值得注意的是，EigenDA的整個操作都是建立在現有的以太坊基礎設施（如Blob和KZG）之上的。此外，EigenDA節點的驗證任務由以太坊驗證者執行。

• 無中心化權威的點對點網絡

EigenDA節點必須在以太坊第一層的EigenLayer合約中重新抵押ETH（或更準確地說，抵押ETH衍生品）。EigenDA節點是以太坊驗證者的一個子集。然后，DA買方（例如rollup，也稱為分散器）在接收到數據塊后，使用糾刪碼對其進行編碼，并生成KZG承諾，然后將其發布和分發給節點進行確認。然后，分散器逐個收集這些簽名，生成一個聚合簽名，并將其發布到EigenDA智能合約中，由合約進行驗證。

• 采用委托權益證明（DPoS）

EigenDA不使用DA采樣，而是采用DPoS共識機制來驗證節點是否真正存儲數據。任何人都可以向EigenDA智能合約提交證據，合約本身將對其進行驗證。如果驗證成功，則惰性驗證者將被削減。

發展潛力

• EigenDA正在與Celestia競爭，并與Celo、Mantle、Fluent、Offshore、OP stack等多個L2項目進行了集成，作為合作伙伴。

• 得益于Eigenlayer的多樣化生態系統，其中包括排序器、跨鏈橋接、預言機等。

4）其他DA項目

A、Avail

Avail能夠高效地對交易進行排序和記錄，提供DA的存儲和驗證，支持與EVM兼容的區塊鏈，并使Rollups能夠直接將數據發布到Avail上。此外，它的輕客戶端網絡驗證機制（將在下文介紹）使得Avail上的Rollups能夠通過輕客戶端網絡驗證狀態，而無需依賴智能合約和底層。由于其模塊化的特性，開發者可以將數據存儲在Avail上，并選擇其他網絡進行結算。

• 使用繼承自Polkadot SDK的BABE和GRANDPA共識機制。

• 去中心化。

? Avail采用了提名權益證明（NPoS），使其能夠支持多達1,000個驗證者（在主網上）。這個機制以及有效的獎勵分配機制最大程度地減少了權益集中的風險。

? Avail在所有DA解決方案中獨特之處在于它能夠從其輕客戶端點對點網絡中對數據進行采樣。由于這個特性，Avail提供了一個高效可靠的備份機制，確保即使出現故障，也能保證DA的正常運行。

• 有效性證明：Avail利用了KZG多項式承諾。

當前狀態：Avail主網尚未啟動。

B、Near DA

在2023年11月8日，NEAR Foundation宣布推出NEAR DA Layer，為ETH Rollup和以太坊開發者提供強大而具有成本效益的DA解決方案。首批使用者包括StarkNet的Madara、Caldera、Fluent、Vistara、Dymension RollApps和Movement Labs。

• 安全性：繼承了NEAR網絡的安全性。

• 成本優勢：NEAR上的100kB calldata成本為0.0033美元。

• 當前狀態：NEAR DA已與Polygon CDK集成，使開發者能夠構建以太坊的ZK Rollups。

C、Covalent

Covalent是一個區塊鏈數據查詢服務平臺，可以標準化多個區塊鏈的數據。其統一的API使開發者能夠在支持的網絡上重復使用查詢，解決了獲取區塊鏈數據困難的問題。

在Cancun升級之后，以太坊主網僅會存儲L2提交的狀態數據一個月，之后將被丟棄。為了保持網絡的去中心化并建立DAS輕節點機制，Celestia也會定期丟棄L2提交的狀態數據。然而，去年11月，Covalent推出了“Ethereum Wayback Machine（EWM）”，用于長期存儲被Blob丟棄的L2狀態數據。Covalent負責讀取L2狀態數據。

Covalent不僅僅局限于簡單的存儲，還將L2數據整合到其平臺的鏈上數據API服務中。Covalent為用戶提供無縫訪問區塊鏈數據的便利，為區塊鏈數據網站、政府監管部門、人工智能研究人員等特定用戶群體提供數據服務支持。

• 當前狀態：截至2023年12月，Covalent支持超過210個區塊鏈，并計劃在2024年底支持超過1000個區塊鏈。根據Messari最近發布的Covalent DA報告，顯然Covalent擁有數十億條數據，使其成為需要廣泛應用和普遍相關數據的應用程序的最佳選擇。

D、zkPorter

zkPorter是由以太坊擴容解決方案zkSync推出的優化去中心化的鏈下DA解決方案。它通過將zkRollup和分片思想相結合的混合方法來處理DA。zkPorter引入了可選的驗證者機制，其中zkSyncToken持有者抵押Token以后來驗證和簽署區塊。盡管沒有最新的更新，但zkPorter的發展一直受到密切關注。GRVT鏈作為zkSync平臺上的Layer3應用鏈，計劃在今年第一季度啟動其主網。鑒于該項目對zkPorter進行數據存儲的依賴，有人猜測zkPorter的推出可能會先于GRVT。

5）DA項目的比較

技術方面：

Celestia

它采用DAS方案，采用二維RS糾刪碼編碼方案以確保數據可恢復性，使輕節點能夠通過隨機采樣訪問區塊數據，并采用樂觀的方式提交DA證明。

以太坊（Proto-Danksharding）

它也采用DAS方案，并采用二維RS糾刪碼編碼方案以確保數據可恢復性。然而，與之相反，以太坊計劃使用KZG承諾方案進行DA證明。KZG（Kate Zaverucha Goldberg）多項式承諾代表了零知識證明系統。類似于樂觀Rollup和ZK Rollup之間的區別，樂觀證明具有更低的技術門檻，而KZG多項式承諾要求更高的技術標準，但提供更快的證明提交速度。

Avail

它也采用DAS方案，并且與Proto-Danksharding類似，利用RS糾刪碼編碼方案以及KZG多項式承諾進行特定實現。

EigenDA

它是EigenLayer的旗艦產品，其解決方案與以太坊的Proto-Danksharding相似，利用RS糾刪碼編碼方案以及KZG多項式承諾。

Arbitrum Nova

在DA實現方面，它與前面提到的四個項目完全不同。它采用了數據可用性委員會（DAC）模式，其中交易數據由外部DAC存儲和提供。至少七個委員會成員中的六個提交BLS簽名以確保數據的可靠性。與DAS方案相比，DAC方法的成本較低，但在一定程度上犧牲了去中心化和安全性。然而，它與上述項目沒有競爭關系，只代表了一種DA解決方案。

zkPorter

它在設計中集成了ZK Rollup和分片，以解決DA問題。它具有支持任意數量的分片的能力，每個分片都能選擇并建立自己的DA方案。這確保了智能合約開發的更大靈活性。

性能方面：

總結

• 在上述DA項目中，最具競爭力的項目包括Celestia、EigenLayer、Avail和NearDA。而Covalent則采用了非傳統的方法，滿足了對其DA應用的獨特需求。

• 在所有DA解決方案中，采用DAS與KZG多項式承諾的組合是最主流的方法。它在確保DA的同時，降低了節點成本并提高了證明效率。

• 從技術角度來看，以太坊的Danksharding和Celestia是最為去中心化的解決方案。它們采用采樣技術，有效降低了節點性能要求并實現了高帶寬。EigenDA緊隨其后，也采用了采樣技術，但它作為以太坊的寄生系統，節點數量是以太坊的一個子集。其他項目，如NearDA，則不使用采樣技術。例如，NearDA的去中心化水平與Near Protocol相當。

• Celestia選擇了樂觀證明，與KZG多項式承諾相比，樂觀證明具有更低的門檻和更高的技術成熟度。然而，它的未來技術潛力可能不及KZG多項式承諾。與Avail和EigenDA等類似項目相比，Celestia的開發進展目前較快，定位更早地推出其主網。然而，Celestia在Cancun升級后還將面臨來自以太坊的直接競爭。

• 作為L2開發者，DA的真實性和鏈發行成本之間的權衡始終是一個關鍵考慮因素。在商業市場上，DA的真實性往往相對被動，適用于優先考慮安全共識問題、具有一定品牌背景和市場基礎的綜合性L2項目。然而，新的和小型L2項目，特別是那些基于OP Stack進行一鍵鏈發行的項目，努力將成本最小化。對于它們來說，像Celestia這樣的第三方DA自然是更好的選擇。而EigenLayer仍在努力降低L2項目開發者的實際開發成本。

• 然而，對于DA Layer項目而言，它們的場景往往是獨特的，專注于商務對商務（B2B）模型。與綜合性公鏈如Solana相比，這些項目很難吸引大量流動性，后者可以通過消費者對消費者（C2C）場景吸引去中心化應用（DApps）。如果沒有被許多Rollup項目成功采用，它們的生態系統建設仍然薄弱。此外，Celestia似乎缺乏重要的資本支持。雖然Celestia的技術方面看起來合理且可行，但其最終的成功取決于其在以太坊生態系統中的整合和發展。否則，其雄心勃勃的計劃可能無法實現，變成空中樓閣。

 

5、區塊鏈中的DA層和模塊化

無論是比特幣、以太坊還是Solana區塊鏈，DA層一直存在。例如，在比特幣網絡中，數據直接存儲在區塊鏈上。十五年前，中本聰發表了比特幣白皮書，并將區塊大小限制為1MB。區塊大小決定了每個區塊可以容納的最大交易數據量。隨后，SegWit、Taproot和Ordinal協議也被引入以增強比特幣網絡上的DA。

在Pre-4844以太坊網絡中，從L2到第1層的所有數據傳輸都存儲在Calldata中。雖然Rollup將計算安全性轉移到了L2，但存儲仍然在第1層。由于第1層的存儲容量有限，以太坊上Rollup的容量受到限制。以太坊的區塊大小約為150K-250K。即使將所有空間分配給Rollup，存儲空間仍然有限，從而限制了L2的吞吐量。因此，以太坊需要采用Proto-Danksharding，通過引入包含blob的新事務類型來增強DA。

因此，可以說DA層實際上是一個抽象的層，以滿足各種區塊鏈的擴展需求和對DA的增加要求。它反映了區塊鏈技術的演變和發展，類似于人類發展過程中勞動分工的細化。值得注意的是，模塊化的區塊鏈將特定的功能層與單一的區塊鏈解耦，將其外包給其他區塊鏈網絡，從而在一定程度上實現了勞動分工的進一步細化，提高了效率。

Celestia提出了區塊鏈中的模塊化概念，傳統的單體式區塊鏈架構通常由四個功能層組成：

• 執行層：執行層主要負責處理交易和執行智能合約。它包括交易驗證、執行和狀態更新等功能。

• DA層：模塊化區塊鏈中的DA層負責確保網絡中的數據可訪問和可驗證。它通常包括數據存儲、傳輸和驗證等功能，以確保區塊鏈網絡的透明性和信任性。

• 共識層：共識層負責節點之間的協議，以實現網絡中數據和交易的一致性。它通過特定的共識算法（如PoW或PoS）驗證交易并創建新的區塊。

• 結算層：結算層負責完成交易的最終結算，確保資產的轉移，在區塊鏈上存儲永久記錄，并確定區塊鏈的最終狀態。

Celestia首次引入了區塊鏈中的模塊化概念，它將不同的功能層從單體式區塊鏈中解耦。這種方法使得區塊鏈能夠專注于每個層的具體功能，并有效地分配工作負載，以最大程度地提高整體可用性。

該論述并不斷言模塊化區塊鏈必然優于單體式區塊鏈，而是表達了一種希望從模塊化的角度審視區塊鏈未來發展的愿望。這種方法能夠探索更廣泛的可能性和猜測。

 

6、對未來的猜測

1）區塊鏈組合：模塊化視角

在前面的段落中，我們注意到從模塊化的角度來看，區塊鏈可以分為四個層次：執行層、DA層、共識層和結算層。

以以太坊生態系統為例。在這個背景下，共識層指的是以太坊的主鏈。

在以太坊生態系統中，未來模塊化區塊鏈的潛在可能性可以使用以下公式確定：可能性的數量 = 執行層解決方案的數量 * 結算層解決方案的數量 * DA層解決方案的數量。

2）DA層的去中心化特性

由于DA并不是過于困難的技術，DA層可以像春雨后的蘑菇一樣迅速出現。實施DA的最簡單方法是在單臺計算機上進行。最復雜的方法則涉及分散抽樣，就像Celestia所展示的那樣。通過抽樣實現去中心化意味著節點越多，帶寬就越大（想象一下點對點的電影下載網絡）。這也產生了網絡效應，這意味著最終不會有太多這種“去中心化抽樣DA”。然而，對于其他形式的DA，并沒有限制，它們的潛力是無限的。

讓我們使用一個類比：DA類似于存儲，可能會產生一定的成本。如果您不需要以太坊級別的安全性，選擇一個DA提供商將成為成本和安全性之間的權衡。

原則是，服務的價值越高，DA的安全性就應該越高。

因此，未來的DA可能會是去中心化的。即便如此，也許7-8個主要的DA可能已經足夠了。

3） ETH 3.0中專用DA層的潛力

以太坊從1.0升級到2.0時將以太坊劃分為執行層和共識層。新引入的blob也將納入信標鏈的共識層。

未來，可能在下一個以太坊升級中，受到技術進步和增加的DA的推動，以太坊可能在執行層和共識層之上引入一個專用的DA層。或者，在下一個升級中可能會出現類似分片鏈的專用數據存儲鏈。這些都是推測性的情景，實際的發展方向還有待觀察。

 

 

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來源：https://htxventures.medium.com/delve-into-the-data-availability-da-wars-background-ecosystem-and-future-development-3bdcc16ffe90