數據可用性戰爭:背景、生態與展望分析

概述

數據可用性(DA)項目正在快速湧現,其中有競爭力的包括Celestia、EigenLayer、Avail、NearDA和Covalent等。

據分析,DA的核心並不復雜。最簡單的方案可以用單機實現,最復雜如Celestia採用抽樣模式實現去中心化。DA本質是存儲,成本高昂。如果不要求以太坊級別的安全性,選擇DA方案就是在成本和安全之間權衡。

使用DA層的關鍵原則是:價值越高的服務,DA應該越安全。

本報告分析了DA賽道的背景、生態和展望,包括V神對DA的看法、主要DA項目的梳理等。基於全面分析,未來DA可能是分散的,市場上7-8家主要DA提供商可能就足夠了。

1. 數據可用性問題的出現

1.1 什麼是DA

數據可用性指區塊生產者將區塊的全部交易數據發布到網路中,使驗證者可以下載。如果區塊生產者發布完整數據並允許驗證者下載,則數據可用;如果隱瞞部分數據導致驗證者無法下載完整數據,則數據不可用。

1.2 DA問題的兩個關鍵點:安全與成本

DA包含兩個方面:

一是確保驗證機制安全進行,二是降低發布數據的成本。

• 確保驗證機制安全進行的問題

爲確保驗證安全,目前L2排序器通常將L2狀態數據和交易數據發布在安全性較強的以太坊上,依靠以太坊結算並獲得數據可用性。

數據可用性層實際是L2發布交易數據的地方,主流L2都將以太坊作爲數據可用性層。

• 降低發布數據的成本問題

L2將數據可用性和結算都放在以太坊上雖然安全,但成本巨大。這是L2面臨的第二個問題,即如何降低發布數據的成本。

2. DA中的成本構成與降本增效方向

DA關注的一個重要問題是如何降低成本。

要讓L2整體更便宜就需降低發布數據的成本。主要有兩種方法:

• 降低在L1上發布數據的成本,例如以太坊即將的EIP-4844升級。

• 仿照Rollup將交易執行從L1中剝離,數據可用性也可從L1中剝離以降低成本,即不使用以太坊作爲數據可用性層

目前各方都在努力降低成本。從現有DA方案看,NearDA成本最低,約$0.0016/block。其次是Celestia、EigenLayer、EIP4844等。

3. V神眼中的DA

3.1 不使用以太坊DA的方案不是真正的Layer2

Celestia火爆後,V神暗示"以太坊layer2項目必須在ETH上使用data availability"。以太坊基金會成員也表示,不採用ETH作DA層的不是Rollup,也不是以太坊Layer2。

這意味着Arbitrum Nova和Mantle要從Layer2名單"除名",因爲它們只在ETH之外披露交易數據。

Plasmas和狀態通道這類不需要鏈上DA來確保安全的方案仍算Layer2,但Validium不算Layer2。

3.2 使用非以太坊作爲DA,那麼它就是以太坊Validium

隨後V神表示"作爲validium對許多應用來說是正確選擇,使用好的分布式DA保證系統可以是增加validium實際安全性的好方法"

他認爲rollup的核心是無條件的安全保證:即使所有人都與你爲敵,你也能取出資產。如果DA依賴外部系統,就無法得到這種保證。

3.3 關於ENS與Data availability

V神想通過ENS來收攏DA的控制力。ENS域名服務會定義一套交互邏輯,用戶只需輸入短域名就可自動連接ENS智能合約對應的關聯長地址,解決了EOA地址復雜難記且不易辨識的痛點。

V神認爲若ENS域名解析方案不能覆蓋layer2,只停留在以太坊主網層面,很難打開想象空間。V神表示ENS的重要性,"it needs to be affordable!"。ENS自然會考慮面向layer2提供一整套數據解析方案,使用戶可直接在layer2上進行域名解析和數據查找,減少對各自layer2偏中心化網關的依賴。

用戶在layer2上要正常使用ENS域名,前提需要調用且驗證以太坊主網上的全局數據。這意味着要享受ENS服務必須採用正統的以太坊DA能力,那些基於OP Stack走發鏈捷徑且把DA放在Celestia等第三方DA平台上的layer2就無法兼容ENS了。V神的深層意思是用ENS給layer2平台定一套可交互操作性規範標準,同時收攏DA控制力。

3.4 V神談Plasma回歸

1. Vitalik文章說,以太坊的2層擴容方案原本有:Plasma、Rollup、Validium、Parallel等多種,Vitalik期待擴容方向應該均衡發展,適配各類場景進行多樣化layer2構建,但現實市場格局是,Rollup方案一家獨大,且日益內卷。

2. Plasma相當於側鏈解決方案,會定期向主網同步默克爾狀態數據,是數據和計算依賴主網的擴容方案。2層可用非常中心化方式,且設計非常復雜的帳本模型來高效擴展,還能復用主網validator系統能力。Vitalik新文章重新搬出Plasma,引導ZK+Plasma擴容方案,顯然又是一次事關layer2政治搖旗。

3.5 小結

V神的各種操作,總結起來就是:

DA需求過旺,但又不想把市場分給Celestia。先說安全性,又祭出ENS,發現市場不買單,還是有很多人用第三方DA,幹脆說使用Validium也算,過幾天又翻出Plasma有意引導市場往ZK+Plasma探索。其本意就是要不斷把DA市場往以太坊上拉。

4. DA解決方案和各DA項目梳理

4.1 DA解決方案

DA層方案有很多。大方向上分爲鏈上和鏈下兩部分。

• 鏈上解決方案

指L2依然將以太坊作爲DA層,並依靠以太坊降低數據可用性成本。意味着以太坊未來將作爲實時公告板,板上數據公告一段時間後刪除,L2必須自己儲存所有數據備份。

• 鏈下解決方案

不再將以太坊當做DA層,尋找更經濟的方式獲得數據可用性。根據去中心化和安全性不同,可分爲:Validium、數據可用性委員會(DAC)、Volition、通用型DA方案。

4.2 Celestia

Celestia是模塊化公鏈開山鼻祖,基於Cosmos SDK開發,專注數據可用性。是已主網上線的有競爭力DA龍頭項目。

技術特點

• 數據可用性採樣(DAS)

DAS使輕節點無需下載整個區塊就能驗證數據可用性。Celestia使用二維RS糾刪碼編碼方案對區塊數據重新編碼實現輕節點DAS。輕節點對小部分塊數據進行多輪隨機採樣,完成更多採樣增加數據可用的信心。達到預定置信水平(如99%)就認爲數據可用。

• 命名空間默克爾樹(NMT)

NMT使Celestia上的執行層和結算層僅下載相關交易。Celestia將區塊數據劃分多個命名空間,每個對應構建在Celestia上的rollup等應用,每個應用僅需下載相關數據提高網路效率。

• Celestia主要通過兩種方式從應用程序獲得收入:

• 支付blob space費用:Rollup使用$TIA付費,將數據發布到Celestia的blob space。

• 支付gas費用:開發人員使用$TIA作爲Rollup的gas代幣,類似基於以太坊Rollup的ETH。

發展潛力

• 項目已上線,技術成熟度較高

• 潛在豐富空投,來自$TIA質押,如Dymension、Altlayer空投對象選擇$TIA質押者,未來更多以太坊Layer2項目、模塊化公鏈、Cosmos生態項目可能走類似空投路線。

• 生態豐富性:與跨鏈橋、結算層方案、defi項目、遊戲、排序器等合作。

• DA合作項目方不斷增加,包括Manta、Eclipse、Caldera、Snapchain。同時與Arbitrum Orbit集成、與Polygon CDK集成、與Aevo衍生品交易平台集成等。

4.3 EigenDA

EigenLayer是基於以太坊的再質押協議,允許用戶將ETH、lsdETH及LP Token重新質押在其他側鏈、預言機、中間件等,作爲節點並得驗證獎勵,第三方項目可享受ETH主網安全性,ETH質押者也能得更多收益,實現雙贏。

EigenDA是建立在以太坊上利用EigenLayer Restaking構建的去中心化DA服務,是EigenLayer上首個主動驗證服務(AVS)。與Celestia或Avail不同,EigenDA不需引導新驗證器集,以太坊驗證者可自由選擇加入。

技術特點

• 增強以太坊DA能力:Blob區塊數據+KZG承諾

EigenDA調動坎昆升級後Blob區塊數據+KZG承諾,Rollup鏈可對Blob Data進行糾刪碼生成KZG承諾然後發布到EigenDA合約,由EigenDA節點給後續鏈DA能力保證,相當於增強以太坊DA能力。關鍵是,EigenDA整個過程圍繞Blob、KZG這些以太坊既有基礎設施完成,其節點驗證工作也由以太坊Validators參與。

• 無自主共識和P2P網路

EigenDA節點必須在以太坊L1上EigenLayer合約中重新抵押ETH(或ETH衍生品)。EigenDA節點是以太坊驗證器子集。隨後,DA購買者(如rollup,也稱分散者)收到數據blob後,用糾刪碼編碼,生成KZG承諾,發布並分發供節點確認。之後,分散者收集這些籤名,生成聚合籤名,發布到EigenDA智能合約,EigenDA智能合約驗證籤名。

• 採用托管證明方式

EigenDA沒採用數據可用性採樣驗證節點是否真正存儲數據,而用托管證明方法實現。任何人都可向EigenDA智能合約提交證明,由智能合約驗證。如驗證成功,惰性驗證器將被削減。

發展潛力

• 多個合作項目方,與Celestia競爭:已集成Celo、Mantle、Fluent、Offshore、OP stack等多個L2項目;

• 背靠Eigenlayer多樣生態,包括排序器、跨鏈橋、預言機等。

4.4 其他DA項目

4.4.1 Avail

Avail可對交易進行高效排序和記錄,提供對數據存儲和數據可行性驗證,支持與EVM兼容的區塊鏈,允許Rollup將數據直接發布到Avail,且其輕客戶端網路驗證機制使Avail上Rollup可通過輕客戶端網路而無需依賴智能合約和基礎層來驗證狀態。由於其模塊化性質,開發人可在Avail存儲數據