數據可用性解決方案及項目盤點

DA 解決方案盤點

在上一篇關於數據可用性的文章《 Web3 科普｜數據可用性為何對於 Layer 2 如此重要？（上） 》中，我們介紹了L2面臨的數據可用性（DA）問題主要是安全性與成本之間的權衡。在權衡之下也產生了鏈上與鏈下的 DA 解決方案，以下將具體介紹這兩種不同的方案。

鏈上解決方案：Proto-Danksharding

鏈上解決方案指的是L2依然將以太坊作為 DA 層，並且依靠以太坊降低數據可用性成本。

Proto-Danksharding（又名 EIP-4844）便是以太坊降低數據可用性成本的方案。它引入了一種新的交易格式——Blob，L2上傳的交易數據將以 Blob 的格式在以太坊共識層上作非永久存儲，為L2帶來了更廉價的數據可用性。

這意味着以太坊未來將作為一個實時公告板，板上的數據公告一段時間後便會刪除，L2必須自己想辦法儲存所有數據的備份。

Proto-Danksharding 預計將在以太坊今年年底的坎昆升級中上线 。

鏈下解決方案

通俗的講，鏈下解決方案即是不再將以太坊當做 DA 層，轉而尋找更加經濟的方式獲得數據可用性。根據去中心化和安全性的不同，可將鏈下解決方案分為四種：Validium、數據可用性委員會（DAC）、Volition、通用型 DA 方案。

• Validium

在以太坊最初探索的擴容方案中，使用有效性證明並將數據發布在鏈上的稱為 ZK Rollup，同樣使用有效性證明但將數據發布到鏈下的稱為 Validium；使用欺詐證明並將數據發布在鏈上的稱為 OP Rollup，同樣使用欺詐證明但將數據發布到鏈下的則是 Plasma。

Plasma 的擴容方案現在已經被以太坊拋棄，在以太坊宣布以 Rollup 為中心的擴容路线後，Validium 也漸漸無人問津。但因為 Validium 發布到鏈下的交易數據由一個中心化運營商管理，所以 Validium 現在被特指一種高中心化的 DA 方案。

在這種模式下雖然交易方隱私得到了極大保護，DA 成本被降到了最低，但風險也是最高的，如果鏈下運營商出現故障或者作惡，用戶的資金將無法找回。

• 數據可用性委員會（DAC）

為了減小由單一運營商帶來的單點故障風險，目前 Validium 大多的配套着數據可用性委員會（DAC）使用。DAC 類似於一條聯盟鏈，由多個權威或受信任的節點成員組成，它們會保存交易數據的副本，並在運營商出現故障或惡意行為時公开數據，便於用戶提取資金。

DAC 的運行成本也相對較低，但從安全角度來看，一個小型 DAC（8-10 人）依然容易發生私鑰被盜取或集體惡意行為，鏈上資金同樣會被凍結或竊取。

• Volition

Volition 是一種混合模式，它允許用戶自行選擇單個交易的數據是發布在鏈上還是鏈下。例如，在一家選擇此模式的 DEX 中，用戶可以控制多個账戶，在需要交易時將資產轉移到鏈下數據账戶進行頻繁且廉價的交易，交易結束後再將資產轉移會鏈上數據账戶。

因此與單純的 Validium 相比，Volition 可以繼承以太坊一部分的安全性。

• 通用型 DA 方案

以上討論的 DA 鏈下解決方案都是在以太坊的語境下，而還有一類通用型的 DA 方案，他們不止可以為以太坊的L2提供數據可用性，還可以服務更多的鏈與項目。例如在下一部分要具體介紹的 EigenDA、Celestia、Avail 等。

雖然通用型 DA 方案的技術實現各有不同，但總體思路都是在增強數據可用性的安全性，以求達到公鏈級安全。因此它們具有自己的驗證節點、區塊生產者和共識機制等，只不過沒有智能合約。

DA 層項目介紹

在模塊化區塊鏈的思路下，以太坊幾乎佔據了共識層和結算層 90% 的份額，執行層經過激烈的競爭後初步形成“四足鼎立”的格局（即 Optimism、Arbitrum、Starknet、zkSnyc）。唯有數據可用性（DA）層的還正處於起步階段，以下筆者將介紹幾個較熱門的 DA 層項目，供讀者們參考。

StarkEx

StarkEx 是由 StarkWare 團隊研發的，專為特定應用程序提供擴容解決方案的框架，因為其也為應用程序提供數據可用性方案，所以也歸為 DA 層項目。StarkEx 具有三種數據可用性模式：鏈上、Validium 及 Volition，與上述介紹的純粹的 Validium 有所區別的是，StarkEx 提供的 Validium 方案融合了 DAC 來提高安全性。

目前使用 StarkEx 提供數據可用性的項目包括 dYdX v3、Immutable、Sorare、DeversiFi 等。

zkPorter

zkPorter 是由 zkSync 的研發團隊 Matter Labs 在 2021 年 4 月提出的一個鏈下 DA 解決方案。zkPorter 是一條專門供L2發布交易數據的獨立鏈，該鏈通過 PoS 共識機制來維護安全，zkSync 代幣持有者可以質押代幣成為 zkPorter 的守護者（Guardians）來驗證和籤名區塊。這也是為什么社區會認為 zkSync 會發幣和空投的原因之一，因為 zkPorter 的共識機制涉及到了治理代幣。

另外，在 Matter Labs 的設想中，zkPorter 上的账戶可以與 ZK Rollup（zkSync Era）上的账戶或合約無縫交互，從用戶的角度來看，可能唯一明顯的區別是 zkPorter 账戶的費用會便宜很多倍。

ZK Rollup 與 zkPorter 具有強互操作性

不過值得注意的是，zkPorter 雖然是幾年前提出的，但目前依然沒有動靜，Matter Labs 也沒有披露任何關於 zkPorter 測試網及开發進度的信息。

EigenDA

EigenDA 是基於 EigenLayer 开發的 DA 層項目，對於 EigenLayer 不了解的小夥伴可以閱讀洞鑑周刊往期文章《 研報｜EigenLayer：加固以太坊安全，激發質押新紀元 》。

但從根本上說，與通用型 DA 項目 Celestia、Avail 不同的是，EigenDA 是一個中間件，它沒有自己的共識機制，其安全性通過 EigenLayer 的以太坊驗證者再質押模式獲得。

EigenDA 也是 EigenLayer 上的第一個主動驗證服務（AVS），再質押者將 ETH 重新質押進 EigenDA 執行數據驗證服務以獲得報酬，买方（L2）將數據發布到 EigenDA 從而獲得更低的交易成本和更高的 TPS。

雖然 EigenDA 還未上线測試網，但已經有很多團隊計劃將 EigenDA 集成到其L2中，例如 Mantle、Layer N、Offshore 等。

Celestia

Celestia 是一條通用型的 DA 公鏈，擁有自己的驗證節點、PoS 共識機制，雖然相比於其他鏈下 DA 解決方案更昂貴，但安全性顯著高於它們。

Celestium 是一條以太坊L2鏈，它使用 Celestia 作為 DA 層，並將以太坊作為結算與共識層。

Celestium 實現數據可用性的方式如下圖：

• Celestium 照常將證明數據（Proofs）上傳到以太坊，但將交易數據（Transaction Date）發布到 Celestia；

• 由 Celestia 的驗證節點對數據可用性證明籤名後發送到部署在以太坊上的 DA Bridge Contract 進行驗證並存儲；

• 以太坊上的L2合約可以隨時對其進行訪問。

Celestia 先後完成了兩輪融資，在 2021 年 3 月的種子輪中完成了 150 萬美元的融資，在 2022 年 10 月的第二輪中完成了 5500 萬美元的融資，多個知名 VC 參投。

同時，Celestia 9 月 26 日發布的空投消息又將人們的視线引到了模塊化區塊鏈和 DA 層賽道。

據官方說明，Celestia 將給 7579 名开發者和 576653 個鏈上地址空投 TIA（Celestia 的原生資產）。开發者包括公共產品和關鍵協議基礎設施、Eth Research、DA 層項目的公共貢獻者（例如 Avail、EigenLayer 以及 Solana），鏈上地址包括以太坊 Rollup 中的活躍用戶與 Cosmos Hub 和 Osmosis 的質押者及 IBC 中繼器。

Avail

Avail 原本是 Polygon Labs 在 2020 年創立的一個解決數據可用性問題的項目，但在今年 3 月份其從 Polygon 中脫離，作為一條獨立的 DA 公鏈運行，不在只限於 Polygon 或以太坊。

在技術上，它較於 Celestia 更加復雜一些，主網預計在 2024 年第一季度上线，目前只上线了測試網。Avail 測試網現在已經進行到了第二階段，用戶有多種方式可以參與，包括：

• 代幣獲取：用戶可以獲取 AVL 測試網代幣來探索質押和提名功能；

• 區塊鏈开發：用戶可以自由开發與 Avail 集成的模塊化區塊鏈應用程序或鏈；

• 網絡角色：用戶可以選擇作為驗證者或輕客戶端加入測試網，從而促進數據驗證過程。

顯然，相比於做L2的交互，DA 層項目的交互門檻更高，但鑑於 Celestia 已經宣布了空投，因此有條件的小夥伴可以去探索交互一下。

總結與思考

在 Vitalik 2022 年展示的以太坊未來路线圖中，清晰的顯示了繼 The Merge 後，以太坊的下一階段要實現的 The Surge 重點就是通過 EIP-4844 為L2進一步降低發布數據成本。這意味着以太坊只愿意分離執行層，而希望繼續保持 DA 層、結算層及共識層的功能。

因此，這就不難解釋為什么 EIP-4844 提案者及 L 2B EAT 不傾向於承認使用鏈下 DA 解決方案的擴容項目是L2了。

而待坎昆升級正式完成後，這些鏈下 DA 層項目（特別是 DA 公鏈）或許將會直接面對與以太坊的業務競爭，而到那時除了主打成本更低以外，它們又將如何提升自己的競爭力呢？

Celestia 選擇在這時候發幣激勵开發者和鏈上活躍地址，或許也有搶佔先機、籠絡人心的战略考量。同時對於用戶來說，未來在 DA 層的競爭中能否出現像 Optimism、Arbitrum 那樣的大毛項目也值得期待。

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參考資料：

【 1 】 PSE Trading：模塊區塊鏈新敘事——DA 層群雄逐鹿

【 2 】 The Ethereum Off-Chain Data Availability Landscape

【 3 】 Intro to EigenDA: Hyperscale Data Availability for Rollups

【 4 】 Proto-Danksharding FAQ

【 5 】 以太坊擁堵還有救？zkPorter：一種可組合的以太坊 Layer 2 擴容方案

【 6 】 Quantum Gravity Bridge: Secure Off-Chain Data Availability for Ethereum L2s with Celestia

【 7 】 Volition and the Emerging Data Availability spectrum

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