數據可用性解決方案概覽

在探討Layer2(L2)面臨的數據可用性(DA)問題時,我們需要權衡安全性與成本。目前主要存在鏈上和鏈下兩種DA解決方案,下面將對它們進行詳細介紹。

鏈上解決方案:Proto-danksharding

鏈上解決方案指L2繼續使用以太坊作爲DA層,並通過以太坊自身降低DA成本。Proto-danksharding(EIP-4844)是以太坊降低DA成本的主要方案。它引入了名爲Blob的新交易格式,L2上傳的交易數據將以Blob形式在以太坊共識層進行非永久存儲,爲L2提供更經濟的DA選擇。

這意味着以太坊未來將成爲一個實時公告板,公告板上的數據會在一段時間後刪除,L2需自行存儲所有數據備份。Proto-danksharding預計將在以太坊今年底的坎昆升級中上線。

鏈下解決方案

鏈下解決方案是指不再將以太坊作爲DA層,而是尋找更經濟的DA方式。根據去中心化和安全性的不同,可將鏈下解決方案分爲四種:

Validium

Validium是一種高度中心化的DA方案。在這種模式下,交易數據由中心化運營商管理並發布到鏈下。雖然交易方隱私得到極大保護,DA成本降至最低,但風險也最高。如果鏈下運營商出現故障或作惡,用戶資金將無法找回。

數據可用性委員會(DAC)

爲減少單一運營商帶來的單點故障風險,Validium通常配套DAC使用。DAC類似聯盟鏈,由多個可信節點組成,它們會保存交易數據副本,並在運營商出現問題時公開數據,方便用戶提取資金。

DAC運行成本較低,但從安全角度看,小型DAC(8-10人)仍易發生私鑰被盜或集體惡意行爲,可能導致鏈上資金被凍結或竊取。

Volition

Volition是一種混合模式,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,在採用此模式的DEX中,用戶可控制多個帳戶,需要交易時將資產轉移到鏈下數據帳戶進行頻繁且廉價的交易,交易結束後再將資產轉回鏈上數據帳戶。

相比單純的Validium,Volition可以繼承以太坊部分安全性。

通用型DA方案

除了以太坊語境下的DA鏈下解決方案,還有一類通用型DA方案,不僅可爲以太坊L2提供DA,還能服務更多鏈與項目。這類方案的總體思路是增強DA安全性,以達到公鏈級安全。它們具有自己的驗證節點、區塊生產者和共識機制,但沒有智能合約功能。

DA層項目介紹

在模塊化區塊鏈思路下,以太坊幾乎佔據了共識層和結算層90%份額,執行層經過激烈競爭後初步形成"四足鼎立"格局。而DA層仍處於起步階段,以下介紹幾個較熱門的DA層項目供參考。

StarkEx

StarkEx是StarkWare團隊研發的,爲特定應用程序提供擴容解決方案的框架。它提供三種DA模式:鏈上、Validium及Volition。StarkEx的Validium方案融合了DAC以提高安全性。目前使用StarkEx提供DA的項目包括dYdX v3、Immutable、Sorare、DeversiFi等。

zkPorter

zkPorter是zkSync研發團隊Matter Labs在2021年4月提出的鏈下DA解決方案。它是專門供L2發布交易數據的獨立鏈,通過PoS共識機制維護安全。zkSync代幣持有者可質押代幣成爲zkPorter的守護者來驗證和籤名區塊。

在Matter Labs設想中,zkPorter上的帳戶可與ZK Rollup(zkSync Era)上的帳戶或合約無縫交互,用戶可能只會注意到zkPorter帳戶的費用更低。不過,zkPorter雖然幾年前就提出,但目前尚無進展,Matter Labs也未披露任何相關測試網及開發進度信息。

EigenDA

EigenDA是基於EigenLayer開發的DA層項目。與通用型DA項目不同,EigenDA是中間件,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是EigenLayer上首個主動驗證服務(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,買方(L2)將數據發布到EigenDA從而獲得更低交易成本和更高TPS。

雖然EigenDA尚未上線測試網,但已有多個團隊計劃將其集成到L2中,如Mantle、Layer N、Offshore等。

Celestia

Celestia是通用型DA公鏈,擁有自己的驗證節點、PoS共識機制。雖然相比其他鏈下DA解決方案更昂貴,但安全性顯著更高。

Celestium是使用Celestia作爲DA層,並將以太坊作爲結算與共識層的以太坊L2鏈。Celestium將證明數據上傳到以太坊,但將交易數據發布到Celestia。Celestia驗證節點對DA證明籤名後發送到以太坊上的DA Bridge Contract進行驗證並存儲,以太坊上的L2合約可隨時訪問。

Celestia曾完成兩輪融資,在2021年3月種子輪融資150萬美元,2022年10月第二輪融資5500萬美元,多個知名VC參投。今年9月,Celestia宣布向開發者和鏈上地址空投TIA代幣,引發了人們對模塊化區塊鏈和DA層賽道的關注。

Avail

Avail原爲Polygon Labs在2020年創立的解決DA問題項目,今年3月從Polygon獨立出來,作爲獨立DA公鏈運行,不再局限於Polygon或以太坰。在技術上,Avail較Celestia更復雜,主網預計2024年第一季度上線,目前只有測試網。

Avail測試網已進行到第二階段,用戶可通過多種方式參與:獲取測試網代幣探索質押和提名功能;開發與Avail集成的模塊化區塊鏈應用或鏈;作爲驗證者或輕客戶端加入測試網。

相比L2交互,DA層項目交互門檻更高。考慮到Celestia已宣布空投,有條件的用戶可以探索交互。Avail目前有測試網激勵活動,但普通用戶可能需要等待新任務。

總結思考

以太坊未來路線圖顯示,The Surge階段將通過EIP-4844爲L2進一步降低發布數據成本。這表明以太坊希望保持DA層、結算層及共識層功能,只分離執行層。

這解釋了爲何EIP-4844提案者及L2BEAT不傾向於承認使用鏈下DA解決方案的擴容項目爲L2。坎昆升級完成後,鏈下DA層項目(特別是DA公鏈)可能直接面臨與以太坊的業務競爭。屆時,除了主打更低成本外,它們如何提升競爭力值得關注。

Celestia選擇此時發幣激勵開發者和鏈上活躍地址,可能有搶佔先機、籠絡人心的戰略考量。對用戶而言,DA層競爭中是否會出現類似Optimism、Arbitrum的大型項目也值得期待。