Layer2用以太坊作為可用性層有哪些優劣勢?

撰文:Haotian

有朋友讓我分析layer2 四大天王之外的新秀,比如Linea、Polygon zkEVM、Mantle、Metis 等四小龍。大致看了下,發現大部分layer2 的差異核心在兩點:1)Data Availability 是否依賴以太坊主網;2)EVM 親和度如何?

EVM 是否等效容易理解,決定了開發者低門檻的生態轉移;本文基於科普視角來探討下,Data Availability 到底是什麼?為什麼DA 層是layer2 的核心層? Celestia 和Eigenlayer 等第三方DA 做了哪些取捨?

先通俗解釋下什麼是Data Availability?

簡單來說,Data Availability 就是區塊鍊網絡中,所有節點都能獲取到系統產生的全部歷史數據的可用性。為什麼這很重要呢?因為區塊鍊是分佈式的,記錄在不同節點上。如果某些關鍵數據丟失或被隱藏了,整個系統的安全性就會被破壞。

舉個例子,假如一筆交易的詳細信息只有部分節點知道,其他節點無法獲取,那麼這筆交易就無法被全部驗證者正確驗證。再比如,要查詢一個賬戶餘額,必須遍歷所有相關的歷史交易,來計算出最終結果。如果中間缺少了某些交易數據,餘額結果就錯誤了。

所以Data Availability 確保了任何節點都可以獲取全部歷史數據,才能進行正確驗證和查詢,確保區塊鏈系統中的數據不會丟失或隱藏,所有節點都可以獲取完整數據。若DA 層無法正常工作,以Optimism 為例,其7 天挑戰期將無法進行,因為batch 前後的state 若Calldata 無法正常可讀取,Rollup 合約就無法確認。歸根結底,DA 是為了確保區塊鏈賬本系統的安全性。

談下layer2用以太坊為DA 層的優劣分析

使用以太坊作為Layer 2 的DA 層確實可以利用以太坊的安全性和數據完整性,這是最大的優勢,不然layer2 的交易被惡意篡改和無序記賬都沒有任何約束,這樣的layer2 網絡自然很難受到主流認可。但是以太坊自身的區塊容量和交易吞吐量有限,長期來看可能難以支持高TPS 的Layer2 網絡。

這種容量上的嚴重不匹配,意味著大量Layer 2 交易排隊等待區塊確認,無法及時完成DA 驗證。同時也增加了Layer 2 對以太坊區塊空間的競爭,推高Gas 費用。

所以僅依賴以太坊主網作DA 層。長期來看一定會成為layer2 發展的瓶頸,所以在layer2 發展過程中出現了一些主流的DA 解決方案:

1)壓縮狀態數據到L1,比如zkSync 提交zkSNARK 證明到主網,大量的原始交易數據由L2 維持;

2)由第三方公鏈平台如Celestia 提供DA 層解決方案,數據提交到第三方分佈式網絡進行驗證並同步結果狀態到L1;

3)坎昆升級後加入了Blob 額外存儲空間,用KZB 工具編碼和驗證。

第三方DA 模塊化解決方案取捨

提到第三方DA 模塊化解決方案,最讓人熟知的就是Celestai 和Eigenlayer 兩個項目了(還有Ethstorage)。

Celestia 網絡本身可以容量的交易量很大,可確保layer2 上的應用產生的大量數據可保證DA 的有效性,只把交易狀態批量上傳到以太坊,因此是一種可高度模塊化組合的DA 解決方案;

Eigenlayer 則將交易處理和數據存儲進行了分離,交易快速處理在rollup 中,但完整性數據存儲在Eigenlayer 自主構建的分佈式網絡中,Rollup 只會將關鍵數據比如區塊頭和Merkle 樹根上傳到以太坊。需要讀取完整數據時,Rollup 合約會實時讀取Eigenlayer 網路的數據。

目前這兩個模塊化DA 方案都比較受歡迎,比如Eclipse、Cevmos 等Cosmos 生態的應用鏈都以Celestia 為DA 層,Mantle 等layer2 網絡則以Eigenlayer 為DA 層。

應該講,模塊化的DA 方案是一種更定向於未來的DA 解決方案,畢竟其嵌套了第三方外部共識,並沒有直接以以太坊為DA 共識更強,所以才有人提議把採用三方DA解決方案的項目逐出layer2 梯隊。

本質上,在於你是否信任這種外部嵌套進可以強化容量和性能的DA 解決方案。在我看來,短期看一定是以太坊DA 更受歡迎,但長期看尤其是應用多鏈時代起來,這類第三方模塊化DA 方案也可能會跑出來強共識。

簡單系統談了下Data Availability 對於layer2 的影響,在看來湧現的各類layer2,思路和框架就很清晰了,OP 和ZK Rollup 的方式核心是驗證數據狀態準確性方式的差異,而是否採用第三方模塊化DA 則是為了解決以太坊作為DA 的容量局限性。而坎昆升級後的Blob 額外擴展則是一個折中方案。

基於這個前提,再去看各種新銳layer2 方案,基礎的認知框架的判斷標準也就有了。

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