火幣研究院對數據可用性戰爭進行了深入分析,提到了一些具有競爭力的項目,如Celestia、EigenLayer、Avail和NearDA。此外,文章也討論了以太坊可能在未來的發展方向,包括專門設立DA層和以太坊面臨的挑戰。作者認為未來的DA可能會更加去中心化,目前市場上已經有許多此類項目存在。文章也談到了各個DA計畫的特徵和發展潛力,以及對未來的一些猜測和展望。透過對不同項目的對比,讓讀者更了解並理解數據可用性的重要性以及未來的發展方向。
原文標題:《火幣研究院丨誰是DA倖存者?關於資料可用性戰爭背景、生態與後續展望》
譯文來源:火幣研究院
概述:
市場上,DA(Data Availability)已如雨後春筍般出現,其中具有較強競爭力的項目有Celestia、EigenLayer、Avail、NearDA和Covalent等。
根據火幣研究院的分析,DA的核心內容並沒有那麼難。最簡單的單機就可以做DA,最複雜的如Celestia污染物用模式做去中心化。說簡單,DA就是存儲,搞成本又好。如果你不嚴格要求以太坊等級的安全服務,採用哪家DA就是一個成本和安全之間的寬鬆。
使用DA層最重要的原則是:價值越大的服務,DA應該學會安全。
本文研究報告為火幣研究院對數據可用性大戰背景、生態和後續展望的分析,包括V神眼中的DA、各DA幣項目的盤點和梳理。基於對DA的全面分析,火幣研究院認為未來的DA也許是去中心化的,未來市場有7-8家主要的DA也許就夠用了。
1. Data Availability 資料可用性問題的出現1.1 什麼是DA
簡單來說,數據可用性是指區塊生產者將區塊的所有交易數據都發佈到網路中,以便驗證者可以進行下載。如果一個區塊生產者發布了完整的數據整理可以驗證者下載,我們就說數據是可用的;如果它隱瞞了一些數據使驗證者無法下載完整數據,我們就說數據不可用的。
1.2 DA問題的兩個關鍵點:安全與成本
因此,結合DA 的定義,我們看到DA 裡麵包含以下兩個面向:
一是保證驗證機制安全進行,二是降低發布資料的成本。
○確保驗證機制安全進行的問題
為了使驗證安全進行,目前的L2排序器(Sequencer)普遍將L2的狀態資料與交易資料都發佈在安全性以太坊的以太坊上,透過以太坊結算並獲得資料授權。
因此,資料可用性層其實就是L2發布交易資料的地方,目前主流的L2都將以太坊當作資料可用性層。
○ 降低發布資料的成本問題
L2簡單的將資料分佈與結算都發生在以太坊上,雖然有了足夠的安全性,但也承擔著龐大的成本。這也是L2面臨的第二個問題,也就是如何降低發布資料的成本。
2. DA中的成本構成&降本增效方向
從第1 章節的介紹中我們看到,DA 中關注的一個重要問題是如何降低成本。
要讓L2整體更便宜就得降低發布資料的成本。那麼,降低成本呢?主要有兩種方法:
○降低在L1上發布資料的成本,例如以太坊即將進行EIP-4844升級。
○仿照Rollup 將交易執行從L1 剝離,資料可用性也可以從L1 中剝離從而降低成本,顯然不使用以太坊作為資料可用性層。
因此各方在降低成本方面做了很多努力。從目前的DA 方案來看,以近DA 的成本最低,約$0.0016/block。其次是Celestia,EngenLayer,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–以太坊基金會和V神的第一應對
在Celestia暴火後,V神曾暗示「以太的layer2計畫必須在ETH上使用資料可用性」。以太坊坊基金會成員Dankrad Feist也發表了行為。他指出,不採用ETH作DA層(資料)可用性層)的不是Rollup,也不是以太坊Layer2。
這樣,Arbitrum Nova 和Mantle 都要從Layer2 名單中「除名」,因為它們只在ETH 之外(稱為DAC 的鏈下DA 網路)披露交易資料。
同時,Dankrad 也表示,像Plasmas 和狀態通道這種不需要鏈資料可用性(Data Availability)來確保安全的方案仍然是通道Layer2,但Validium(不用ETH 作DA 層的ZKRollup)不是Layer2。
3.2 使用非以太坊作為DA,那麼它就是以太坊Validium–V神的妥協
V神在他的推特流的一次回復中表示“成為validium對於許多應用程序來說是一個正確的選擇,使用良好的分佈式DA保證系統可以是提高validium實際安全性的好方法”
同時,他認為身為rollup的核心就是無條件的安全保證:即使所有權都與你為敵,你也能提取你的資產。如果資料可用性依賴外部系統,就無法得到這種保證。
3.3 關於ENS與資料可用性—V神想透過ENS來收取DA的控制力
ENS 網域服務會定義互動一套邏輯,使用者只需輸入短網域即可自動連接ENS 智慧合約對應的關聯長位址,解決了EOA 位址複雜難記且不易損壞的痛點。應該講,ENS 的系統域名服務更指向用戶流量更龐大的未來擴展市場,尤其是一些大規模採用的用戶群。而第二層才是以太坊擴展、吸收大流量的未來。
V神認為若ENS的網域解析方案無法涵蓋Layer2,且僅駐留在乙太坊主網層面,很難想像空間。基於此背景打開,V神在推特中說明ENS的重要性,「它需要負擔得起」 」 .ENS自然會考慮針對Layer2提供一整套的數據解析方案,使得用戶可以直接在Layer2上進行域名解析和資料查找,減少其對各Layer2偏中心化網關的依賴。
不難看出,使用者在Layer2上要正常使用ENS的域名,前提需要且驗證以太坊主網上的呼叫全域資料。這意味著要享受ENS的系統服務必須採用正統的以太坊數據可用性能力,而那些基於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。話到這裡,就不難理解Vitalik的用意了。總之,V神的核心意義是用ENS來為Layer2眾平台製定一套可交互操作性規範標準,同時收攏一下DA控制力。
3.4V 神談Plasma 回歸
A。 Vitalik 文章中講到,以太坊的2 層擴容方案不清楚有:Plasma、Rollup、Validium、Parallel 等多種方案,Vitalik 期待中的擴容方向應該是均衡發展,均衡人群應用場景進行瑜伽的Layer2構建,但現實市場格局是,Rollup 方案一家獨大,且迫切內捲。
b. Plasma 相當於一種側鏈解決方案,會定期且向主網同步默克爾狀態數據,是一種數據和計算依賴主網的擴容方案。這樣的話,2 層可以用非常中心化的方式,設計非常複雜的本模型來高效擴展,還能重複使用主網驗證器這些系統能力。 Vitalik的新文章重新移植了Plasma,並引導了一種ZK+Plasma的擴容解決方案,顯然又是一次關係到Layer2政治搖晃的事情旗。
3.5 小結
以上V神的各種操作,總結起來就是:
DA 的需求過旺,但又不想把市場分給Celestia。先說安全性,又祭出ENS 的事,最後發現市場不買單,還是有很多人去用第一方DA,乾脆說你用Validium 也算了,過幾天又翻出陳舊的Plasma 牽引市場往ZK+Plasma 方向探索。從其本意上來說,就是要不斷地把DA 市場往以太坊上面拉過來。
4. DA解決方案及各DA專案整理4.1 DA解決方案
從上面的內容我們可以看出,DA層的方案是有很多的。從大的方向上來分,可以分成鏈上和鏈下兩個大的部分。
• 鏈上解決方案
指的是L2以太坊將作為DA層,並依賴以太坊降低資料可用性成本。這意味著以太坊未來將作為一個即時公告板,上面的資料公告一段時間後會被刪除,L2必須自己想可以儲存所有資料的備份。
• 鏈下解決方案
也就是說不再將以太坊當作DA層,而是尋找更經濟的方式取得數據可用性。根據去中心化和安全性的不同,可將鏈下解決方案分為四:Validium、資料可用性委員會(DAC) )、Volition、通用型DA 方案。
4.2 塞拉斯蒂婭
Celestia 是優先公鏈的開山鼻祖,其基於Cosmos SDK 進行開發,專注於數據可用性。是目前已經主網上線的強有競爭力的DA 龍頭項目。
• 技術特點
○ 資料可用性採樣(data Availability Sample,DAS)
DAS使輕節點缺失下載整個區塊的情況下能夠驗證資料可用性。輕節點因僅下載區塊頭無法驗證資料可用性,Celestia二維使用RS糾刪碼編碼方案(二維Reed-Solomon編碼方案)對資料可用性採樣(DAS)的工作原理是讓輕節點對小部分區塊數據進行多輪隨機採樣。隨著輕節點完成更多輪的資料採樣增加資料可用的置信度。一旦輕節點成功達到預定的置信水準(如99%)就認為資料可用。
○ 命名空間默克爾樹(Namespaced Merkle trees,NMT)
NMT 使Celestia 上的執行層和結算層僅下載以及相關的交易。 Celestia 將區塊儲存的資料劃分為多個命名空間,每個命名空間對應都建構在Celestia 上的總和等應用,每個應用程式僅需下載和自己相關的資料從而提高網路效率。
• Celestia主要透過兩種方式從應用程式中獲得收入:
○ 支付blob 空間費用:Rollup 使用$TIA 付費,將資料發佈到Celestia 的blob 空間。
○ 支付gas費用:開發人員使用$TIA Rollup的gas代幣,基於以太坊Rollup的ETH。
• 發展潛力
○專案已上線,技術成熟度極高
○潛在的豐富空投,來自$TIA的質押,例如項目Dymension、Altlayer的空投對像都會選擇$TIA的質押者,未來更多的以太坊Layer2項目、模組化公鏈、Cosmos生態項目都有很大可能走類似的空投路線。
○生態豐富性:與跨鏈橋、結算層方案、defi專案、遊戲、排序器等合作。
○ DA專案合作方不斷增加,合作方包括Manta、Eclipse、Caldera、Snapchain。同時還有與Arbitrum Orbit 整合、與Polygon CDK 整合、與Aevo 衍生性商品交易平台的整合等。
4.3 特徵DA
EigenLayer 是一個基於以太坊的再質押(Restake)協議,允許用戶將ETH、lsdETH 及LP代幣重新質押在其他側鏈、前置機、中間件等,作為節點並獲得驗證獎勵,這樣第三方項目可以享受樂趣到了ETH 主網的安全性,ETH 質押者也能獲得更多收益,實現了雙贏。
EigenDA 是建立在以太坊上的利用EigenLayer Restake 建構的去中心化資料可用性(DA)服務,是EigenLayer 上的首個主動驗證服務(AVS)。與Celestia 或Avail 不同,EigenDA 不需要引導新的驗證器集,以太坊驗證者可以自由選擇加入。
• 技術特點:
○強化以太坊的DA能力:Blob區塊資料+KZG承諾
EigenDA 調動了坎昆升級後的Blob 區塊資料+ KZG 承諾,Rollup 鏈可以對Blob 資料進行糾刪碼產生KZG 承諾然後發佈到EigenDA 合約,由EigenDA 的節點來給後續的鏈DA 能力進行保證,相當關鍵是,EigenDA的整個過程都圍繞著Blob、KZG這些以太坊核心坊的基礎設施來完成,其節點驗證工作也由以太坊的驗證者參與。
○無自主和P2P網絡
EigenDA 節點必須在以太坊L1 上的EigenLayer 合約中重新託管ETH(或更糟糕的是,託管ETH 衍生品)。 EigenDA 節點是以太坊驗證器的子集。另外,DA 購買者(例如rollup,也稱為去中心化者)收到資料blob後,用糾錯碼對其進行編碼,並產生KZG承諾,發布並分發以供節點確認。之後,去中心化者一一收集這些簽名,產生聚合簽名,並將其發佈到EigenDA 智能合約,EigenDA 智能合約對簽名進行驗證。
○採用託管解析方式
EigenDA 沒有採用數據可用性採集的方式去驗證節點是否真正儲存了數據,而是使用託管證明方法來實現。任何人都可以向EigenDA 智能合約提交證明成功,該證明將由智能合約進行驗證。如果驗證,則表示驗證器將被砍掉。
• 發展潛力
○ 多個合作項目方,與Celestia 展開競爭:現在整合Celo、Mantle、Fluent、Offshore、OP stack 等多個L2項目;
○背靠Eigenlayer多元化生態,包括排序器、跨鏈橋、前置機等。
4.4 其他DA項目
4.4.1 可用性
Avail可以對交易進行高效的排序和記錄,提供對資料的儲存和資料吸收的驗證,支援與以太坊虛擬機器(EVM)相容的區塊鏈,讓Rollup將資料直接發佈到Avail,且其輕客戶端網路驗證機制(下面將介紹)使得上的總和可以透過輕客戶端網路而依賴智慧合約和基礎層來驗證狀態。並且由於其性質,開發人員可以在可用資料儲存並選擇其他網路進行結算。
• 意見機制:繼承自Polkadot SDK 的BABE 和GRANDPA 意見機制
• 去中心化:
○採用Polkadot的提名權益論證(NPoS),支持多達1000個權益證明,NPoS還具有有效的獎勵可以分配降低權益中心化的風險。
○ Avail有能力從其輕客戶端的P2P網路中進行資料高效,此特性為Avail提供了一個高效且可靠的備份機制,即使在發生故障的情況下也能保證資料的可用性。
• 效益證明:Avail 採用KZG 創意承諾
目前位置:主網尚未上線
4.4.2 近DA
2023年11月8日,NEAR基金會宣布推出NEAR數據可用性(NEAR DA)層,為ETH rollup和以太坊開發者提供了強大、高效的數據可用性。召集使用者包括StarkNet的Madara、Caldera、Fluent 、Vistara、Dymension RollApps 和Movement Labs。
• 安全性:繼承近網路的安全性
• 費用優勢:近100kB 的calldata 費用為0.0033 美元
• 現況:NEAR DA 已與Polygon CDK 集成,用於開發人員建構以太坊ZK Rollups。
4.4.3 共價鍵
區塊鏈數據查詢服務平台共價可以標準化來自多個區塊鏈的數據,其統一的API允許開發者在支援的網路中重複使用查詢,解決了區塊鏈資料難以取得的問題。
坎昆升級之後,以太坊主網只保存L2 提交的狀態資料1 個月時間,之後會丟棄。 Celestia 為維持網路的去中心化程度和DAS 輕節點機制的建立,也定期丟棄L2 提交的狀態資料然而,Covalent 在去年底推出長期DA 服務EWM(以太坊時光穿梭機),永久保存以太坊丟棄的L2 提交的狀態資料。 Covalent 負責L2 狀態資料的讀取。
而Covalent 將這些資料索引和重構,整合到其平台的鏈上資料API 服務中,為專業區塊鏈資料網站、政府監管部門、人工智慧研究團隊提供服務和支援。
• 目前:截至2023 年12 月,Covalent 共支援210 多條區塊鏈,計劃在2024 年底時支援1000 多條區塊鏈。根據不久前Messari 發布Covalent 數據可用性報告指出,Covalent 擁有眾多億條數據,是目前最適合為需要通用、廣泛適用的數據的應用提供服務。
4.4.4 zk波特
zkPorter是以太坊容擴方案zkSync推出的針對中心化優化的鏈下資料可用性解決方案,透過結合zkRollup和分片思想的混合方法來處理資料可用性。 zkPorter引入了任選的驗證器機制,由zkSync代幣持有者質押代幣實際上是驗證和簽署的區塊。雖然zkPorter 的產品進展在很長一段時間內一直未向披露,但從zkSync 上的Layer3 應用鏈GRVT 計劃在今年Q1 上線主網,且該項目在zkPorter 上存儲數據來看,zkPorter 被猜測或將在此之前啟動。
4.5 DA項目對比
技術方面:
性能方面:
總結
• 在上述DA項目中,具有較強競爭力的項目是Celestia、EigenLayer、Avail和NearDA,而Covalent不走尋常路,因其在DA應用上,開拓了獨特的需求。
• 在所有資料可用性的實作方案中,資料可用性加KZG 實證式是最主流的方案,其能夠在降低節點成本、提升證明效率的同時保證資料可用性。
• 從技術上來說,以太坊Danksharding 和Celestia 是最去中心化的,因為都消耗了能耗角度的技術,這樣降低了節點的性能要求的同時可以實現大頻寬。 EigenDA 次之,也消耗了能耗,但是EigenDA是寄生於以太的,其節點數是以太的子集。其他的DA專案應該沒有消耗消耗,例如NearDA的去中心化程度就相當於Near Protocol的中心化程度。
• Celestia 所選的Optimism證明的產業發展比較相對於KZG 稅收式承諾,技術成熟度更高,但未來的技術上限優於KZG 稅收式承諾,與同類型的Avail 以及EigenDA 相比,Celestia 的開發進展目前速度更快,將會更早落地主網,但Celestia同時也將在坎昆升級之後挑戰以太坊的直接競爭。
•作為一個Layer2開發者,擺在眼前的無非是DA正統性和發鏈成本性的權衡。 DA正統在商業化市場相對較被動,它適合一些更關心安全認知問題,有一定的品牌底蘊和市場基礎的綜合layer2項目,而一些新銳小layer2,尤其是基於OP Stack一鍵發鏈速成的layer2鏈,會想盡辦法把成本壓榨到最低。對他們來說,Celesitia這類第三方DA自然是更好的選擇。而Eigenlayer 還是無法降低專案方開發L2 的實際成本。
• 但對於DA層計畫來說,其場景單一、to B模式,這些項目並不能像一個綜合性公鏈(如Solana)那樣能夠靠著ToC場景招商DAPP來獲取大量的流動性。如果無法吸引眾多Rollup計畫的採用,其生態建設就會走弱。而Celestia似乎缺乏極為強大的資本推手,雖然其技術本身敘述是有道理的,但如果不能在以太坊生態內很好的紮根,其宏大藍圖很可能等於空中樓閣。
5. DA層與區塊鏈的等級
DA 層其實一直存在,是BTC,ETH,還是Solana。例如,在比特幣網路中,資料是直接儲存在區塊上的,15 年前,中本聰發表了比特幣任一條約,放入區塊大小限制在1MB,區塊大小限制了每個區區塊能夠容納的交易資料的上限。後來的隔離見證(SegWit),Taproot,以及Ordinal 協議,其實在某種程度上說,也是為了增強BTC 網路的資料可用性。
而在4844之前的以太坊網路中,Layer2回傳到Layer1的資料都儲存在Calldata裡,Rollup雖然把運算安全的轉移到了L2,但是儲存仍然在L1,由於L1儲存能力限制,了以太坊上Rollup的容量。以太坊大約要150K – 250K,即使所有空間都給Rollup 使用,儲存空間也是有限的,限制了L2 的吞吐量。所以,以太坊才採用Proto-Danksharding,透過引入包含Blobs 的容量。新的交易類型,來增強資料可用性。
因此,可以這麼說,其實DA 層是圍繞著各個區塊鏈的擴容需求,以及對數據可用性更高的要求,而抽像出來的一層,是區塊鏈技術發展的過程中,類似人類的發展過程中社會分工的細化,而模組化區塊鏈將模組化區塊鏈中的某個功能體系解耦出來,外包給其他區塊鏈網路負責,從而進一步進一步實現分工,提升效率。
Celestia 提出了等級區塊鏈
傳統整體區塊鏈的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。它包括交易的驗證、執行和狀態更新。
○資料可用性層-標準化區塊鏈中的資料可用性層負責保證網路中的資料可被存取和驗證。它通常包括數據的儲存、傳輸和驗證等功能,以確保區塊鏈網路的透明度和有效性信任。
○共識層-負責節點之間的協議,以實現網路中資料和交易的一致性。它透過特定的共識演算法(例如工作證明(PoW)或權益證明(PoS))驗證交易並創建新的區塊。
○結算層-負責完成交易的最終結算,確保資產的轉移並記錄永久保存在區塊鏈上,決定區塊鏈的最終狀態。
Celestia首先提出模組化區塊鏈概念,將不同的功能結構從標準化區塊鏈中節解耦出來,這使得區塊鏈能夠專注於底層結構的特殊功能,合理分工,以實現整體可用性最大化。
這裡不是說,區塊鏈的客製化比客製化區塊鏈有優勢,而是希望,用客製化的思維走向區塊鏈未來的發展,這樣就可以有更多的可能性和猜測。
6.關於未來的猜測6.1 使用高度可見的區塊鏈的組合方式
上一段時間,有講到,將區塊鏈重新檢視,可以分為執行層,資料可用性層,共識層和結算層。
這裡就以以太坊生態為例子,思想層就是以太坊主鏈,
對於以太坊生態來說未來標準化區塊鏈的可能性數量有= 執行層方案數量* 結算層方案數量* DA 層方案數量
6.2 DA 層將是去中心化的
DA層可以已經如雨後春筍出現,核心內容是DA並沒有那麼難。最簡單的一台機就可以做DA,最複雜的如Celestia那樣做污染物下的去中心化。用污染物模式做的去中心化,節點越多寬度越大(想像一個p2p電影下載網絡),這塊也具備網絡效應的,所以我認為最終不會有太多這種去“污染物中心化中心的DA」。但其他形式的DA則沒有限制,可以有無數個。
我們可以打個比方,DA就是存儲,這裡激發成本又很。如果你不嚴格要求以太級的安保服務,使用哪家DA就是一個成本和安全之間的簡單。
原則是:增值的服務,DA應該學習安全。
因此,未來的DA也許是去中心化的。這樣,也許有7-8家主要的DA也許就夠用了。
6.3 以太坊也許會在ETH3.0中,做出專門的DA層
以太坊從1.0升級到2.0,將以太坊分為了執行層和共識層,新引入的Blob也將掛在信標鏈的共識層上。
未來也許在以太坊下一次升級的時候,隨著技術的進步和對數據可用性的增加,以太坊將可能在執行層和共識層的基礎上,再專門加載一層DA層;又或者,下一次在升級中,可能會出現類似分片鏈的北極資料儲存鏈。當然這都只是猜測,至於會朝哪個方向發展,我們一起期待。
參考文獻:
長推:jianshu關於Da的分析https://twitter.com/jianshubiji
長推:後坎昆升級時代冉冉升起的新敘事-DA戰爭https://twitter.com/0xNing0x/status/1744350282509631590?s=20
以太坊Rollups(STARKNET)戰事終結,新敘述DA:https://news.marsbit.co/20240220083034666673.html
頭等倉研報:標準化區塊鏈Celestia https://medium.com/@first.vip/%E5%A4%B4%E7%AD%89%E4%BB%93%E7%A0%94%E6 % 8A%A5-%E6%A8%A1%E5%9D%97%E5%8C%96%E5%8C%BA%E5%9D%97%E9%93%BEcelestia-a2532da9d2be
EigenLayer深度研究:以太坊的中間件協議,引領再質押敘述https://www.aicoin.com/article/360322.html
長推:DA解決方案https://twitter.com/i/web/status/1700728653750087945
再質押協議EigenLayer 旗艦產品EigenDA 是什麼? https://www.blocktempo.com/what-is-eigenda-that-eigenlayer-will-launch/
一覽DA設計的五種主角:Celestia、Avail和EigenDA誰是贏家? https://foresightnews.pro/article/detail/52019
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