Layer2中Data Availability的核心作用

作者：Haotian；來源：作者推特@tmel0211

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。