谁是DA赛道最后王者？关于Data Availability War背景、生态与后续展望

概述

近期,DA（Data Availability）项目如雨后春笋般涌现,其中Celestia、EigenLayer、Avail、NearDA和Covalent等项目最具竞争力。

据分析,DA的核心并不复杂。最简单的方案可以用单机实现,最复杂如Celestia采用抽样模式实现去中心化。本质上,DA就是存储,成本较高。如果不严格要求以太坊级别的安全性,选择DA方案主要是在成本和安全之间权衡。

关键原则是:价值越高的服务,DA安全性越重要。

本文将分析Data Availability War的背景、生态和未来展望,包括以太坊创始人Vitalik对DA的看法、主流DA项目的比较等。基于全面分析,我们认为未来DA格局可能是分散的,有7-8家主要DA服务商或许就足够了。

1. Data Availability数据可用性问题的出现

1.1 什么是DA

数据可用性指区块生产者将区块的所有交易数据发布到网络中,使验证者可以下载。如果区块生产者发布完整数据且验证者可下载,则数据可用;如果隐瞒部分数据导致验证者无法下载完整数据,则数据不可用。

1.2 DA问题的两个关键点:安全与成本

DA包含两个方面:

一是确保验证机制安全进行,二是降低发布数据的成本。

• 确保验证机制安全进行的问题

目前的L2排序器普遍将L2的状态数据和交易数据发布在安全性较强的以太坊上,依靠以太坊进行结算并获得数据可用性。

数据可用性层实际就是L2发布交易数据的地方,目前主流L2都将以太坊作为数据可用性层。

• 降低发布数据的成本问题

L2将数据可用性和结算都放在以太坊上,虽然安全性足够,但成本巨大。这是L2面临的第二个问题,即如何降低发布数据的成本。

2. DA中的成本构成&降本增效方向

DA中一个重要问题是如何降低成本。

要让L2整体更便宜就得降低发布数据的成本。主要有两种方法:

• 降低在L1上发布数据的成本,例如以太坊即将进行的EIP-4844升级。

• 将数据可用性从L1中剥离以降低成本,即不使用以太坊作为数据可用性层

目前,Near DA的成本最低,约$0.0016/block。其次是Celestia、EigenLayer、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

在Celestia走红后,V神暗示"以太坊的layer2项目必须要在ETH上使用data availability"。以太坊基金会成员Dankrad Feist也表示,不采用ETH作DA层的不是Rollup,也不是以太坊Layer2。

这意味着Arbitrum Nova和Mantle要从Layer2名单"除名",因为它们只在ETH之外披露交易数据。

Dankrad还表示,像Plasmas和状态通道这种不需要链上数据可用性来确保安全的方案仍算Layer2,但Validium不算Layer2。

3.2 使用非以太坊作为DA,那么它就是以太坊Validium

随后V神在推特回复中表示"being a validium is a correct choice for many apps, and using good distributed DA guarantee systems can be a good way to increase the practical security of a validium"

他认为作为rollup的核心就是无条件的安全保证:即使所有人都与你为敌,你也能取出你的资产。如果数据可用性依赖于外部系统,就无法得到这种保证。

3.3 关于ENS与Data availability

V神认为若ENS的域名解析方案不能覆盖到layer2,只停留在以太坊主网层面,很难打开想象空间。V神在推特中说明ENS的重要性,"it needs to be affordable!"。

不难看出,V神的深层意思是用ENS来给layer2众平台定一套可交互操作性规范标准,同时收拢一下DA控制力。

3.4 V神谈Plasma回归

1. Vitalik期待中的扩容方向应该是均衡发展,适配各类应用场景进行多样化的layer2构建,但现实市场格局是,Rollup方案一家独大,且日益内卷。

2. Vitalik新文章重新搬出了Plasma,而且引导了一种ZK+Plasma的扩容解决方案,显然又是一次事关layer2政治摇旗。

3.5 小结

V神的各种操作,总结起来就是:

DA的需求过旺,但是又不想把市场分给Celestia。先说安全性,又祭出ENS的事,最后发现市场不买单,还是有很多人去用第一方DA,干脆说你使用Validium也算,过几天又翻出陈旧的Plasma有意引导市场往ZK+Plasma方向探索。从其本意上来讲,就是要不断地把DA市场往以太坊上面拉过来。

4. DA解决方案和各DA项目梳理

4.1 DA解决方案

DA层的方案有很多,从大的方向上分,可分为链上和链下两个大的部分。

• 链上解决方案

指L2依然将以太坊作为DA层,并依靠以太坊降低数据可用性成本。这意味着以太坊未来将作为一个实时公告板,板上的数据公告一段时间后便会删除,L2必须自己想办法储存所有数据的备份。

• 链下解决方案

即不再将以太坊当做DA层,转而寻找更加经济的方式获得数据可用性。根据去中心化和安全性的不同,可将链下解决方案分为四种:Validium、数据可用性委员会（DAC）、Volition、通用型DA方案。

4.2 Celestia

Celestia是模块化公链的开山鼻祖,其基于Cosmos SDK开发,专注于数据可用性。是目前已经主网上线的强有竞争力的DA龙头项目。

技术特点:

• 数据可用性采样 (data availability sampling,DAS)

• 命名空间默克尔树 (Namespaced Merkle trees,NMT)

Celestia主要通过两种方式从应用程序中获得收入:

• 支付blob space费用:Rollup使用$TIA付费,将数据发布到Celestia的blob space。

• 支付gas费用:开发人员使用$TIA作为Rollup的gas代币,类似于基于以太坊Rollup的ETH。

发展潜力:

• 项目已上线,技术成熟度较高

• 潜在的丰富空投,来自$TIA的质押

• 生态丰富性:与跨链桥、结算层方案、defi项目、游戏、排序器等合作

• DA合作项目方不断增加,合作方包括Manta、Eclipse、Caldera、Snapchain等

4.3 EigenDA

EigenLayer是一个基于以太坊的再质押（Restaking）协议,允许用户将ETH、lsdETH及LP Token重新质押在其他侧链、预言机、中间件等,作为节点并得到验证奖励。

EigenDA是建立在以太坊上的利用EigenLayer Restaking构建的去中心化数据可用性（DA）服务,并将是EigenLayer上的首个主动验证服务（AVS）。

技术特点:

• 增强以太坊的DA能力:Blob区块数据+KZG承诺

• 无自主共识和P2P网络

• 采用托管证明方式

发展潜力:

• 多个合作项目方,与Celestia展开竞争:现已集成Celo、Mantle、Fluent、Offshore、OP stack等多个L2项目

• 背靠Eigenlayer多样生态,包括排序器、跨链桥、预言机等

4.4 其他DA项目

4.4.1 Avail

Avail可对交易进行高效的排序和记录,提供对数据的存储和数据可行性的验证,支持与以太坊虚拟机（EVM）兼容的区块链,允许Rollup将数据直接发布到Avail。

• 共识机制:继承自Polkadot SDK的BABE和GRANDPA共识机制

• 去中心化:

  • Avail采用Polkadot的提名权益证明（NPoS）,支持多达1000个验证节点
  • Avail有能力从其轻客户端的P2P网络中进行数据抽样

• 有效性证明:Avail采用KZG多项式承诺

现状:主网尚未上线

4.4.2 Near DA

2023年11月8日,NEAR基金会宣布推出NEAR数据可用性（NEAR DA）层,为ETH rollup和以太坊开发者提供了强大、高性价比的数据可用性。

• 安全性:继承Near网络的安全性

• 费用优势:NEAR上的100kB calldata花费0.0033美元

• 现状:NEAR DA已与Polygon CDK集成,用于开发人员构建以太坊ZK Rollups。

4.4.3 Covalent

区块链数据查询服务平台Covalent可以标准化来自多个区块链的数据,其统一API允许开发者在支持的网络中重复使用查询,解决了区块链数据难以获取的问题。

Covalent在去年底推出长期DA服务EWM（以太坊时光穿梭机）,永久保存以太坊丢弃的L2提交的状态数据。

现状:截至2023年12月,Covalent共支持210多条区块链,计划在2024年底时支持1000多条区块链。

4.4.4 zkPorter

zkPorter是以太坊扩容方案zkSync推出的针对去中心化优化的链下数据可用性解决方案,通过结合zkRollup和分片思想的混合方法来处理数据可用性。

4.5 DA项目对比

技术方面:

| 项目 | 技术特点 | |------|----------| | Celestia | 使用了数据可用性抽样方案,采用二维RS纠删码编码方案来保证数据的可恢复性,并且让轻节点通过随机抽样的方式来获取区块数据,并且以Optimistic的方式提交数据可用性的证明。 | | Ethereum（Proto-Danksharding） | 同样也是采用数据可用性抽样（DAS）方案,其也采用了RS纠删码编码方案来保证数据的可恢复性。不同的是,Ethereum在数据可用性的证明方式上将采用KZG承诺方案。 | | Avail | 同样也是采用数据可用性抽样（DAS）方案,具体实现方式与Proto-Danksharding类似,也是RS纠删码编码方案加上KZG多项式承诺。 | | EigenDA | Eigenlayer的旗舰产品,其方案与以太坊的Proto-Danksharding出自一脉,也是使用RS纠删码编码方案加上KZG多项式承诺。 | | Arbitrum Nova | 采用的是数据可用性委员会（Data Availability Committee）模式,由一个外部的数据可用性委员会来存储和提供交易数据,并由至少6名委员会成员（总成员数为7名）提交BLS签名来保证数据的可靠性。 | | zkPorter | 在设计上结合了ZK Rollup和分片的方式来解决数据可用性问题,它可