DA层的崭新时代 数据可用性层的技术突破与应用

2024-01-29 18:39

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作者:Bridget Harris 来源:substack 翻译:善欧巴、金色财经

数据可用性层已成为模块化架构的重要组成部分,充当可插入组件来降低成本并扩展区块链。DA层的核心功能是保证链上数据对所有网络参与者可用且可访问。从历史上看,每个节点都必须下载所有交易数据来验证数据是否可用,这是一项效率极低且成本高昂的任务。这就是大多数区块链目前的工作方式,并且是可扩展性的障碍,因为验证所需的数据量随着块大小线性增加。最终用户在这里遭受损失:数据可用性成本占用户在Rollup 上进行交易所产生的交易成本的90%(目前Rollup 向以太坊发送交易数据的成本的90% 为1300-1600 美元/MB)。

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数据可用性采样(DAS) 的引入从根本上改变了这种架构。通过DAS,轻节点可以通过参与区块数据的多轮随机采样来确认数据可用,而无需下载每个整个区块。一旦多轮采样完成,并且达到数据可用的一定置信度阈值,其余的交易过程就可以安全地进行。通过这种方式,链可以扩展其块大小,同时保持简单的数据可用性验证。还实现了显着的成本节省:这些新兴层可以将DA 成本降低高达99%。

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除了实现更高的吞吐量之外,数据可用性层对于提高互操作性也很有意义。廉价的DA 将不可避免地推动新的定制Rollup 链的寒武纪爆发,通过Caldera、AltLayer 和Conduit 等Rollup 即服务提供商使部署变得越来越容易。然而,随着L2 和L3 生态系统的出现,它们默认变得支离破碎。让用户使用新平台已经很困难—— 如果互操作性、流动性和网络效应受到限制,情况会变得更糟。统一的DA层作为每个网络的基础将使资金流动更加简单并吸引更广泛的用户群。

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CalderaCaldera 和其他RaaS 提供商将使项目能够在构建自定义Rollup 时选择DA 层

Avail、EigenDA 和Celestia 是DA 生态系统中的主角,它们各自服务于相同的领域,但在基础设施堆栈、执行和上市方面采取的方法略有不同。

在技术架构方面,Avail、Ethereum 和EigenDA 使用KZG 承诺,而Celestia 使用欺诈证明来确认区块编码正确。尽管证明DA—— 的方法非常严格,但生成KZGproof—— 将会给区块生产者带来更多的计算开销,尤其是随着区块大小的增加。另一方面,Celestia 假设数据可以通过其欺诈预防方案隐式获得。作为不完成计算“工作”的交换,系统必须等待欺诈证明争议期,然后节点才能确认该块已被准确编码。 KZG证明和欺诈证明都在经历快速的技术进步;它们的权衡可能会继续变得更加复杂,并且尚不清楚一种机制是否会严格优于另一种机制。

对于Avail 来说,他们的具有KZG 承诺的架构使它们非常适合zk 架构—— 这是Celestia 可能面临困难的领域,因为如果zk 在未来占据主导地位,他们依赖于乐观的证明。此外,Avail的轻客户端p2p网络即使在所有全节点宕机的情况下也能支持网络;而在Celestia 的架构中,轻客户端在没有完整节点的情况下无法运行。 Avail 和Celestia 都使用DAS(分布式存储)下的纠删码将数据分解为碎片,增加冗余并允许重建数据以进行验证。

p style="text-align:center">DA层的崭新时代 数据可用性层的技术突破与应用与 Celestia 和 Avail 的堆栈相比,EigenDA 利用了以太坊现有的基础设施。EigenDA 如果数据需要发送到汇总合约以证明数据可用,EigenDA继承与以太坊相同的最终确定时间。inherits但是,如果 rollup 完全使用 EigenLayer,则可以更快地实现最终确定。

DA层的崭新时代 数据可用性层的技术突破与应用为了达成共识,Avail 使用从 Polkadot SDK 继承的For consensus, Avail uses BABE + GRANDPABABE + GRANDPA以及指定的权益证明 (NPoS)。NPoS 用于提名serves to nominate委托人愿意选举的一组验证者,而 BABE 则规定谁将提议下一个区块,而 GRANDPA 则充当区块最终确定算法。

Celestia 使用 Tendermint 作为共识机制,允许用户质押他们的 TIA 以获得验证者质押奖励。尽管 Celestia 能够通过 Tendermint 实现快速确定性,但由于其 optimistic 架构,实际数据可用性的保证存在等待期(用户必须有时间提交欺诈证明)。

EigenDA本身没有共识,而是有两种机制来保证数据可用性的有效性:

  • 监护权证明。这本质上是一种经济安全机制,可确保节点存储数据,但实际上并不能保证该数据提供给网络中的每个人。如果节点不遵守规定,例如,如果它们无法证明自己拥有数据,则节点将被削减。

  • 充分的权力下放。确保运营商集保持去中心化和防串通对于网络的正确运行至关重要。有了庞大且独立的验证人集,数据服务就成为许多市场参与者愿意参与的竞争。在这种规模下,共谋是极其困难的。

值得一提的一个有趣观点是,Celestia 的活跃验证者集由前 100 名质押令牌最多的验证者组成,而这个门槛可能在未来降低。此外,他们的每个验证者都存储了整个数据集。而 EigenDA 将对存储一小部分数据的每个节点(未来可能是数百万个)进行优化,因此,如果足够的节点是诚实的,数据就可以被重建。有关 EigenDA 的完整起源(和更多细节)可以在 Sreeram 最近的帖子中找到。

DA层的崭新时代 数据可用性层的技术突破与应用最后,Avail 对主要 DA 层的核心组件进行了有益的比较。

DA层的崭新时代 数据可用性层的技术突破与应用关于每种设计的权衡也出现了新的讨论。David Hoffman 指出,Celestia 本身就是一个完整的区块链——一个复杂的堆栈,需要的不仅仅是纯粹的 DA。另一方面,EigenDA 只是一组智能合约,但它依赖于以太坊,而 Celestia 和 Avail 则不然。

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Celestia 团队认为,为了安全性,代币是必要的,而 EigenDA 最终将需要代币,因为不可能削减链上数据的可用性。他们认为,为了确保节点是诚实的、数据可用并惩罚恶意节点,网络必须能够通过包括原生代币在内的激励结构进行验证。在这里,Celestia 的 Nick White 提出了对 EigenDA 的批评:「除非源链被分叉,否则保留数据的重新验证器不会被 slash——这是极不可能的,因为这是以太坊。」

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从品牌角度来看,EigenDA 是一款与以太坊极其一致的产品。EigenLayer 团队正在根据 EIP-4844 和 danksharding 进行构建——用 Sreeram 的话说,EigenDA 被构建为「唯一以 ETH 为中心的数据可用性层」。他解释说,根据定义,数据可用性层是一种模块化产品,但其他 DA「Layer」实际上是区块链本身。

将 DA 层打包到区块链中确实会给在其上本地运行的 Rollups 带来明显的好处,主要是安全保证的形式。然而,Sreeram 提到,他的团队构建 EigenDA 的目标是创建一种产品,从第一原则开始为以太坊生态系统提供数据可用性服务——一个毗邻以太坊生态系统的真正的「Layer」。他指出,这里不需要单独的共识,因为基于以太坊的 Rollup 已经依赖网络进行排序和共识。(Sreeram 在最近的 Bankless 节目中解释了这一点。)

Avail 采用有效性证明和 DAS 构建,可在生态系统方面实现高度的灵活性和互操作性。他们的架构为可扩展框架奠定了基础,该框架旨在支持跨许多不同平台的服务。这种「不偏不倚」的立场允许更大的互操作性和资金流动,并且也吸引非以以太坊为中心的生态系统。这里的最终目标是从所有链中获取有序交易数据,并将其聚合到 Avail,使它们成为所有 web3 的协调中心。为了启动该网络,Avail 最近在其激励测试网的同时推出了节点冲突活动,允许用户运行验证器和轻客户端并参与网络挑战。

Celestia 的生态系统由 RaaS 提供商、共享排序器、跨链基础设施等组成,涵盖以太坊、以太坊 rollups、Cosmos 和 Osmosis 等生态系统。

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Celestia 生态系统页面的快照

这些设计选择中的每一个,无论是技术方面还是营销方面,都伴随着有趣的权衡。就我个人而言,我不确定数据可用性类别是否会是一个赢家通吃或商品化的市场——相反,可能存在寡头垄断式市场,项目会选择最适合其需求的 DA 层。根据协议的类型,团队可以针对互操作性、安全性或对某个生态系统或社区的偏好进行优化。如果自定义用例汇总按预期爆炸式增长,他们会毫不犹豫地集成 DA 层 - 并且将有不止一种强大的选项可供选择。

这项技术——以及总体上的模块化叙述——仍然相对较新,Celestia 最近刚刚上线,Avail 和 EigenDA 将在未来几个月内进入主网。然而,迄今为止模块化主义的技术进步非常出色(其中许多概念在几年前还只是想法!)。通过从本质上改进我们构建和使用区块链的方式,DA 层无疑将成为本周期及以后周期的核心技术之一。