編者按：本文轉載自 Fenbushi Capital 的 Turan Vural Yuki Yuminaga 於 2024 年 4 月 5 日發佈的原始內容。Fenbushi Capital 成立於 2015 年，是亞洲領先的區塊鏈資產管理公司，資產管理規模達 16 億美元。該公司旨在通過研究和投資在塑造各行各業區塊鏈技術的未來方面發揮重要作用。本文就是這些努力的一個例子，代表了這些作者的獨立觀點，他們已同意在此發表。

數據可用性 (DA) 是以太坊擴展的一項核心技術，它允許節點高效地驗證數據是否可用於網絡，而無需託管相關數據。這對於高效構建滾動和其他形式的縱向擴展至關重要，允許執行節點確保交易數據在結算期間可用。這對於分片和其他形式的橫向擴展（以太坊網絡未來的計劃更新）也至關重要，因爲節點需要證明存儲在網絡分片中的交易數據（或 blob）確實可用於網絡。

最近討論併發布了幾種 DA 解決方案（例如 Celestia、 EigenDA、Avail），其目的都是爲應用程序發佈 DA 提供高性能和安全的基礎設施。

與以太坊等 L1 相比，外部 DA 解決方案的優勢在於它爲鏈上數據提供了一種價格低廉且性能卓越的載體。DA 解決方案通常由自己的公鏈組成，這些公鏈旨在實現低價且無需許可的存儲。即使經過修改，從區塊鏈本地託管數據仍然極其低效。

鑑於此，我們發現，探索存儲優化解決方案（如 Filecoin）作爲 DA 層的基礎是非常直觀的。Filecoin 使用其區塊鏈來協調用戶和存儲提供者之間的存儲交易，但允許數據存儲在鏈下。

在這篇文章中，我們研究了構建在去中心化存儲網絡 (DSN) 之上的 DA 解決方案的可行性。我們特別考慮了 Filecoin ，因爲它是迄今爲止採用最多的 DSN。我們概述了此類解決方案將帶來的機遇以及構建該解決方案需要克服的挑戰。

DA 層爲依賴它的服務提供以下功能：

1.用戶安全：任何節點都不能確信不可用的數據是可用的。

2.全球安全：除少數節點外，所有節點都同意數據的可用/不可用。

3.高效的數據檢索能力。

所有這些都需要高效完成才能實現擴展。DA 層在上述三點上以更低的成本提供更高的性能。例如，任何節點都可以請求數據的完整副本來證明託管，但這是低效的。通過提供上述三點的系統，我們實現了一個 DA 層，該層可提供L2與L1協調所需的安全性，並且在存在惡意多數的情況下提供更強的下限。

數據託管

發佈到 DA 解決方案的數據具有有效的生命週期：足夠長的時間來解決爭議或驗證狀態轉換。交易數據只需要足夠長的可用時間來驗證正確的狀態轉換，或者給驗證者足夠的機會來構建欺詐證明。截至撰寫本文時，以太坊 calldata 是需要數據可用性項目（rollups）最常用的解決方案。

高效數據驗證

數據可用性採樣 (DAS) 是解決 DA 問題的標準方法。它具有額外的安全優勢，增強了網絡 Actor 從其同行驗證狀態信息的能力。但是，它依賴於節點來執行採樣：必須響應 DAS 請求來確保開採交易不會被拒絕，但節點請求樣本並沒有正面或負面激勵。從請求樣本節點的角度來看，不執行 DAS 不會受到負面懲罰。例如，Celestia 提供了第一個也是唯一一個執行 DAS 的輕用戶端實現，爲用戶提供了更強大的安全假設，並降低了數據驗證成本。

高效訪問

DA 需要爲使用它的項目提供高效的數據訪問。速度慢的 DA 可能會成爲依賴其服務的瓶頸，輕則導致效率低下，重則導致系統錯誤。

去中心化存儲網絡

去中心化存儲網絡（DSN，如 Filecoin 白皮書中所述）是一個由存儲提供者組成的無需許可的網絡，爲網絡用戶提供存儲服務。非正式地講，它允許獨立存儲提供者與需要存儲服務的用戶協調存儲交易，併爲尋求低價存儲服務的用戶提供低價且有彈性的數據存儲。這是通過記錄存儲交易並支持智能合約執行的區塊鏈進行協調的。

DSN 方案是三個協議的元組：Put、Get 和 Manage。此元組具有容錯保證和參與激勵等屬性。

Put（數據） → 鍵

爲將數據存儲在唯一密鑰下，用戶端執行 Put。這是通過指定數據在網絡上存儲的期限、爲實現冗餘而存儲的數據副本數量以及與存儲提供者協商的價格來實現的。

Get（密鑰）→數據

用戶端執行 Get 來檢索存儲在密鑰下的數據。

Manage

網絡參與者調用管理協議來協調提供者提供的存儲空間和服務以及修復錯誤。對於 Filecoin 而言，這是通過區塊鏈進行管理的。該區塊鏈記錄用戶和數據提供者之間的數據交易以及正確存儲數據的證明，從而確保數據交易得到維護。通過發佈數據提供者爲響應網絡挑戰而生成的證明來證明數據是否正確存儲。當存儲提供者未能按照管理協議的要求及時生成複製證明或時空證明時，就會發生存儲錯誤，這會導致存儲提供者的權益被削減。如果多個提供者在網絡上託管數據副本，則交易可以通過尋找新存儲提供者來履行存儲交易，從而完成自我修復。

DSN 機會

迄今爲止，DA 項目所做的工作一直是將區塊鏈轉變爲熱存儲平臺。由於 DSN 對存儲進行了優化，因此與其將區塊鏈轉化爲存儲平臺，我們可以簡單地將存儲平臺轉化爲提供數據可用性的平臺。存儲提供者以原生 FIL 代幣形式提供的抵押品可以提供加密經濟安全性，從而保證數據存儲。最後，存儲交易的可編程性可以爲數據可用性條款提供靈活性。

將 DSN 功能轉化爲解決 DA 問題的最有力動機是降低 DA 解決方案下的數據存儲成本。如下所述，在 Filecoin 上存儲數據的成本比在以太坊上存儲數據便宜得多。考慮到當前的以太幣/美元價格，將 1 GB 的 calldata 寫入以太坊需要花費超過 300 萬美元，而且還要在 21 天后進行剪切。這筆 calldata 費用可能佔到基於以太坊的彙總交易成本的一半以上。然而， Filecoin 上 1 GB 的存儲成本每月不到 0.0002 美元。以該價格或任何類似的價格確保 DA 將降低用戶的交易成本，並有助於提高Web3的性能和可擴展性。

經濟安全

在 Filecoin 中，提供存儲空間需要抵押品。若提供者未能履行交易或不遵守網絡保證時，抵押品就會被削減。未能提供服務的存儲提供者將面臨失去抵押品和其所賺取的任何利潤的風險。

激勵機制調整

Filecoin 協議的許多激勵措施與 DA 目標一致。Filecoin 爲惡意或懶惰行爲提供了抑制措施：在共識期間，存儲提供者必須以複製證明和時空證明的形式主動提供存儲證明，在沒有誠實大多數（honest majority）假設的情況下不斷證明存儲存在。若存儲提供者未能提供證明，就會被削減權益、從共識中移除，還會受到其他處罰。當前的 DA 解決方案缺乏對節點執行 DAS 的激勵，只能依靠臨時利他行爲來證明 DA。

可編程性

定製數據交易能力也使 DSN 成爲一個有吸引力的 DA 平臺。數據交易可以有不同的持續時間，從而使基於 DSN 的 DA 用戶只需支付其所需的 DA 費用，還可以通過設置要在整個網絡中存儲的副本數量來調整容錯能力。進一步定製通過 Filecoin 上的智能合約（Actors）支持，這些合約在 FEVM 上執行。也促使 Filecoin 的 DApps 生態日益壯大，從 Bacalhau 等計算優先存儲解決方案到 Glif 等 DeFi 和流動性質押解決方案。Retriev 通過 Filecoin Actors 提供具有許可裁判的激勵掛鉤檢索。Filecoin 的可編程性可用於定製不同解決方案所需的 DA 要求，以便依賴 DA 的平臺無需爲超出其需要的 DA 付費。

基於 DSN 的 DA 架構所面臨的挑戰

在我們的調查中，我們發現了在 DSN 上構建 DA 服務之前需要克服的重大挑戰。現在我們討論的是實施可行性，我們將把 Filecoin 作爲討論重點。

證明延遲

Filecoin 上交易和存儲數據完整性的加密證明需要時間來證明。當數據提交至網絡時，它會被劃分爲 32 GB 扇區並“封裝”。數據封裝是複製證明 (PoRep) 和時空證明 (PoST) 的基礎，前者證明存儲提供者存儲了一個或多個唯一數據副本，後者證明存儲提供者在整個存儲交易期間持續存儲了一個唯一副本。封裝的計算成本必須很高，這樣才能確保存儲提供者不會按需封裝數據，從而破壞所需的 PoReP。當協議定期向存儲提供者要求提供唯一和連續存儲的證明時，封裝所需的安全時間必須長於響應窗口，這樣存儲提供者就無法臨時僞造證明或副本。因此，提供者可能需要大約三小時來封裝一個數據扇區。

存儲閾值

由於封裝操作的計算費用較高，因此封裝數據的扇區大小必須具有經濟價值。對於存儲提供者而言，存儲價格必須證明其封裝成本合理，同樣，由此產生的數據存儲成本也必須足夠低（在本例中，大約 32 GB 的數據塊），用戶才願意在 Filecoin 上存儲數據。雖然可以封裝較小扇區，但這會推高存儲價格以補償存儲提供者。爲解決該問題，數據聚合器從用戶處收集較小的數據塊，作爲接近 32 GB 的數據塊提交給 Filecoin 。數據聚合器通過數據段包含證明（PoDSI）和子塊 CID（pCID）對用戶數據進行承諾，數據段包含證明（PoDSI）保證了用戶數據包含在扇區中，子塊 CID（pCID）則是用戶從網絡中檢索數據時使用的。

共識約束

Filecoin 的共識機制“預期共識”（Expected Consensus）的區塊時間爲 30 秒，最終確定時間爲數小時，這可能在不久的將來會有所改善（有關 Filecoin 的快速最終確定性請參閱 FIP-0086）。這通常太慢，無法支持依賴 DA 處理交易數據的 Layer 2 所需的交易吞吐量。Filecoin 的區塊時間受存儲提供者硬件下限的限制。區塊時間越短，存儲提供者生成和提供存儲證明的難度就越大，並且存儲提供者因錯過正確存儲數據的證明窗口而受到的錯誤懲罰就越多。爲克服這一難題，可以利用星際共識 (IPC) 子網來縮短共識時間。IPC 使用類似於 Tendermint 的共識和 DRAND 實現隨機性：在 DRAND 成爲瓶頸的情況下，我們將能夠使用 IPC 子網實現 3 秒的區塊時間；在 Tendermint 出現瓶頸的情況下，Narwhal 等 PoC 實現了數百毫秒內的區塊時間。

檢索速度

最後一個障礙是檢索。從上述限制條件中，我們可以推斷 Filecoin 適合冷存儲或溫存儲。然而，DA 數據是熱的，需要支持高性能的應用程序。在 Filecoin 中，激勵掛鉤檢索很困難；數據在提供給用戶端之前需要解封，這會增加延遲。目前，快速檢索是通過 SLA 或將未封裝數據與封裝扇區一起存儲來實現的，而在 Filecoin 上的安全且無需許可的應用程序架構中，這兩種方法都不可靠。特別是 Retriev 證明可以通過 FVM 保證檢索， Filecoin 上進行激勵掛鉤的快速檢索仍是一個有待進一步探索的領域。

成本分析

在本節中，我們將考慮這些設計因素帶來的成本。我們展示了將 32 GB 存儲爲以太坊 calldata、Celestia blobdata、 EigenDA blobdata 以及 Filecoin 上扇區的成本（使用接近當前的市場價格）。

分析強調了以太坊 calldata 的價格： 32 GB 數據的價格爲 1 億美元。這個價格展示了以太坊共識背後的安全成本，並受到以太坊和 Gas 價格波動的影響。Dencun 升級引入了 Proto- Danksharding (EIP-4844)，引入了 Blob 交易，目標是每個區塊 3 個 Blob，每個大小約爲 125 KB，並引入了可變 Gas Blob 定價，從而保持每個區塊的 Blob 目標數量。此次升級將以太坊 DA 的成本降低了 1/5 ：即 32 GB blob 數據花費 2000 萬美元。

Celestia 和 EigenDA 有了顯著改進： 32 GB 數據分別需要 8, 000 美元和 26, 000 美元。兩者都受到市場價格波動的影響，並在一定程度上反映了共識數據安全的成本：Celestia 使用其原生 TIA 代幣，而 EigenDA 使用 Ether。

在上述所有情況下，存儲的數據都不是永久性的。以太坊 calldata 的存儲時間爲 3 周，blob 的存儲時間爲 18 天，EigenDA 存儲 blob 的默認期限爲 14 天。在當前的 Celestia 實施中，存檔節點無限期地存儲 blob 數據，但光節點最多隻能採樣 30 天。

最後兩張表是 Filecoin 和當前 DA 解決方案之間的直接比較。成本等價首先列出給定平臺上單個字節數據的成本，然後顯示相同成本下在相同時間內可存儲的 Filecoin 字節數量。

這表明 Filecoin 比當前的 DA 解決方案便宜幾個數量級，在相同時間內存儲相同數量的數據只需花費幾分之一美分。與以太坊節點和其他 DA 解決方案的節點不同，Filecoin 節點經過優化，可以提供存儲服務，其證明系統允許節點證明存儲，而不是在網絡中的每個節點之間複製存儲。在不考慮存儲提供者經濟效益（如封裝數據的能源成本）的情況下，Filecoin 存儲過程的基本開銷可以忽略不計。與以太坊相比，這表明可以在 Filecoin 上提供安全且高性能 DA 服務的系統具有高達每 GB 數百萬美元的市場機會。

吞吐量

下面，我們將考慮 DA 解決方案的容量以及主要 Layer 2 rollups 產生的需求。

由於 Filecoin 區塊鏈以 tipsets 的形式組織，每個區塊高度都有多個區塊，因此可以進行的交易數量不受共識或區塊大小的限制。Filecoin 的嚴格數據約束是其網絡範圍的存儲容量，而不是通過共識允許的容量。

對於每日 DA 需求，我們從 Terry Chung 和 Wei Dai 提供的 Rollups DA 和 ution 中獲取數據，其中包括 30 天內的每日平均值和單個採樣日的數據。這樣，我們就可以考慮平均需求，也不會忽略平均值的偏差（例如，Optimism 在 2023 年 8 月 15 日的需求量約爲 261, 000, 000 字節，是其 30 天平均值 64, 000, 000 字節的四倍多）。

從該選擇中可以看出，儘管 DA 成本有機會降低，但需要大幅增加 DA 需求才能有效利用 Filecoin 的 32 GB 扇區大小。雖然用少於 32 GB 的數據封裝 32 GB 扇區會浪費資源，但我們可以這樣做，同時還能獲得成本優勢。

架構

在本節中，我們將考慮如果我們要今天構建它可以實現的技術架構。我們將在任意 L2 應用程序和 L2 所服務的 L1 鏈的背景下考慮此架構。由於該解決方案是外部 DA 解決方案，就像 Celestia 和 EigenDA 一樣，因此我們不將 Filecoin 視爲示例 L1。

組件

即使在高層次上， Filecoin 上的 DA 也會利用 Filecoin 生態的許多不同功能。

交易：下游用戶在需要 DA 的平臺上進行交易，這可能是L2。

使用 DA 的平臺：這些平臺使用 DA 作爲服務，這可以是將交易數據發佈至 Filecoin DA 的L2，也可以是對L1（如以太坊）的承諾。

Layer 1 ：這是包含指向 DA 解決方案數據承諾的任何L1。這可能是以太坊，支持使用 Filecoin DA 解決方案的 L2 。

聚合器：基於 Filecoin 的 DA 解決方案前端是一個聚合器，它是一個集中組件，用於接收來自L2和其他 DA 用戶端的交易數據，並將它們聚合成適合封裝的 32 GB 扇區。儘管簡單的概念驗證將包括集中式聚合器，但使用 DA 解決方案的平臺也可以運行自己的聚合器。例如作爲L2排序器的輔助設備，聚合器的集中化與L2排序器或 EigenDA 的分散器類似。一旦聚合器編譯出接近 32 GB 的有效載荷，它就會與存儲提供者達成存儲協議來存儲數據。向用戶保證其數據將以 PoDSI（數據段包含證明）的形式包含在該扇區中，並在數據進入網絡後使用 pCID 來識別其數據。該 pCID 將包含在 L1 上的狀態承諾中，用於參考支持交易的數據。

驗證者：驗證者向存儲提供者請求數據以確保狀態承諾的完整性並建立欺詐證明，在存在可證明欺詐的情況下，這些證明將提交給L1。

存儲交易：一旦聚合器編譯出接近 32 GB 的有效載荷，聚合器就會與存儲提供者達成存儲交易來存儲數據。

發佈 blob (Put)：爲啓動 Put，DA 用戶端會將包含交易數據的 blob 提交給聚合器。這可以通過鏈下方式完成，也可以通過鏈上聚合預言機以鏈上方式完成。爲確認收到 blob，聚合器會向用戶端返回 PoDSI ，從而證明其 blob 包含在將提交給子網的聚合扇區中，同時還會返回 pCID （子片段內容標識符）。一旦 blob 在 Filecoin 上提供，用戶端和其他相關方將使用它來引用 blob。

數據交易將在交易達成後幾分鐘內出現在鏈上。延遲的最大障礙是封裝時間，可能需要三個小時。這意味着，儘管交易已經完成，並且用戶可以確信數據將出現在網絡中，但在封裝過程完成之前，無法確保數據可查詢。Lotus 用戶端具有快速檢索功能，其中未封裝的數據副本與封裝副本一起存儲，只要檢索交易不依賴於封裝數據出現在網絡上的證明，就可以在未封裝數據傳輸至數據存儲提供者後立即提供服務。但是，此功能由數據提供者自行決定，並且不是作爲協議的一部分提供加密保證。若要提供快速檢索保證，就需要改變共識和懲罰/激勵機制來強制執行。

檢索 blob (Get)：檢索類似於 put 操作。需要進行檢索交易，交易將在幾分鐘內出現在鏈上。檢索延遲將取決於交易條款以及是否存儲未封裝的數據副本以供快速檢索。在快速檢索的情況下，延遲將取決於網絡條件。若沒有快速檢索，數據在提供給用戶端之前需要解封，這與封裝所需時間相同，大約爲三小時。因此，如果不進行優化，我們的最大往返時間爲六小時，在這成爲一個可行的 DA 或欺詐證明系統之前，需要對數據服務進行重大改進。

DA 證明：DA 證明可以分爲兩個步驟：通過在交易過程中將數據提交給聚合器時提供的 PoDSI，然後通過 Filecoin 共識機制提供的 PoRep 和 PoST 的持續承諾。如上所述，PoRep 和 PoST 爲數據保管和持久性提供了有計劃且可證明的保證。

該解決方案將大量使用橋接，因爲任何依賴 DA 的用戶端（無論是否構建證明）都需要能夠與 Filecoin 進行交互。對於發佈到L1的狀態轉換中包含的 pCID ，驗證者可以進行初步檢查，從而確保沒有提交虛假的 pCID 。有幾種方法可以做到這一點，例如，通過在 L1 上發佈 Filecoin 數據的 Oracle 或通過驗證器來驗證是否存在與 pCID 相對應的數據交易或扇區。同樣，對發佈至L1的有效性或欺詐證明的驗證可能也需要使用橋接器，從而確信證明的有效性或欺詐性。當前可用的橋接器是 Axelar 和 Celer 。

安全分析

Filecoin 的完整性是通過削減抵押品來實現的。在兩種情況下可以削減抵押品：存儲錯誤或共識錯誤。存儲錯誤是指存儲提供者無法提供存儲數據的證明（PoRep 或 PoST），這與我們模型中缺乏數據的可用性相關。共識錯誤是指共識中的惡意行爲，共識是管理交易分類賬的協議，而 FEVM 則是從交易分類賬中抽象出來的。

• 扇區錯誤是指因未能發佈連續存儲證明而產生的處罰。存儲提供者有一天的寬限期，在此期間不會因存儲錯誤而受到處罰。在扇區出現錯誤的 42 天后，該扇區將被終止。所產生的費用被銷燬。

BR(t) = ProjectedRewardFraction(t) * SectorQualityAdjustedPower

• 如果某個扇區出現錯誤已達 42 天或存儲提供者故意終止交易，則將發生扇區終止。終止費相當於扇區在終止前獲得的最高金額，上限爲 90 天的收入。未支付的交易費將退還給用戶。已發生的費用將被銷燬。

max(SP(t), BR(StartEpoch, 20 d) + BR(StartEpoch, 1 d) * terminationRewardFactor * min(SectorAgeInDays, 140))

• 在交易終止時，會出現存儲市場 Actor 削減，這是對存儲提供者在交易後提供抵押品的削減。

Filecoin 提供的安全性與其他區塊鏈的安全性截然不同。區塊鏈數據通常通過共識來確保安全，而 Filecoin 共識僅確保交易分類賬的安全，而非交易引用數據的安全。存儲在 Filecoin 上的數據只有具有足夠的安全性，才能激勵存儲提供者提供存儲。這意味着存儲在 Filecoin 上的數據通過錯誤懲罰和商業激勵（例如用戶聲譽）來確保安全。換句話說，區塊鏈上的數據錯誤相當於違反共識，會破壞區塊鏈的安全性或其交易有效性的概念。Filecoin 在數據存儲方面具有容錯能力，因此僅使用共識來確保其交易賬簿和交易相關活動的安全。存儲提供者未能履行其數據交易的代價是最多價值 90 天的存儲獎勵罰款，及其爲確保交易而提供的抵押品將損失。

因此，從 Filecoin 提供者處發起的數據扣留攻擊成本，僅僅是檢索交易的機會成本。Filecoin 上的數據檢索依賴於用戶支付的費用來激勵存儲提供者。然而，不響應數據檢索請求不會對存儲提供者產生負面影響。爲了降低單個存儲提供者忽略或拒絕數據檢索交易的風險，Filecoin 上的數據可以由多個存儲提供者存儲。

由於 Filecoin 數據背後的經濟安全性遠低於基於區塊鏈的解決方案，因此還必須考慮防止數據操縱。數據操縱通過 Filecoin 證明系統受到保護。數據通過 CID 引用，通過 CID 可以立即檢測到數據損壞。因此，數據提供者無法提供損壞的數據，因爲很容易驗證獲取的數據是否與請求的 CID 匹配。數據提供者不能將損壞數據存儲在未損壞數據的位置上。收到用戶數據後，提供者必須提供正確封裝數據扇區的證明才能啓動數據交易（選中此項）。因此，不能用損壞的數據啓動存儲交易。在存儲交易的有效期內，會提供 PoST 來證明託管清空（請注意，這既能證明封裝數據扇區的託管情況，也能證明自上次 PoST 以來的託管情況）。由於 PoST 依賴於生成證明時的封裝扇區，因此損壞的扇區會導致僞造的 PoST，從而導致扇區錯誤。因此，存儲提供者既不能存儲也不能提供損壞的數據，不能因爲爲未損壞的數據提供服務而獲得獎勵，也不能避免因篡改用戶數據而受到懲罰。

可以通過增加存儲提供者向存儲市場 Actor 承諾的抵押品來增強安全性，抵押品目前由存儲提供者和用戶決定。如果我們假設這個抵押品金額足夠高（例如與以太坊驗證者的抵押品相同），足以激勵提供者不違約，那麼我們就能想到還有什麼需要確保安全（儘管這樣做資本效率極低，因爲需要該抵押品來確保每個交易 blob 或聚合 blob 扇區的安全）。現在，數據提供者可以選擇在存儲市場 Actor 終止存儲交易之前，在最長 41 天的時間內讓數據不可用。假設數據交易時間較短，我們可以假設數據在交易的最後一天之前不可用。在沒有惡意行爲者協調的情況下，可以通過在多個存儲提供者上進行復制來緩解這種情況，以便可以繼續提供數據服務。

我們可以考慮攻擊者推翻共識的成本，要麼接受虛假證明，要麼改寫分類賬歷史，從訂單簿中刪除交易，而不會懲罰負責任的存儲提供者。然而，值得注意的是，在這種安全違規的情況下，攻擊者可以隨心所欲地操縱 Filecoin 的分類賬。攻擊者若要實施此類攻擊，至少需要擁有 Filecoin 鏈的多數權益。權益與提供給網絡的存儲有關，目前 Filecoin 鏈的數據量爲 25 EiB（10 ¹⁶字節），惡意行爲者至少需要 12.5 EiB 才能提供自己的鏈來贏得分叉選擇規則。通過與共識錯誤相關的削減，可以進一步減輕這種情況，其懲罰是失去所有質押的抵押品和區塊獎勵，並暫停參與共識。

題外話：阻止對其他 DA 解決方案的攻擊

儘管上述情況表明 Filecoin 在保護數據免受扣留攻擊方面存在不足，但它並不是唯一的例子。

• 以太坊：一般來說，保證對以太坊網絡請求得到答覆的唯一方法是運行完整節點。因此，完整節點不需要滿足共識之外的數據檢索請求。PeerDAS 等結構爲節點對數據檢索的響應引入了對等評分系統，其中得分足夠低（本質上是 DA 聲譽）的節點可能會被隔離在網絡之外。
• Celestia ：與 Filecoin 結構相比，Celestia 具有更強的每字節安全性，可以抵禦扣留攻擊，但利用這種安全性的唯一方法是託管完整節點。向 Celestia 基礎設施提出的請求，如果不屬於內部擁有和運營，則會被審查而不會受到處罰。
• EigenDA ：與 Celestia 類似，任何服務都可以運行 EigenDA Operator 節點來確保檢索自己的數據。因此，任何協議外的數據檢索請求都會受到審查。另請注意， EigenDA 有一個集中且值得信賴的分發器，負責數據編碼、KZG 承諾和數據分發，與我們的聚合器類似。

檢索安全

可檢索性對於 DA 來說是必要的。理想情況下，市場力量會激勵經濟上理性的存儲提供者接受檢索交易，並與其他提供者競爭，爲用戶壓低價格。假設這足以讓數據提供者提供檢索服務，但鑑於 DA 的重要性，要求更高的安全性也是合理的。

目前，檢索無法通過上述經濟安全性得到保證。這是因爲從加密角度很難以信任最小化的方式證明用戶端未收到數據（在用戶端需要反駁存儲提供者聲稱發送數據的情況下）。爲了通過 Filecoin 的經濟安全性確保檢索安全，需要協議本地檢索保證。在對協議進行最小更改的情況下，這意味着檢索需要與扇區錯誤或交易終止相關聯。Retriev 是一個概念驗證，它能夠通過使用受信任的“裁判”來調解數據檢索糾紛，從而提供數據檢索保證。

補充：其他 DA 解決方案的檢索

如上所述，Filecoin 缺乏防止存儲（或檢索提供者）自私行爲所必需的協議本地檢索保證。就以太坊和 Celestia 而言，保證可以讀取協議數據的唯一方法是自行託管完整節點，或信任基礎設施提供商的 SLA 。作爲 Filecoin 存儲提供者，保證檢索並非易事。Filecoin 中的類似設置是成爲存儲提供者（需要大量基礎設施成本）併成功接受與作爲用戶發佈的存儲提供者相同的存儲交易，此時人們將付費爲自己提供存儲。

延遲分析

由於 Filecoin 證明系統的設計以及缺乏檢索激勵， Filecoin 並未爲提供從初始發佈數據到初始檢索數據的高性能往返延遲而進行優化。Filecoin 的高性能檢索是一個活躍的研究領域，隨着存儲提供者能力提升以及 Filecoin 引入新功能，該領域也在不斷變化。我們將“round trip”定義爲從提交數據交易到提交至 Filecoin 的數據最早可以下載的時間。

區塊時間

在 Filecoin 的預期共識中，數據交易可以在 30 秒的區塊時間內完成。1 小時是鏈上敏感數據（如 coin transfers）的典型確認時間。

數據處理

數據處理時間因存儲提供者和配置而異。使用標準存儲提供硬件，封裝過程需要 3 小時。存儲提供者通常會通過特殊用戶端配置、並行化和投資功能更強大的硬件來縮短 3 小時的時間。這種變化還會影響扇區解封的持續時間，而 Filecoin 用戶端（如 Lotus）中的快速檢索選項可以完全規避這種情況。快速檢索設置將未封裝的數據副本與封裝數據一起存儲，從而大大加快檢索時間。基於此，我們可以假設從接受數據交易到數據在鏈上可用的最壞情況延遲爲 3 小時。

結論和未來方向

本文探討了如何利用現有的 DSN（即 Filecoin）構建 DA。我們考慮了 DA 作爲以太坊擴展基礎設施關鍵要素的要求。我們考慮基於 Filecoin 構建 DSN 上 DA 的可行性，並用它來探索 Filecoin 上的解決方案將爲以太坊生態帶來的機會，或任何將受益於具有成本效益的 DA 層的機會。

Filecoin 證明 DSN 可以顯著提高基於區塊鏈的去中心化系統中的數據存儲效率，按當前市場價格計算，每寫入 32 GB 數據可以節省 1 億美元。儘管對 DA 的需求還不足以填滿 32 GB 扇區，但如果封裝空扇區，DA 的成本優勢依然存在。儘管當前 Filecoin 上的存儲和檢索延遲不適合熱存儲需求，但存儲提供者的特定操作可以提供合理性能，確保數據 3 小時內可用。

Filecoin 存儲提供者的信任增加可以通過可變抵押品進行調整，例如在 EigenDA 中 。Filecoin 擴展了這種可調安全性，允許在網絡上存儲大量副本，從而增加了可調節的拜占庭容錯性。爲了強有力地阻止數據扣留攻擊，需要解決有保證和高性能的數據檢索問題，但是與任何其他解決方案一樣，真正保證可檢索性的唯一方法是自行託管節點或信任基礎設施提供者。

我們在 PoDSI 的進一步發展中看到了 DA 的機會，它可以（與 Filecoin 當前的證明一起）代替 DAS 來保證數據包含在更大的封裝扇區中。根據實際情況，這可能會使數據週轉緩慢變得可以容忍，因爲欺詐證明可以在 1 天到 1 周內發佈，而 DA 可以按需保證。PoDSI 仍是一個新技術，並且處於大量開發中，因此我們還不知道高效的 PoDSI 會如何，也不知道圍繞它構建系統所需的機制。由於已經有了在 Filecoin 數據上進行計算的解決方案，因此在封裝或未封裝數據上計算 PoDSI 的解決方案可能並非遙不可及。

隨 DA 和 Filecoin 領域的發展，解決方案和支持技術的新組合可能會帶來新的概念驗證。正如 Solana 與 Filecoin 網絡的集成所顯示，DSN 具有作爲擴展技術的潛力。Filecoin 上的數據存儲成本提供了一個開放機會，有很大的優化空間。儘管本文所討論的挑戰是在支持 DA 的背景下提出的，但他們的最終解決方案將在 DA 之外構建大量新工具和系統。

相關圖表數據來自 Filecoin spec、EIP-4844、EigenDA、Celestia implementation、Celenium、Starboard、file.app、Rollups DA 和 ution，以及當前大致市場價格。

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