数据可用性层初探
Origin
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。 数据据可用性层的核心功能是确保链上数据可供所有网络参与者使用和访问。在历史上，每个节点都必须下载所有交易数据以验证数据是否可用——这是一项效率极低且成本高昂的任务。这是大多数区块链目前的工作方式，也是可扩展性的障碍，因为验证所需的数据量与区块成正比增加。最终用户遭受了损失：数据可用性成本占用户进行 Rollup 交易时的 90%（目前，Rollup 将交易数据发送到以太坊的成本为 1300-1600 美元）。
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，而不必下载每个整个区块。一旦完成多轮采样，并且达到数据可用的某个置信阈值，交易过程的其余部分就可以安全地进行。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。并且还实现了可观的成本节省：这些新兴层可以将数据可用性成本降低高达 99%。
来自 0xngmi 的数据可用性的非常贴切的类比
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。便宜的数据可用性必然会推动新的自定义 Rollup 链的大爆发，使得用 Rollup 即服务提供商（例如 Caldera、AltLayer 和 Conduit）部署这些链变得更加简单。然而，随着 L2 和 L3 生态系统的出现，它们默认会变得支离破碎。让用户使用新平台已经很困难了，如果互操作性、流动性和网络效应有限，情况会变得更糟。通过统一的数据可用性层作为每个网络的基础，资金流变得更加简单，并能够吸引更广泛的用户群。
Caldera 其他 Rollup 即服务提供商将使项目能够在构建自定义 Rollup 时选择数据可用性层。
Avail、EigenDA 和 Celestia 是数据可用性生态系统中的主要角色，他们都服务于相同的空间，但在基础设施堆栈、执行和上市方面采取的方法略有不同。
技术架构方面，Avail、以太坊、EigenDA 使用 KZG 承诺，而 Celestia 使用欺诈证明来确认区块编码正确。生成 KZG 证明虽然是证明数据可用性的一种非常严格的方法，但会给区块生产者带来更多的计算开销，特别是当区块大小增加时。另一方面，Celestia 假设数据可以通过其防欺诈方案隐式可用。为了不进行计算上的“工作”，系统必须等待一段时间的欺诈证明争议期，然后节点才能确认该块是否被准确编码。KZG 证明和欺诈证明都在经历快速的技术进步；在二者之间进行选择可能会变得更加复杂，目前还不清楚一种机制是否会明显优于另一种机制。
对于 Avail 来说，他们基于 KZG 承诺的架构使他们非常适合零知识结构，如果零知识在未来占主导地位，Celestia 可能会面临困难，因为它依赖于乐观证明。此外，即使所有全节点都宕机，Avail 的 p2p 轻客户端网络也可以支持该网络；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 都在 DAS 下使用纠删码，它将数据分割成碎片，添加冗余，并允许重建该数据以进行验证。
与 Celestia 和 Avail 的堆栈相比，EigenDA 利用了以太坊现有的基础设施。如果数据需要发送到 Rollup 合约以证明数据可用，则 EigenDA 与以太坊的最终性时间相同。但是，如果 Rollup 完全使用 EigenLayer，则可以更快地实现最终性。
为了达成共识，Avail 使用从 Polkadot 的 SDK 继承的 BABE + GRANDPA 以及提名权益证明 (NPoS)。 NPoS 用于提名委托人希望的验证者被选择，而 BABE 决定谁将提议下一个区块，GRANDPA 充当区块最终性算法。
Celestia 使用 Tendermint 来达成共识，允许用户质押 $TIA（网络的原生代币）以获得验证者质押奖励的一部分。尽管 Celestia 能够通过 Tendermint 实现快速最终性，但由于其乐观的架构，实际数据可用性保证需要等待一段时间（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：
- 托管证明。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，例如无法证明他们拥有数据，就会被削减，
- 充分的去中心化。确保各个运营商保持去中心化且不会互相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者，数据服务就成为许多市场参与者愿意参与的一种竞争活动。在这种规模下，串通是极其困难的。
有意思的是，Celestia 的活跃验证者是由质押代币排名前 100 的验证人组成的，未来这个门槛可能会降低。此外，每个验证者都存储整个数据集。 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。在这种情况下，如果足够多的节点是诚实的，则可以重建数据。有关 EigenDA 的更多详细信息，可以通过 Sreeram 的最新推文查看。
总结一下，Avail 对主要数据可用性层的核心构成做了对比 。
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数据可用性。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。
Celestia 团队认为，代币对于安全性非常代币必要，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。 Celestia 的 Nick White 在这里提出了对 EigenDA 的批判：保留数据的重新验证器不会被削减，除非源链被分叉，由于这是以太坊，这是极不可能的。
就品牌而言，EigenDA 是非常符合以太坊的产品。 EigenLayer 团队在构建时考虑了 EIP-4844 和 danksharding，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，但其他数据可用性“层”实际上是区块链本身。
将数据可用性层打包到区块链中确实会给在其上原生运行的 Rollup 带来明显的好处，主要体现在安全保证方面。然而，Sreeram 提到，他的团队构建 EigenDA 的目标是创建一款能够为以太坊生态系统提供数据可用性服务的产品，符合以太坊生态系统的真正“层”。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 中雄辩地解释了这一点最近的无银行事件.)
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 最近推出了节点冲突战役以及激励测试网，允许用户运行验证器和轻客户端并在网络挑战中竞争。
Celestia 的生态系统 由 Rollup 即服务提供商、共享排序器、跨链基础设施等组成，涵盖以太坊、以太坊 Rollup、Cosmos 和 Osmosis 等生态系统。
所以这些设计，无论是技术方面还是营销方面，都进行了一定的权衡。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，也可能存在寡头垄断式市场，项目会选择最适合其需求的数据可用性层。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 Rollup 按预期爆炸式增长，他们会毫不犹豫地集成数据源可用性层，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 将在未来几个月内启动主网。然而，迄今为止模块化主义的技术进步是非凡的（其中许多概念在几年前只是想法！）。通过从本质上改进我们构建和使用区块链的方式，数据可用性层无疑将成为现在及以后的核心技术之一。
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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，而不必下载每个整个区块。一旦完成多轮采样，并且达到数据可用的某个置信阈值，交易过程的其余部分就可以安全地进行。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。并且还实现了可观的成本节省：这些新兴层可以将数据可用性成本降低高达 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。便宜的数据可用性必然会推动新的自定义 Rollup 链的大爆发，使得用 Rollup 即服务提供商（例如 Caldera、AltLayer 和 Conduit）部署这些链变得更加简单。然而，随着 L2 和 L3 生态系统的出现，它们默认会变得支离破碎。让用户使用新平台已经很困难了，如果互操作性、流动性和网络效应有限，情况会变得更糟。通过统一的数据可用性层作为每个网络的基础，资金流变得更加简单，并能够吸引更广泛的用户群。
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Avail、EigenDA 和 Celestia 是数据可用性生态系统中的主要角色，他们都服务于相同的空间，但在基础设施堆栈、执行和上市方面采取的方法略有不同。
技术架构方面，Avail、以太坊、EigenDA 使用 KZG 承诺，而 Celestia 使用欺诈证明来确认区块编码正确。生成 KZG 证明虽然是证明数据可用性的一种非常严格的方法，但会给区块生产者带来更多的计算开销，特别是当区块大小增加时。另一方面，Celestia 假设数据可以通过其防欺诈方案隐式可用。为了不进行计算上的“工作”，系统必须等待一段时间的欺诈证明争议期，然后节点才能确认该块是否被准确编码。KZG 证明和欺诈证明都在经历快速的技术进步；在二者之间进行选择可能会变得更加复杂，目前还不清楚一种机制是否会明显优于另一种机制。
对于 Avail 来说，他们基于 KZG 承诺的架构使他们非常适合零知识结构，如果零知识在未来占主导地位，Celestia 可能会面临困难，因为它依赖于乐观证明。此外，即使所有全节点都宕机，Avail 的 p2p 轻客户端网络也可以支持该网络；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 都在 DAS 下使用纠删码，它将数据分割成碎片，添加冗余，并允许重建该数据以进行验证。
与 Celestia 和 Avail 的堆栈相比，EigenDA 利用了以太坊现有的基础设施。如果数据需要发送到 Rollup 合约以证明数据可用，则 EigenDA 与以太坊的最终性时间相同。但是，如果 Rollup 完全使用 EigenLayer，则可以更快地实现最终性。
为了达成共识，Avail 使用从 Polkadot 的 SDK 继承的 BABE + GRANDPA 以及提名权益证明 (NPoS)。 NPoS 用于提名委托人希望的验证者被选择，而 BABE 决定谁将提议下一个区块，GRANDPA 充当区块最终性算法。
Celestia 使用 Tendermint 来达成共识，允许用户质押 $TIA（网络的原生代币）以获得验证者质押奖励的一部分。尽管 Celestia 能够通过 Tendermint 实现快速最终性，但由于其乐观的架构，实际数据可用性保证需要等待一段时间（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：
- 托管证明。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，例如无法证明他们拥有数据，就会被削减，
- 充分的去中心化。确保各个运营商保持去中心化且不会互相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者，数据服务就成为许多市场参与者愿意参与的一种竞争活动。在这种规模下，串通是极其困难的。
有意思的是，Celestia 的活跃验证者是由质押代币排名前 100 的验证人组成的，未来这个门槛可能会降低。此外，每个验证者都存储整个数据集。 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。在这种情况下，如果足够多的节点是诚实的，则可以重建数据。有关 EigenDA 的更多详细信息，可以通过 Sreeram 的最新推文查看。
总结一下，Avail 对主要数据可用性层的核心构成做了对比 。
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数据可用性。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。
Celestia 团队认为，代币对于安全性非常代币必要，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。 Celestia 的 Nick White 在这里提出了对 EigenDA 的批判：保留数据的重新验证器不会被削减，除非源链被分叉，由于这是以太坊，这是极不可能的。
就品牌而言，EigenDA 是非常符合以太坊的产品。 EigenLayer 团队在构建时考虑了 EIP-4844 和 danksharding，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，但其他数据可用性“层”实际上是区块链本身。
将数据可用性层打包到区块链中确实会给在其上原生运行的 Rollup 带来明显的好处，主要体现在安全保证方面。然而，Sreeram 提到，他的团队构建 EigenDA 的目标是创建一款能够为以太坊生态系统提供数据可用性服务的产品，符合以太坊生态系统的真正“层”。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 中雄辩地解释了这一点最近的无银行事件.)
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 最近推出了节点冲突战役以及激励测试网，允许用户运行验证器和轻客户端并在网络挑战中竞争。
Celestia 的生态系统 由 Rollup 即服务提供商、共享排序器、跨链基础设施等组成，涵盖以太坊、以太坊 Rollup、Cosmos 和 Osmosis 等生态系统。
所以这些设计，无论是技术方面还是营销方面，都进行了一定的权衡。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，也可能存在寡头垄断式市场，项目会选择最适合其需求的数据可用性层。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 Rollup 按预期爆炸式增长，他们会毫不犹豫地集成数据源可用性层，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 将在未来几个月内启动主网。然而，迄今为止模块化主义的技术进步是非凡的（其中许多概念在几年前只是想法！）。通过从本质上改进我们构建和使用区块链的方式，数据可用性层无疑将成为现在及以后的核心技术之一。
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