原文标题：《On data availability layers》

撰文：Bridget Harris

编译：kaori，BlockBeats

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 层的核心功能是确保链上数据可供所有网络参与者使用和访问。从历史上看，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。这就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 将交易数据发送到以太坊的成本为 1300-1600 美元 /mb）。

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 DA 成本降低高达 99%。

0xngmi 中的 DA 的一个非常恰当的类比

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。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-as-a-service 提供商使部署变得越来越简单。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。统一的 DA 层作为每个网络的基础，会使得资金流变得更加简单，并吸引更广泛的用户群。

Caldera 和其他 RaaS 提供商将使项目能够在构建自定义汇总时选择 DA 层

Avail、EigenDA 和 Celestia 是 DA 生态系统中的主角——每一个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。

在技术架构方面，Avail、Ethereum 和 EigenDA 采用了 KZG 承诺，而 Celestia 则采用欺诈证明以确认区块编码的正确性。生成 KZG 证明，虽然是一种对数据可用性非常严格的方法，却给区块生产者带来了更多的计算开销，尤其是在区块大小增加的情况下。另一方面，Celestia 假设数据可以通过其防欺诈方案隐式获取。作为一种未完成计算「工作」的交换，系统必须等待一段时间以进行欺诈证明争议期，然后节点才能确认该块已准确编码。KZG 证明和欺诈证明都在经历快速的技术进步；它们的权衡可能会变得更加复杂，目前还不清楚哪种机制会严格优于另一种。

对于 Avail 而言，他们采用了 KZG 承诺的架构，使其非常适合 zk 结构。如果 zk 在未来占主导地位，而 Celestia 依赖于乐观欺诈证明，这对 Celestia 可能构成挑战。此外，即使所有全节点都宕机，Avail 的 P2P 轻客户端网络也能够支持该网络；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 在 DAS（分布式存储）下均采用纠删码，将数据分割成碎片，增加冗余，并允许对数据进行重建以进行验证。

与 Celestia 和 Avail 的技术堆栈相比，EigenDA 充分利用了以太坊现有的基础设施。如果需要将数据发送到 Rollup 合约以证明其可用性，EigenDA 将继承与以太坊相同的最终确定时间。如果 Rollup 完全采用 EigenLayer，就能更迅速地实现最终确定。

为了达成共识，Avail 采用了从 Polkadot 的 SDK 继承的 BABE + GRANDPA，同时使用了提名权益证明（NPoS）。NPoS 用于提名一组验证者，委托人希望看到他们当选，而 BABE 规定了谁将提议下一个区块，GRANDPA 则充当了区块最终确定算法。

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：

Proof of custody（监护证明）：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，就会被 slash，例如如果他们无法证明他们拥有数据。

Sufficient decentralization（充分的权力下放）：确保操作者集保持去中心化和抗合谋性对于网络正常运行至关重要。拥有庞大而独立的验证者集，数据的提供变成了一个竞争，许多市场参与者愿意加入。在这个规模下，进行合谋是极其困难的。

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。

最后，Avail 对主要 DA 层的核心组件进行了有益的比较。

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。

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。」

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。

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。