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

数据可用性(DA)项目近期如雨后春笋般出现,其中竞争实力较强的包括Celestia、EigenLayer、Avail、NearDA和Covalent等。

根据分析,DA的核心技术门槛并不高。最简单的方案只需单机就可实现DA,最复杂如Celestia采用抽样模式实现去中心化。简而言之,DA就是存储,且成本较高。如果不严格要求以太坊级别的安全性,选择哪家DA服务主要取决于成本和安全性的权衡。

使用DA层的关键原则是:价值越高的服务,DA应尽可能安全。

本报告将分析Data Availability War的背景、生态和未来展望,包括Vitalik对DA的看法、各DA项目的梳理等。基于对DA赛道的全面分析,我们认为未来DA格局可能呈现分散化,市场上7-8家主要DA服务商可能就足以满足需求。

1. 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,使验证者能够下载。如果区块生产者发布完整数据并允许验证者下载,则称数据可用;如果隐瞒部分数据导致验证者无法下载完整数据,则称数据不可用。

1.2 DA问题的两个关键点:安全与成本

DA主要涉及以下两个方面:

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

为确保验证安全,目前L2排序器通常将L2的状态数据和交易数据发布在安全性较高的以太坊上,依靠以太坊进行结算并获得数据可用性。

因此,数据可用性层实际上是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高,但成本也很大。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中的成本构成与降本增效方向

DA中一个重要问题是如何降低成本。

要让L2整体更便宜,就需要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。

• 仿照Rollup将交易执行从L1中剥离,将数据可用性也从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DA方案中,Near DA的成本最低,约$0.0016/block。其次是Celestia、EigenLayer、EIP4844等。

3. Vitalik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,Vitalik暗示"以太坊Layer2项目必须在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等项目将被"除名",因为它们只在ETH之外的DAC网络披露交易数据。

Dankrad还表示,Plasmas和状态通道等不需要链上DA来保证安全的方案仍算Layer2,但Validium不算Layer2。

3.2 使用非以太坊作为DA,则是以太坊Validium

随后Vitalik在推特回复中表示"作为validium对许多应用来说是正确选择,使用良好的分布式DA保证系统可以提高validium的实际安全性"。

他认为作为rollup的核心是无条件的安全保证:即使所有人都与你为敌,你也能取出资产。如果数据可用性依赖外部系统,就无法获得这种保证。

3.3 关于ENS与Data availability

V神希望通过ENS来收拢DA的控制力。ENS域名服务定义了一套交互逻辑,用户只需输入短域名就可自动连接ENS智能合约对应的长地址,解决了EOA地址复杂难记的痛点。ENS更指向未来扩展市场的庞大用户流量,尤其是大规模采用的用户群体。而Layer2是以太坊扩展并吸纳大流量的未来。

V神认为若ENS域名解析方案不能覆盖Layer2,只停留在以太坊主网,很难打开想象空间。V神在推特中强调ENS的重要性,"它需要负担得起!"。ENS自然会考虑面向Layer2提供完整的数据解析方案,使用户可直接在Layer2上进行域名解析和数据查找,减少对各自Layer2偏中心化网关的依赖。

要在Layer2上正常使用ENS域名,前提是调用并验证以太坊主网上的全局数据。这意味着要享受ENS服务必须采用正统的以太坊Data Availability能力,而那些基于OP Stack走捷径且将DA放在Celestia等第三方DA平台上的Layer2就无法兼容ENS了。V神的深层用意是用ENS给Layer2平台定一套可交互操作性规范标准,同时收拢DA控制力。

3.4 V神谈Plasma回归

1. Vitalik文章提到,以太坊的2层扩容方案原本有Plasma、Rollup、Validium、Parallel等多种方案,Vitalik期待扩容方向应该均衡发展,适配各类应用场景进行多样化Layer2构建,但现实市场格局是Rollup方案一家独大,且日益内卷。

2. Plasma相当于侧链解决方案,会定期向主网同步默克尔状态数据,是一种数据和计算依赖主网的扩容方案。这样2层可以用非常中心化的方式,且设计非常复杂的账本模型来高效扩展,还能复用主网validator这些系统能力。Vitalik新文章重新提出Plasma,并引导了ZK+Plasma的扩容解决方案,显然又是一次关于Layer2政治的摇旗。

3.5 小结

V神的各种操作总结起来就是:

DA需求过旺,但又不想将市场分给Celestia。先说安全性,又祭出ENS,发现市场不买账,还是有很多人用第三方DA,干脆说使用Validium也算,过几天又翻出旧的Plasma有意引导市场往ZK+Plasma方向探索。从本意上讲,就是要不断将DA市场往以太坊上拉。

4. DA解决方案和各DA项目梳理

4.1 DA解决方案

DA层方案有很多。从大方向分,可分为链上和链下两部分。

• 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。意味着以太坊未来将作为实时公告板,板上数据公告一段时间后删除,L2必须自己储存所有数据备份。

• 链下解决方案

不再将以太坊当做DA层,寻找更经济的方式获得数据可用性。根据去中心化和安全性不同,可分为Validium、数据可用性委员会(DAC)、Volition、通用型DA方案。

4.2 Celestia

Celestia是模块化公链开山鼻祖,基于Cosmos SDK开发,专注数据可用性。是目前已上线的有竞争力的DA龙头项目。

技术特点:

• 数据可用性采样(DAS)
• 命名空间默克尔树(NMT)

通过两种方式获得收入:

• Rollup使用$TIA支付blob space费用
• 开发人员使用$TIA作为Rollup的gas代币

发展潜力:

• 项目已上线,技术成熟度高
• 潜在丰富空投
• 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合作项目不断增加

4.3 EigenDA

EigenDA是建立在以太坊上利用EigenLayer Restaking构建的去中心化DA服务,将是EigenLayer上首个主动验证服务(AVS)。与Celestia或Avail不同,EigenDA不需要引导新的验证器集,以太坊验证者可自由选择加入。

技术特点:

• 增强以太坊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
• 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可对交易进行高效排序和记录,提供数据存储和可行性验证,支持EVM兼容区块链,允许Rollup直接发布数据到Avail。

• 共识机制:继承自Polkadot SDK的BABE和GRANDPA共识机制
• 去中心化:采用Polkadot的NPoS,支持多达1000个验证节点
• 有效性证明: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,NEAR基金会推出NEAR数据可用性(NEAR DA)层,为ETH rollup和以太坊开发者提供强大、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100kB calldata花费0.0033美元
• 现状: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。

Covalent推出长期DA服务EWM,永久保存以太坊丢弃的L2提交的状态数据。Covalent负责L2状态数据的读取,并将这些数据索引和结构化,整合入其平台的链上数据API服务。

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

4.4.4 zkPorter

zkPorter是zkSync推出的链下数据可用性解决方案,结合zkRollup和分片思想。引入可选的验证器机制,由zkSync代币持有者质押代币来验证和签署区块。

4.5 DA项目对比

技术方面:

| 项目 | 技术特点 | |------|----------| | Celestia | 使用数据可用性抽样方案,采用二维RS纠删码编码方案保证数据可恢复性,让轻节点通过随机抽样获取区块数据,以Optimistic方式提交数据可用性证明 | | Ethereum(Proto-Danksharding) | 同样采用DAS方案和RS纠删码编码方案,证明方式采用KZG承诺方案 | | Avail | 采用DAS方案,实现方式与Proto-Danksharding类似,使用RS纠删码编码方案加KZG多项式承诺 |
| EigenDA | 方案与以太坊Proto-Danksharding出自一脉,使用RS纠删码编码方案加KZG多项式承诺 | | Arbitrum Nova | 采用数据可用性委员会模式,由外部委员会存储提供交易数据,至少6名成员提交BLS签名保证数据可靠性 | | zkPorter | 结合ZK Rollup和分片方式解决数据可用性问题,支持任意多个分片,