數據可用性解決方案概覽

在區塊鏈擴容中，Layer (L2) 面臨的主要挑戰之一是數據可用性 (DA) 問題，這涉及安全性和成本之間的權衡。目前已經出現了鏈上和鏈下兩種不同的 DA 解決方案。

鏈上解決方案：Proto-danksharding

鏈上解決方案指 L2 繼續使用以太坊作爲 DA 層，並依靠以太坊來降低數據可用性成本。Proto-danksharding (EIP-4844) 是以太坊降低 DA 成本的方案，它引入了一種名爲 Blob 的新交易格式。L2 上傳的交易數據將以 Blob 格式在以太坊共識層上進行非永久存儲，爲 L2 提供更經濟的數據可用性選擇。

這意味着以太坊未來將充當一個實時公告板，公告板上的數據將在一段時間後刪除，L2 需要自行存儲所有數據的備份。Proto-danksharding 預計將在今年年底的以太坊坎昆升級中上線。

鏈下解決方案

鏈下解決方案不再將以太坊作爲 DA 層，而是尋求更經濟的方式來獲得數據可用性。根據去中心化程度和安全性的不同，鏈下解決方案可分爲四類：

Validium

Validium 是一種高度中心化的 DA 方案。在這種模式下，交易數據由中心化運營商管理並發布到鏈下。雖然這種方式能夠最大程度地保護交易方隱私並將 DA 成本降至最低，但也存在較高風險。如果鏈下運營商出現故障或惡意行爲，用戶資金可能無法找回。

數據可用性委員會 (DAC)

爲降低單一運營商帶來的單點故障風險，Validium 通常與 DAC 配套使用。DAC 類似於聯盟鏈，由多個受信任的節點成員組成。這些成員會保存交易數據副本，並在運營商出現問題時公開數據，方便用戶提取資金。

DAC 運行成本相對較低，但從安全角度看，小型 DAC (8-10人) 仍然容易發生私鑰被盜或集體惡意行爲，可能導致鏈上資金被凍結或竊取。

Volition

Volition 是一種混合模式，允許用戶自行選擇單個交易的數據是發布在鏈上還是鏈下。例如，在採用此模式的某 DEX 中，用戶可以控制多個帳戶，需要交易時將資產轉移到鏈下數據帳戶進行頻繁且低成本的交易，交易結束後再將資產轉回鏈上數據帳戶。

相比單純的 Validium，Volition 可以繼承部分以太坊的安全性。

通用型 DA 方案

除了以太坊語境下的鏈下 DA 解決方案，還有一類通用型 DA 方案，它們不僅可以爲以太坊的 L2 提供數據可用性，還能服務於更多的鏈和項目。這類方案包括 EigenDA、Celestia、Avail 等。

通用型 DA 方案的技術實現各不相同，但總體思路都是增強數據可用性的安全性，以達到公鏈級安全。它們擁有自己的驗證節點、區塊生產者和共識機制，但沒有智能合約功能。

DA 層項目介紹

在模塊化區塊鏈的發展中，以太坊幾乎佔據了共識層和結算層 90% 的份額，執行層經過激烈競爭後初步形成"四足鼎立"格局。而數據可用性 (DA) 層仍處於起步階段，以下介紹幾個較熱門的 DA 層項目：

StarkEx

StarkEx 是由 StarkWare 團隊研發的框架，爲特定應用程序提供擴容解決方案，同時也提供數據可用性方案。StarkEx 具有三種數據可用性模式：鏈上、Validium 和 Volition。與純粹的 Validium 不同，StarkEx 提供的 Validium 方案融合了 DAC 以提高安全性。

目前使用 StarkEx 提供數據可用性的項目包括 dYdX v3、Immutable、Sorare、DeversiFi 等。

zkPorter

zkPorter 是由 zkSync 的研發團隊 Matter Labs 於 2021 年 4 月提出的鏈下 DA 解決方案。它是一條專門供 L2 發布交易數據的獨立鏈，通過 PoS 共識機制維護安全。zkSync 代幣持有者可以質押代幣成爲 zkPorter 的守護者（Guardians）來驗證和籤名區塊。

Matter Labs 設想中，zkPorter 上的帳戶可以與 ZK Rollup（zkSync Era）上的帳戶或合約無縫交互。從用戶角度看，可能唯一明顯的區別是 zkPorter 帳戶的費用會便宜很多。

值得注意的是，雖然 zkPorter 幾年前就已提出，但目前仍未有明顯進展，Matter Labs 也沒有披露任何關於 zkPorter 測試網及開發進度的信息。

EigenDA

EigenDA 是基於 EigenLayer 開發的 DA 層項目。與通用型 DA 項目 Celestia、Avail 不同，EigenDA 是一個中間件，沒有自己的共識機制，其安全性通過 EigenLayer 的以太坊驗證者再質押模式獲得。

EigenDA 是 EigenLayer 上的第一個主動驗證服務 (AVS)。再質押者將 ETH 重新質押進 EigenDA 執行數據驗證服務以獲得報酬，買方（L2）將數據發布到 EigenDA 從而獲得更低的交易成本和更高的 TPS。

雖然 EigenDA 還未上線測試網，但已有多個團隊計劃將其集成到 L2 中，如 Mantle、Layer N、Offshore 等。

Celestia

Celestia 是一條通用型的 DA 公鏈，擁有自己的驗證節點和 PoS 共識機制。雖然相比其他鏈下 DA 解決方案成本更高，但安全性顯著提升。

Celestium 是一條以太坊 L2 鏈，它使用 Celestia 作爲 DA 層，並將以太坊作爲結算與共識層。Celestium 實現數據可用性的方式如下：

1. Celestium 將證明數據上傳到以太坊，但將交易數據發布到 Celestia；
2. Celestia 的驗證節點對數據可用性證明籤名後發送到部署在以太坊上的 DA Bridge Contract 進行驗證並存儲；
3. 以太坊上的 L2 合約可以隨時訪問這些數據。

Celestia 已完成兩輪融資，2021 年 3 月的種子輪融資 150 萬美元，2022 年 10 月的第二輪融資 5500 萬美元，多個知名 VC 參投。

Celestia 最近宣布的空投計劃再次引起了人們對模塊化區塊鏈和 DA 層賽道的關注。根據官方說明，Celestia 將向 7579 名開發者和 576653 個鏈上地址空投 TIA（Celestia 的原生資產）。

Avail

Avail 最初是 Polygon Labs 在 2020 年創立的解決數據可用性問題的項目，今年 3 月從 Polygon 中獨立出來，作爲一條獨立的 DA 公鏈運行，不再局限於 Polygon 或以太坊。

技術上，Avail 比 Celestia 更復雜一些，主網預計在 2024 年第一季度上線，目前只有測試網。Avail 測試網現已進行到第二階段，用戶可以通過多種方式參與：

1. 代幣獲取：用戶可以獲取 AVL 測試網代幣來探索質押和提名功能；
2. 區塊鏈開發：用戶可以自由開發與 Avail 集成的模塊化區塊鏈應用程序或鏈；
3. 網路角色：用戶可以選擇作爲驗證者或輕客戶端加入測試網，促進數據驗證過程。

Avail 目前有測試網激勵活動"Clash of Nodes Challenges"，但僅運行節點無法獲得積分，需要申請成爲 Validator 才能獲得積分，申請過程較爲困難。普通用戶現階段可以等待新任務的發布。

總結與思考

Vitalik 在 2022 年展示的以太坊未來路線圖中，清晰地表明繼 The Merge 後，以太坊的下一階段 The Surge 重點是通過 EIP-4844 爲 L2 進一步降低發布數據成本。這意味着以太坊希望只分離執行層，而繼續保持 DA 層、結算層及共識層的功能。

這也解釋了爲什麼 EIP-4844 提案者及 L2BEAT 不傾向於承認使用鏈下 DA 解決方案的擴容項目是 L2。

待坎昆升級正式完成後，這些鏈下 DA 層項目（特別是 DA 公鏈）可能將直接面臨與以太坊的業務競爭。屆時，除了主打更低成本外，它們如何提升自身競爭力將是一個關鍵問題。

Celestia 選擇在此時發幣激勵開發者和鏈上活躍地址，或許也有搶佔先機、籠絡人心的戰略考量。對用戶而言，未來 DA 層的競爭中是否會出現像 Optimism、Arbitrum 那樣的重要項目值得期待。