数据可用性解决方案概览

在区块链扩容中，Layer 2 (L2) 面临的主要挑战之一是数据可用性 (DA) 问题，这涉及安全性和成本之间的权衡。目前已经出现了链上和链下两种不同的 DA 解决方案。

链上解决方案：Proto-Danksharding

链上解决方案指 L2 继续使用以太坊作为 DA 层，并依靠以太坊来降低数据可用性成本。Proto-Danksharding (EIP-4844) 是以太坊降低 DA 成本的方案，它引入了一种名为 Blob 的新交易格式。L2 上传的交易数据将以 Blob 格式在以太坊共识层上进行非永久存储，为 L2 提供更经济的数据可用性选择。

这意味着以太坊未来将充当一个实时公告板，公告板上的数据将在一段时间后删除，L2 需要自行存储所有数据的备份。Proto-Danksharding 预计将在今年年底的以太坊坎昆升级中上线。

链下解决方案

链下解决方案不再将以太坊作为 DA 层，而是寻求更经济的方式来获得数据可用性。根据去中心化程度和安全性的不同，链下解决方案可分为四类：

Validium

Validium 是一种高度中心化的 DA 方案。在这种模式下，交易数据由中心化运营商管理并发布到链下。虽然这种方式能够最大程度地保护交易方隐私并将 DA 成本降至最低，但也存在较高风险。如果链下运营商出现故障或恶意行为，用户资金可能无法找回。

数据可用性委员会 (DAC)

为降低单一运营商带来的单点故障风险，Validium 通常与 DAC 配套使用。DAC 类似于联盟链，由多个受信任的节点成员组成。这些成员会保存交易数据副本，并在运营商出现问题时公开数据，方便用户提取资金。

DAC 运行成本相对较低，但从安全角度看，小型 DAC (8-10人) 仍然容易发生私钥被盗或集体恶意行为，可能导致链上资金被冻结或窃取。

Volition

Volition 是一种混合模式，允许用户自行选择单个交易的数据是发布在链上还是链下。例如，在采用此模式的某 DEX 中，用户可以控制多个账户，需要交易时将资产转移到链下数据账户进行频繁且低成本的交易，交易结束后再将资产转回链上数据账户。

相比单纯的 Validium，Volition 可以继承部分以太坊的安全性。

通用型 DA 方案

除了以太坊语境下的链下 DA 解决方案，还有一类通用型 DA 方案，它们不仅可以为以太坊的 L2 提供数据可用性，还能服务于更多的链和项目。这类方案包括 EigenDA、Celestia、Avail 等。

通用型 DA 方案的技术实现各不相同，但总体思路都是增强数据可用性的安全性，以达到公链级安全。它们拥有自己的验证节点、区块生产者和共识机制，但没有智能合约功能。

DA 层项目介绍

在模块化区块链的发展中，以太坊几乎占据了共识层和结算层 90% 的份额，执行层经过激烈竞争后初步形成"四足鼎立"格局。而数据可用性 (DA) 层仍处于起步阶段，以下介绍几个较热门的 DA 层项目：

StarkEx

StarkEx 是由 StarkWare 团队研发的框架，为特定应用程序提供扩容解决方案，同时也提供数据可用性方案。StarkEx 具有三种数据可用性模式：链上、Validium 和 Volition。与纯粹的 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 提供数据可用性的项目包括 dYdX v3、Immutable、Sorare、DeversiFi 等。

zkPorter

zkPorter 是由 zkSync 的研发团队 Matter Labs 于 2021 年 4 月提出的链下 DA 解决方案。它是一条专门供 L2 发布交易数据的独立链，通过 PoS 共识机制维护安全。zkSync 代币持有者可以质押代币成为 zkPorter 的守护者（Guardians）来验证和签名区块。

Matter Labs 设想中，zkPorter 上的账户可以与 ZK Rollup（zkSync Era）上的账户或合约无缝交互。从用户角度看，可能唯一明显的区别是 zkPorter 账户的费用会便宜很多。

值得注意的是，虽然 zkPorter 几年前就已提出，但目前仍未有明显进展，Matter Labs 也没有披露任何关于 zkPorter 测试网及开发进度的信息。

EigenDA

EigenDA 是基于 EigenLayer 开发的 DA 层项目。与通用型 DA 项目 Celestia、Avail 不同，EigenDA 是一个中间件，没有自己的共识机制，其安全性通过 EigenLayer 的以太坊验证者再质押模式获得。

EigenDA 是 EigenLayer 上的第一个主动验证服务 (AVS)。再质押者将 ETH 重新质押进 EigenDA 执行数据验证服务以获得报酬，买方（L2）将数据发布到 EigenDA 从而获得更低的交易成本和更高的 TPS。

虽然 EigenDA 还未上线测试网，但已有多个团队计划将其集成到 L2 中，如 Mantle、Layer N、Offshore 等。

Celestia

Celestia 是一条通用型的 DA 公链，拥有自己的验证节点和 PoS 共识机制。虽然相比其他链下 DA 解决方案成本更高，但安全性显著提升。

Celestium 是一条以太坊 L2 链，它使用 Celestia 作为 DA 层，并将以太坊作为结算与共识层。Celestium 实现数据可用性的方式如下：

1. Celestium 将证明数据上传到以太坊，但将交易数据发布到 Celestia；
2. Celestia 的验证节点对数据可用性证明签名后发送到部署在以太坊上的 DA Bridge Contract 进行验证并存储；
3. 以太坊上的 L2 合约可以随时访问这些数据。

Celestia 已完成两轮融资，2021 年 3 月的种子轮融资 150 万美元，2022 年 10 月的第二轮融资 5500 万美元，多个知名 VC 参投。

Celestia 最近宣布的空投计划再次引起了人们对模块化区块链和 DA 层赛道的关注。根据官方说明，Celestia 将向 7579 名开发者和 576653 个链上地址空投 TIA（Celestia 的原生资产）。

Avail

Avail 最初是 Polygon Labs 在 2020 年创立的解决数据可用性问题的项目，今年 3 月从 Polygon 中独立出来，作为一条独立的 DA 公链运行，不再局限于 Polygon 或以太坊。

技术上，Avail 比 Celestia 更复杂一些，主网预计在 2024 年第一季度上线，目前只有测试网。Avail 测试网现已进行到第二阶段，用户可以通过多种方式参与：

1. 代币获取：用户可以获取 AVL 测试网代币来探索质押和提名功能；
2. 区块链开发：用户可以自由开发与 Avail 集成的模块化区块链应用程序或链；
3. 网络角色：用户可以选择作为验证者或轻客户端加入测试网，促进数据验证过程。

Avail 目前有测试网激励活动"Clash of Nodes Challenges"，但仅运行节点无法获得积分，需要申请成为 Validator 才能获得积分，申请过程较为困难。普通用户现阶段可以等待新任务的发布。

总结与思考

Vitalik 在 2022 年展示的以太坊未来路线图中，清晰地表明继 The Merge 后，以太坊的下一阶段 The Surge 重点是通过 EIP-4844 为 L2 进一步降低发布数据成本。这意味着以太坊希望只分离执行层，而继续保持 DA 层、结算层及共识层的功能。

这也解释了为什么 EIP-4844 提案者及 L2BEAT 不倾向于承认使用链下 DA 解决方案的扩容项目是 L2。

待坎昆升级正式完成后，这些链下 DA 层项目（特别是 DA 公链）可能将直接面临与以太坊的业务竞争。届时，除了主打更低成本外，它们如何提升自身竞争力将是一个关键问题。

Celestia 选择在此时发币激励开发者和链上活跃地址，或许也有抢占先机、笼络人心的战略考量。对用户而言，未来 DA 层的竞争中是否会出现像 Optimism、Arbitrum 那样的重要项目值得期待。