什么是数据可用性?
数据可用性是指区块生产者将区块的所有交易数据发布到网络中,以便验证者可以进行下载。若区块生产者发布了完整数据且验证者能够下载,则数据被视为可用;若其隐瞒部分数据导致验证者无法获取完整信息,则数据不可用。
数据可用性包含两个核心维度:确保验证机制的安全性与降低数据发布成本。
数据可用性的核心挑战
安全性保障
为确保验证过程安全,当前主流 Layer2 排序器普遍将状态数据与交易数据发布在安全性较高的以太坊上,依赖以太坊进行结算并获取数据可用性。因此,数据可用性层实质上成为 Layer2 发布交易数据的场所,而以太坊已成为主流 Layer2 的数据可用性层。
成本优化
Layer2 将数据可用性与结算均置于以太坊,虽获得高安全性,但也承担了高昂成本。如何降低数据发布成本成为 Layer2 面临的第二大关键问题。
成本构成与降本方向
降低数据发布成本主要有两种路径:
- 降低在 Layer1 发布数据的成本,例如以太坊的 EIP-4844 升级;
- 将数据可用性从 Layer1 剥离,仿照 Rollup 将交易执行外包,即不再使用以太坊作为数据可用性层。
目前各方案中,Near DA 成本最低(约 $0.0016/区块),其次是 Celestia、EigenLayer 和 EIP-4844 等。
核心项目技术解析
Celestia:模块化公链先驱
Celestia 基于 Cosmos SDK 开发,专注数据可用性领域,是主网上线的竞争龙头。
技术特点:
- 数据可用性采样:轻节点无需下载整个区块即可验证数据可用性,通过二维 RS 纠删码编码实现随机采样;
- 命名空间默克尔树:将区块数据按应用划分命名空间,提升各应用数据下载效率。
盈利模式:
- Rollup 项目支付 $TIA 以使用 Blob 空间;
- 开发者使用 $TIA 作为 Rollup 的 Gas 代币。
生态优势:
- 技术成熟度高,主网已上线;
- 空投潜力大,众多项目向 $TIA 质押者空投代币;
- 合作广泛,涵盖跨链桥、结算层、DeFi、游戏与排序器等。
EigenDA:以太坊生态的再质押方案
EigenDA 基于 EigenLayer 构建,是以太坊上的去中心化数据可用性服务,其首款主动验证服务(AVS)。
技术特点:
- 增强以太坊 DA 能力:利用 Blob 区块与 KZG 承诺,由 EigenDA 节点提供保证;
- 无独立共识机制:节点由以太坊验证者子集组成,通过重新质押 ETH 参与;
- 托管证明机制:采用证明验证节点数据存储,替代数据可用性采样。
生态合作:
- 已集成 Celo、Mantle、Fluent 等多个 Layer2;
- 依托 EigenLayer 生态,涵盖排序器、跨链桥与预言机等。
其他新兴项目
Avail:
- 基于 Polkadot SDK 的 BABE 与 GRANDPA 共识;
- 采用提名权益证明(NPoS)支持多达 1000 个验证节点;
- 主网尚未上线。
Near DA:
- 继承 Near 网络安全性;
- 成本极低,100kB 调用数据仅需 $0.0033;
- 已与 Polygon CDK 集成。
Covalent:
- 提供区块链数据标准化查询服务;
- 推出长期数据存储方案 EWM,永久保存以太坊丢弃的 Layer2 数据;
- 支持超 200 条区块链,计划扩展至 1000 条。
zkPorter:
- zkSync 推出的链下数据可用性方案;
- 结合 ZK Rollup 与分片技术,支持多分片自定义数据可用性方案。
技术方案对比
主流技术:
数据可用性采样(DAS)加 KZG 多项式承诺成为最主流方案,兼顾节点成本与证明效率。
去中心化程度:
- 以太坊 Danksharding 与 Celestia 去中心化程度最高,依赖抽样技术降低节点要求;
- EigenDA 次之,节点为以太坊验证者子集;
- Near DA 等其他项目去中心化程度取决于其底层协议。
开发进展:
- Celestia 技术成熟度高,主网已上线;
- EigenDA 与 Avail 仍处于发展初期;
- 以太坊坎昆升级后,Celestia 将直面以太坊的竞争。
模块化区块链与数据可用性
数据可用性层并非新概念,而是伴随区块链扩容需求抽象出来的功能层。模块化区块链将单体链的解耦执行、数据可用性、共识与结算四层,实现更高效的分工协作。
Celestia 率先提出模块化概念,推动区块链向专业化方向发展。模块化并非绝对优势,但为区块链演化提供了更多可能性。
未来发展趋势
模块化组合的多样性
以以太坊生态为例,未来模块化区块链的可能性数量为:
执行层方案数 × 结算层方案数 × 数据可用性层方案数
数据可用性层的分散化
数据可用性层将呈现分散化趋势。抽样去中心化方案具备网络效应,最终可能仅存少数几家;而其他形式的 DA 方案数量无限制。选择依据将是安全性与成本间的权衡:价值越高服务,越需高安全 DA。
以太坊的演进方向
以太坊可能在未来升级中专设数据可用性层,或推出类似分片链的专用数据存储链。具体方向取决于技术发展与实际需求。
常见问题
数据可用性的核心作用是什么?
数据可用性确保验证者能够访问完整交易数据,是区块链安全验证的基础。缺乏数据可用性将导致验证失败,威胁网络安全性。
主流数据可用性方案有哪些?
主要包括链上方案(如以太坊 EIP-4844)与链下方案(如 Celestia、EigenDA、Validium 等)。链下方案进一步分为去中心化采样与委员会模式等。
如何选择合适的数据可用性层?
需权衡安全性、成本与去中心化程度。高价值应用应优先选择高安全方案;成本敏感型项目可考虑第三方 DA 以降低开销。
模块化区块链是未来趋势吗?
模块化通过解耦功能层提升效率,但并非适用于所有场景。其优势在于专业化分工,为不同应用提供灵活架构选择。
以太坊如何应对数据可用性竞争?
以太坊通过升级增强原生数据可用性能力(如 Blob 存储),同时依托生态项目(如 EigenDA)巩固其地位。未来可能进一步专设 DA 层以提升竞争力。