数据可用性解决方案概述

在区块链扩容领域，Layer2(L2)面临的主要挑战之一是数据可用性(DA)问题，需要在安全性和成本之间寻求平衡。目前已经出现了链上和链下两类DA解决方案来应对这一挑战。

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，并通过以太坊自身来降低数据可用性成本。Proto-Danksharding(EIP-4844)是以太坊为降低DA成本而提出的方案。它引入了一种新的交易格式 - Blob，允许L2以Blob格式在以太坊共识层上进行非永久性存储，从而为L2提供更经济的数据可用性选择。

这意味着以太坊将来会充当一个实时公告板的角色，公告板上的数据会在一定时间后被删除，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实装。

链下解决方案

链下解决方案不再将以太坊作为DA层，而是寻求更经济的数据可用性方式。根据去中心化程度和安全性的差异，可以将链下解决方案分为四类：

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限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，用户资金可能无法取回。

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，目前大多数Validium方案都配套使用DAC。DAC类似于一条联盟链，由多个可信节点组成。这些节点会保存交易数据副本，并在运营商出现问题时公开数据，便于用户提取资金。

DAC的运行成本相对较低，但从安全角度看，小规模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盗取。

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。

相比纯粹的Validium，Volition能够部分继承以太坊的安全性。

通用型DA方案

除了以太坊生态下的解决方案，还有一类通用型DA方案，不仅可以为以太坊的L2提供数据可用性，还能服务于更多的区块链和项目。这类方案的总体思路是增强数据可用性的安全性，以达到公链级别的安全水平。它们通常拥有独立的验证节点、区块生产者和共识机制，但没有智能合约功能。

DA层项目概览

在模块化区块链的发展趋势下，以太坊几乎垄断了共识层和结算层，执行层经过激烈竞争后形成了几个主要玩家。而DA层仍处于起步阶段，以下是几个较为热门的DA层项目：

StarkEx

StarkEx是StarkWare团队开发的框架，为特定应用程序提供扩容解决方案，包括数据可用性方案。它提供链上、Validium和Volition三种DA模式，其中Validium方案集成了DAC以提高安全性。目前使用StarkEx提供DA的项目包括dYdX v3、Immutable、Sorare和DeversiFi等。

zkPorter

zkPorter是Matter Labs在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，验证和签名区块。

根据Matter Labs的设想，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，主要区别在于zkPorter账户的费用会大幅降低。

然而，尽管zkPorter概念已提出数年，目前仍未有具体进展，Matter Labs也未披露任何关于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上的首个主动验证服务(AVS)。再质押者将ETH重新质押到EigenDA执行数据验证服务以获得奖励，而买方(L2)将数据发布到EigenDA以获得更低的交易成本和更高的TPS。

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

Celestia

Celestia是一条通用型DA公链，拥有独立的验证节点和PoS共识机制。虽然相比其他链下DA解决方案成本较高，但安全性显著提升。

Celestium是一条使用Celestia作为DA层，并将以太坊作为结算与共识层的以太坑L2链。Celestium的DA实现方式如下：

1. Celestium照常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，包括2021年3月的150万美元种子轮和2022年10月的5500万美元融资，吸引了多家知名VC参与。

今年9月，Celestia宣布了空投计划，将向7579名开发者和576653个链上地址空投TIA(Celestia的原生资产)。这一举措进一步引发了人们对模块化区块链和DA层赛道的关注。

Avail

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

在技术层面，Avail比Celestia更为复杂。其主网预计在2024年第一季度上线，目前处于测试网阶段。Avail测试网已进行到第二阶段，用户可以通过多种方式参与：

• 获取测试网代币AVL，探索质押和提名功能
• 开发与Avail集成的模块化区块链应用或链
• 作为验证者或轻客户端加入测试网，参与数据验证过程

Avail目前正在进行测试网激励活动"Clash of Nodes Challenges"，但仅运行节点无法获得积分，用户需要申请成为Validator才能获得积分，申请过程较为复杂。普通用户可以持续关注新任务的发布。

结语

以太坊未来路线图显示，继The Merge之后，下一阶段The Surge的重点是通过EIP-4844为L2进一步降低发布数据成本。这表明以太坊希望保留DA层、结算层和共识层的功能，只分离执行层。

待坎昆升级完成后，链下DA层项目(尤其是DA公链)可能将直接面临与以太坊的业务竞争。除了主打更低成本外，它们还需要思考如何提升自身竞争力。

Celestia选择在此时发币激励开发者和活跃用户，可能也有抢占先机、笼络人心的战略考量。对用户而言，值得关注DA层竞争中是否会出现类似Optimism、Arbitrum那样的重要项目。