數據可用性:Layer擴容的關鍵挑戰

以太坊生態系統中,數據可用性問題正引發廣泛討論。某知名研究員曾表示,不使用以太坊獲得數據可用性就不應被視爲L2。若按此標準,許多當前被認爲是L2的項目可能需要重新定義。那麼,數據可用性究竟是什麼?L2面臨哪些數據可用性挑戰?爲何這個話題存在如此多爭議?本文將聚焦這些問題,試圖揭開數據可用性的神祕面紗。

數據可用性的本質

簡而言之,數據可用性指區塊生產者將區塊的所有交易數據發布到網路中,使驗證者能夠下載。如果區塊生產者發布了完整數據並允許驗證者下載,則數據被認爲是可用的;如果隱瞞部分數據導致驗證者無法下載完整信息,則數據被視爲不可用。

值得注意的是,數據可用性與數據可檢索性是兩個不同的概念:

• 數據可用性關注的是新區塊生產後、尚未通過共識添加到區塊鏈之前的階段。它與新發布數據能否通過共識有關,而非歷史數據。

• 數據可檢索性則涉及數據已通過共識並永久存儲在區塊鏈後的階段,即檢索歷史數據的能力。在以太坊網路中,存儲所有歷史數據的節點被稱爲歸檔節點。

有觀點認爲,"數據可用性"這一術語容易引起誤解,建議改爲"數據發布"可能更準確。

L2的數據可用性挑戰

雖然數據可用性概念源自以太坊,但當前我們更關注L2層面的數據可用性問題。在L2中,排序器(Sequencer)作爲區塊生產者,需要發布足夠的交易數據,以便驗證者能夠檢查交易有效性。

這一過程面臨兩大挑戰:

1. 確保驗證機制安全進行
2. 降低發布數據的成本

驗證機制安全性

不同類型的L2採用不同驗證方式:

• OP Rollup使用欺詐證明:如果排序器不發布完整可重溯的數據,挑戰者將無法發起有效挑戰。

• ZK Rollup使用有效性證明:雖然證明本身不需要數據可用性,但ZK Rollup整體仍需要數據可用性。缺乏可重溯數據,用戶將無法知曉餘額,可能導致資產損失。

爲確保驗證安全,目前L2排序器通常將狀態數據和交易數據發布在以太坊上,依靠其進行結算並獲得數據可用性。因此,數據可用性層實際上是L2發布交易數據的地方,主流L2大多將以太坊作爲數據可用性層。

降低數據發布成本

當前L2將數據可用性和結算都依賴以太坊,雖然安全性有保障,但成本巨大。用戶支付給L2的Gas費主要由兩部分組成:L2執行交易的Gas和L2向L1提交數據的Gas。後者佔據主要部分,其中保證數據可用性的交易數據發布成本最高。

降低成本的方法主要有兩種:

1. 降低在L1上發布數據的成本,如以太坊即將進行的EIP-4844升級。

2. 將數據可用性從L1中剝離,不再使用以太坊作爲數據可用性層。

數據可用性層之爭

模塊化區塊鏈的興起爲數據可用性層帶來了新的思路。模塊化區塊鏈將區塊鏈的核心功能解耦,形成相對獨立的部分,通過專用網路組合來擴展性能。

目前普遍將模塊化區塊鏈分爲四層:執行層、結算層、共識層和數據可用性層。現有L2僅將執行層從以太坊分離,其他功能仍在以太坊上進行。但出於成本考慮,許多L2正準備將數據可用性層也從以太坊剝離。

這一趨勢引發爭議。有觀點認爲,不使用以太坊作爲數據可用性層就不應被視爲Rollup或L2。某知名平台甚至明確表示,不在L1發布數據的擴容方案都不是L2,因爲使用鏈下數據可用性解決方案無法保證運營商會提供發布的數據。

這些觀點表面上是出於安全性考慮,但也可能反映了對以太坊地位可能受到威脅的擔憂。如果L2將數據可用性層也從以太坊剝離,本質上削弱了對以太坊安全性的依賴,可能逐漸遠離以太坊生態系統。

盡管存在爭議,但數據可用性層相關項目仍在蓬勃發展。未來,我們將看到更多創新的數據可用性解決方案湧現,爲區塊鏈擴容提供新的可能性。