Danksharding 提出者為何 diss 乙太坊之外的 DA 層？
作者：Faust，極客 Web3
導語：近日，Danksharding 的提出者、乙太坊基金會的研究員Dankrad Feist在推特上發表了一番頗具爭議的言論。 他明確指出，不採用 ETH 作 DA 層（數據可用性層）的模組化區塊鏈不是 Rollup，同時也不是乙太坊 Layer2。 如果按照 Dankrad 的說法，Arbitrum Nova 和 Immutable X、Mantle 都要從 Layer2 名單里 “除名”，因為它們只在 ETH 之外（自己構建了名為 DAC 的鏈下 DA 網路）披露交易數據。
同時，Dankrad 還表示，像 Plasmas 和狀態通道這種不需要鏈上數據可用性（Data Availability）來確保安全的方案仍算是 Layer2，但 Validium（不用 ETH 作 DA 層的 ZKRollup）不算 Layer2。
Dankrad 此言一出，便引來了諸多 Rollup 領域的 Founder 或 Researcher 質疑。 畢竟有許多「Layer2」項目為了節約成本，並沒有採用 ETH 作為 DA（數據可用性）層，如果把這些專案踢出 L2 名單，必然波及到相當多的擴容網路; 同時，如果 validium 不算 L2，Plasma 應該也沒資格算作 L2。 對此，Dankrad 表示，Plasma 使用者在 DA 不可用時（就是指鏈下的 DA 層網路搞數據扣留，不公開交易數據），仍然可以把自己的資產安全撤出至 L1; 但相同的情況下，Validium（大多數採用 StarkEx 方案的專案都是 validium）卻可以讓用戶無法撤資至 L1，把錢凍住。
显然，Dankrad 打算从 “是否安全” 来界定一个扩容项目是否为以太坊 Layer2。如果从 “安全性” 的角度来考量，Validium 在定序器故障 + DA 层发动数据扣留攻击 (隐瞒新数据) 的极端情况下，的确可以把用户资产冻结在 L2 无法提到 L1；Plasma 因在设计上与 Validium 不同，虽然多数时候安全保障不及 Validium，但在定序器故障 + DA 层发动数据扣留攻击 (隐瞒新数据) 时，却允许用户把资产安全撤离至 L1。所以 Dankrad 的说辞不无道理。
本文打算從 Dankrad 的視角出發，通過對 Layer2 的細節作進一步分析，來深入理解為何 Validium 不是嚴格意義上的 “Layer2”。 到底怎麼定義 Layer2？
按照 ethereum.org 網站和多數乙太坊社區成員的定義，Layer2 是 “給乙太坊擴容+繼承乙太坊安全性 的獨立區塊鏈”。 首先，“給乙太坊擴容” 就是指分流乙太坊無法承載的流量，分擔 TPS 方面的壓力。 而「繼承乙太坊安全性」，其實可以轉譯為 「借助乙太坊保障自身安全性」。。
比如，Layer2 上所有的交易 Tx 都要在 ETH 上完成最終結算 Finalize，數據有錯誤的 Tx 不會被放行; 如果要回滾 Layer2 的區塊，要先回滾乙太坊區塊，只要乙太坊主網不發生類似 51% 攻擊的區塊回滾，L2 區塊就不會回滾。
如果我們更進一步探討 Layer2 的安全性，其實還要考慮許多極端情況。 比如，如果 L2 專案方跑路、定序器 Sequencer 故障、鏈下 DA 層掛掉，在這些極端事件發生時，使用者能否把自己在 L2 上的資金安全撤出到 L1 上？
Layer2 的「強制提款」機制
不考慮 L2 合約升級/多簽隱患等因素，其實如 Arbitrum 或 StarkEx 都有為使用者設置強制提款的出口。 假設 L2 的定序器發動審查攻擊，故意拒絕使用者的交易/提款請求，或乾脆永久宕機，Arbitrum 使用者可以調用 L1 上 Sequencer Inbox 合約的 force Inclusion 函數，將交易數據直接提交至 L1; 如果在 24 小時內，定序器沒有處理這筆需要「強制包含」的交易/提款，該交易會被直接包含進 Rollup 帳本的交易序列中，這就為 L2 用戶創造了一個可強制提款的「安全出口」。。
相比之下，有逃生艙 Escape Hetch 機制的 StarkEx 方案要有過之無不及。 如果 L2 使用者在 L1 提交的 Forced Withdrawal 請求在 7 天視窗期結束時，未得到定序器回應，則該使用者可以調用 freeze Request 功能讓 L2 進入凍結期。 此時，L2 定序器將無法在 L1 上更新 L2 的狀態，L2 狀態凍結後要過 1 年才能解凍。
L2 状态冻结后，用户可以构造与当前状态相关的 Merkle Proof，证明自己在 L2 上有 XX 数额的资金，通过 L1 上的逃生舱 Escape Hetch 相关合约来提款。这便是 StarkEx 方案所提供的 “全额提款” 服务。即便 L2 项目方没了，定序器永久故障了，用户还是有办法把资金撤出 L2。
但这里存在一个问题：用 StarkEx 方案的 L2 大多是 Validium（比如 Immutable X 和 ApeX），并不会把 DA 所需的数据发布到 ETH，构造当前 L2 状态树的信息都存在链下。如果用户无法在链下获取构造 Merkle Proof 的数据（比如链下 DA 层发动数据扣留攻击），是无法通过逃生舱来提款的。
至此，文章开头提到的 Dankrad 认为 Validium 不安全的原因，其实很明确了：因为 Validium 不像 Rollup 一样把 DA 的数据发到链上，所以用户可能无法构造出 “强制提款” 所需的 Merkle Proof。
Validium 和 Plasma 在发生数据扣留攻击时的区别
事实上，Validium 的定序器只在 L1 链上发布 L2 最新的 Stateroot（状态树的根），再提交一个 Validity Proof（ZK Proof），证明新的 Stateroot 生成过程涉及的状态转换（用户资金变化），都是正确的。
但单凭 stateroot 无法还原出此刻的状态树 world state trie，也就无法知晓每个 L2 账户的具体状态（包含资金余额），L2 用户就无法构造对应当前合法 Stateroot 的 Merkle Proof。这便是 Validium 不利的地方。
这里必须要强调下 DAC 这个东西。Validium 的 DA 所涉数据，比如定序器最新处理的一批交易，会同步给名为数据可用性委员会 DAC（Data Availability Committee）的 L2 专属 DA 网络，DAC 由多台节点服务器构成，一般由 L2 官方和社区成员或其他单位负责运行和监督（但这只是表面上的，实际上 DAC 成员都有谁，外界很难查证）。
有意思的地方在于，Validium 的 DAC 成员需要频繁在 L1 提交多签，证明 L2 定序器在 L1 提交的新 Stateroot 和 Validity Proof，与 DAC 同步到的 DA 数据能对上号。DAC 的多签提交后，新的 Stateroot 和 Validity Proof 才会被认为是合法的。
目前 Immutable X 的 DAC 采用 5/7 多签，dYdX 虽然是 ZKRollup，但也有 DAC，用的是 1/2 多签。（dYdX 只在 L1 发布 State diff 即状态变化，而非完整交易数据。但获取了历史记录里的 State diff，就可以还原全部 L2 地址的资产余额，此时就可以构造 Merkle Proof 来全额提款）。
Dankrad 的观点不无道理。Validium 的 DAC 成员如果合谋，发起数据扣留攻击，不让其他 L2 节点同步此刻的最新数据，并且更新此刻 L2 的合法 Stateroot，用户无法构造此刻合法 root 对应的 Merkle Proof 来提款（因为此刻往后的 DA 数据不可用了，可用的是以前的 DA 数据）。
但 Dankrad 考慮的只是理論上的極端情況，現實中大多數 Validium 定序器都會即時的把新處理的交易數據廣播給其他 L2 節點，其中不乏誠實節點。 只要有 1 個誠實節點能夠及時獲取 DA 數據，使用者就可以從 L2 全身而退。
可理論上存在於 Validium 身上的問題，為何不存在於 Plasma 身上？ 這是因為 Plasma 判定合法 Stateroot 的方式，和 Validium 不同，有欺詐證明視窗期的緣故。 Plasma 是 OPRollup 之前的 L2 擴容方案，與 OPR 一樣靠欺詐證明保證 L2 的安全。
Plasma 與 OPR 一樣有視窗期的設定，定序器發佈的新 stateroot 不會立刻判定為合法，要等視窗期 close 且沒有 L2 節點發佈欺詐證明。 所以 Plasma 和 OPR 的當前合法 Stateroot，都是幾天以前提交的（這就好比我們看到的星光，其實都是很久以前發出的），而使用者往往可以獲取過去時刻的 DA 數據。
同時，欺詐證明機制能在此刻生效的前提，是此刻 L2 的 DA 可用，也即 Plasma 的 Verifier 節點可以獲取此刻的 DA 所涉數據，這樣才能生成此刻的欺詐證明（如果有必要的話）。
那麼一切都很簡單了：Plasma 正常工作的前提是此刻 L2 的 DA 數據可用。 如果從此刻開始，L2 的 DA 不可用了，使用者能安全撤資嗎？
這個問題不難分析，假設 Plasma 的視窗期是 7 天，如果從某個時間點 T0 開始，新的 DA 數據就不可用（DAC 發動數據扣留攻擊，不讓誠實的 L2 節點獲取 T0 往後的數據）。 因為 T0 及此後一段時間內的合法 Stateroot，是 T0 時刻前提交的，而 T0 時刻前的歷史數據可追溯，所以使用者可以構造 Merkle Proof 來強制提款。
即便很多人無法立刻察覺異常，但因為有視窗期存在（OP 是 7 天），只要 T0 時刻提交的 Stateroot 還未合法化，且 T0 之前的 DA 數據可追溯，使用者就可以把錢安全撤出 L2。
總結
至此我們大致可以理清楚 Validium 和 Plasma 在安全性上的區別：
Validium 的定序器發佈 Stateroot 後，只要立刻發佈 Validity Proof 和 DAC 多簽，就可以使其合法，成為最新的合法 Stateroot; 如果使用者和誠實 L2 節點遭遇數據扣留攻擊，無法構造當前合法 Stateroot 對應的 Merkle Proof，就無法提款到 L1。
而 Plasma 提交新的 Stateroot 後，要等視窗期結束才能合法，此時的合法 Stateroot 是過去提交的。 因為有視窗期（ARB 是 3 天，OP 是 7 天）存在，即便新提交的 Stateroot 的 DA 數據不可用，使用者也有當前合法 Stateroot 的 DA 數據（合法 root 是過去提交的），有足夠的時間強制提款到 L1。
所以，Dankrad 說的話有道理。 當發生數據扣留攻擊時，Validium 存在把用戶資產困在 L2 的可能，但 Plasma 並不存在這個問題。 （下圖中 Dankrad 說的有一點不對，Plasma 應該不允許構造過時的合法 Stateroot 對應的默克爾證明來提款，因為這會導致雙重支付）
所以，鏈下 DA 層的數據扣留攻擊會造成許多安全隱患，但 Celestia 嘗試解決的正是這個問題。 此外，因為大多數 Layer2 專案都會提供讓 L2 節點與定序器保持鏈下同步的服務埠，所以 Dankrad 的憂慮其實往往只是理論上的，而不是現實中的。
如果我們用雞蛋裡挑骨頭的態度，再提出更極端的假設：所有的 Plasma 鏈下節點都不可用了，那麼那些沒跑過 L2 節點的普通使用者都無法強制提款到 L1。 但這種事情發生的概率，等價於一條公鏈的所有節點集體永久性宕機的概率，可能永遠不會發生。
所以，很多時候，大家只是在談論一些根本就不會發生的事情。 正如美劇《切爾諾貝利》里克格勃副主席對主角說的那段金句：“為何要擔心根本就不會發生的事情呢？”
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