部分 DA 方案,本身就是專用的 L2 或者 L1,甚至 BTC L2 和 如 Near 等 L1 EVM 鏈,以及 EigenLayer 都將 EVM 相容作為重要發展方向,因此 EVM 相容作為相容性的同義詞。
作者:佐爺歪脖山
封面:Photo by Shubham Dhage on Unsplash
- 一切都在模組化,乙太坊自我模組化,比特幣被模組化
- Rollup 發幣之後敘事中止,敘事經濟學遷移至 DA 層/鏈
- 正統性和通用性成為大旗,實際上手續費和發幣才是關鍵
上期視頻已經做好啦:一口氣瞭解並行 EVM 及各公鏈的未來發展格局 https://www.bilibili.com/video/BV1jx4y1y7q6/
以 StarkNet 空投為標誌,乙太坊 Rollup 的競爭也就告終,接下來該聊聊 DA,在我看來,數據可用性(DA,Data Availability)一詞是不完整的表述,缺乏明顯的主謂語,僅僅描述了交易數據傳輸至執行層以外的重要性,其次,DA 機制涉及區塊鏈的基礎運作原理,這部分我在符文文章中以比特幣為例進行過詳述。
乙太坊敘事乏力,DA 中途接棒
模組化是 DA 的前提,乙太坊橫向模組化是分片,縱向模組化是分層,Rollup 負責交易,主網負責 DA 和共識,DA 火熱意味著分層概念已經成為共識,其次是 Rollup 戰事已經終結,之後都是修修補補。
主網的升級計劃已經成為日更事、年更貼,對整體市場信心提振有限,在此背景下,敘事節奏無法從最上層的 Rollup 和最底層的主網展開,能聯動二者的 DA 便成為最佳選擇。
先來補充完整 DA 的表述,數據可用性,狹義上指輕節點,如錢包等如何高效驗證全節點數據的問題,這裡存在兩個前提。
- 前提一:輕節點不下載或者無法下載完整的全節點數據,尤其是在優先考慮用戶體驗時;
- 前提二:全節點數據可能存在造假可能性,無准入機制,無論是 PoS 或 PoW 都可能存在惡意節點。
在比特幣等單體鏈上,這並不是個問題,因為區塊頭已經保存豐富的可驗證資訊,PoW 機制也保證了 51% 算力攻擊只存在理論上的可能性,但是換到模組化鏈上,問題就會變得複雜,交易執行、結算、共識和 DA 不在不同 Layer 上,甚至還有可能不在一條區塊鏈上。
這裡需要注意的是,按照 Vitalik 的說法,數據可用性≠數據檢索≠數據存儲,而是等同於數據在不被篡改的前提下發佈,至於發佈后的存儲和檢索,則不成為 DA 關涉的焦點,兩者的區別在於:
- 數據發佈:乙太坊上輕節點不掌握全部數據前提下,可直接證明交易有效性。
- 數據恢復:對於乙太坊而言,使用乙太坊做 DA 則無需擔憂安全性,因此發佈一詞便可涵蓋,但是 Celestia 們要證明:存在我這裡的數據等效於存放於乙太坊,所以會存在檢索或恢復機制。
從 Vitalik 的視角看,數據發佈到乙太坊主網上,則已經完成全部流程,後期的存儲和檢索不需要過度擔心,這其實很有道理,作為僅次於比特幣的存在,乙太坊的安全性無需技術名詞來證明。
但是! 凡事都有例外,如果交易數據和共識數據不完全在乙太坊體系內流通,則數據的發佈和檢索乃至於恢復則需要慎重考慮,這也是 Celestia、Near DA 需要證明自己的關鍵點。
DA 狹義相對論:一切都可模組化
模組化是 DA 敘事興起的直接推手。 乙太坊是主動選擇將自身轉化為模組化公鏈,目前處在過渡階段的混合架構狀態,比特幣是可以被當作模組化的一層去使用,早期的 OmniLayer 實踐,目前的 BTC L2 均帶有此種意味。
這裡的模組化概念屬於我的自定義,即將單體鏈的功能外包或者被外包,都算作模組化的一種,不等同於乙太坊的話語體系。
或者這樣理解,以往的區塊鏈也存在輕節點、部分節點、使用者驗證全節點的問題,但不是個大規模市場需求,只有在模組化鏈上,各層分離導致的狀態同步和數據存儲、發佈和恢復成了個天大的問題,畢竟,沒有人希望看到 The DAO 之後的第二次回滾。
首先來理解模組化,最早的實踐應該是閃電網路,模組化類似 DePIN 是 “實踐先於理論” 的又一明證,將區塊鏈的部分功能或者模組外包,可以把閃電網路理解成一個延遲結算的記賬系統。
再比如最早的 USDT 發行在比特幣的 OmniLayer 上,其也是最終將數據發佈在比特幣之上,這也說明 UTXO 模型的區塊鏈也可以被模組化。
帳戶模型的區塊鏈,如乙太坊的模組化更為簡易,Near DA 和 Celestia 也是如此思路,既然一切都可解耦,乙太坊主網並不具備比特幣的極端神聖性,那麼無論是把比特幣作為數據發佈對象,還是 “幫” 乙太坊處理數據就都可以合理存在。
沒有模組化,也會有 DA 的概念流行,但是絕對不會受到如此多的關注度。
乙太坊 Rollup 戰事終結,BTC L2 方興未艾
有了模組化,就有了扛鼎之人,在 DA 概念之前,Rollup 路線贏得了擴容戰爭的勝利,甚至有蔓延至 BTC L2 的趨勢,從更瘋狂的角度而言,模組化才是擴容的終極方案,不管是安全性、擴展性和去中心化哪個方面有需求,都可以將其抽離出主網,單獨建設,然後接入主網。
但是這也帶來一個很有趣的問題,在比特幣這種幾乎沒有擴容方案大規模落地的情況中,BTC L2 一眾專案也如火如荼的開始爆發,比如 B² Network 使用了欺詐證明回傳數據至比特幣主網,也是一種將其作為 DA 層的思路,其次是 Alt L1 以更大力度切入 DA 市場,憑什麼乙太坊的 DA 獨佔天下,王侯將相,寧有種乎? 正統性必須被打倒,然後踏上一萬隻腳,Near DA 如是說,也準備這麼干。
某種意義上,乙太坊是比特幣的改進,具有 PoW–>PoS、UTXO–> 帳戶模型、單體–> 模組化、腳本–> 智能合約四大區別,二者的交互點是恰好是模組化,即擴容路線的趨同演化,區別在於比特幣是被動的模組化,越來越多的 L2 把比特幣當成 DA 和結算或者共識層。
所以必須承認是「先有模組化的乙太坊,產生了 Rollup 對 DA 的市場需求,進而導致 DA 層開始火熱」,這裡的隱含前提是 Rollup 已經不再是主角,至少乙太坊上的 Rollup 是如此。
可以稍作區分,至少要分成乙太坊系 DA 方案,如乙太坊、EigenLayer、Celestia 和 Near DA,以及比特幣上把 BTC 作為事實上 DA 的閃電網路、OmniLayer 和 B² Network。
這裡面蘊含的區別在於,對於乙太坊而言,乙太坊自身和 EigenLayer 的方案仍舊是以 ETH 和乙太坊網路為中心,最終賦能的是 ETH,這根植於 Rollup 的經濟學設計,即 Rollup 需要給主網提交 “過路費” 來使用主網基於 ETH PoS 網络的安全保障,這裡的過路費主要就是 DA 成本,就是 Rollup 交易數據發佈到乙太坊上進行最終處理的成本。
對於比特幣而言要簡單的多,比特幣一沒智慧合約,二沒節點審查,你喜歡把什麼寫進交易數據都行,只要交礦工費即可,但是必須注意,寫進就沒後悔葯,無法回滾數據或者 slash 任何節點,BTC L2 要自行解決交易衝突的問題。
嘴上都是主義,心裡全是生意
Vitalik 發起了關於 L2 和 Rollup 定義與分類爭論,區分了 Rollup、Validium 和 Sovereign Rollups 的區別,主要維度就在於 DA 的方案選擇,在中世紀結束後的幾個世紀,還能看到熟悉的 “除你教籍” 的操作。
我們只需要記住數據可用性問題不是純粹的技術方案和定義之爭,核心在於 ETH 在 PoS 時代的收益成本,這是關乎真金白銀的問題,技術之爭只是表像,因此只做簡單介紹。
狹義上而言,數據可用性就是「輕用戶端如何驗證全節點數據」,基本上可以沿著下面的邏輯去推導,來源於 Vitalik 和 Celestia 創始人的論文:
- 全節點存在造假可能,即給出的數據存在問題;
- 全節點中,至少有一個節點是誠實節點,保存了完整數據或真實數據;
- 輕節點要有能力「去偽存真」,能及時校正造假數據,比如多個輕節點能互相交叉驗證不同的數據,這是抽樣機制。
這裡的核心是證明機制,以 Celestia 為例,欺詐證明是 DA 運行的核心,使用欺詐證明來及時修正錯誤,同時,驗證欺詐證明比生成欺詐證明要更快,輕用戶端可以迅速完成驗證,不影響使用者使用。
我們對欺詐證明做深入討論,對於欺詐證明而言,大家只需記住這很接近 OP 系 Rollup 的樂觀驗證過程,即先假設為真,隨後再處理有問題的。
欺詐證明的推理邏輯:
- 全節點中存在至少一個誠實節點;
- 廣播機制可以正常運作,延遲低於網路有效性上限;
- 存在一定數量的輕節點,可以組合恢復出完整數據,或者等效的數據證明;
在這種邏輯下,可以得出結論:輕節點的安全性和有效性等效於全節點。
既然有 OP,那麼也自然有 ZK 路線的仿寫,事實上,乙太坊和 EigenLayer 都是 “有效性證明” 的路線,即事前就生成有效性的證明分發出去,但是生成本身需要大量算力資源消耗。
總結下,Celestia 和 Near DA 組成鏈外+欺詐證明(OP-like)+ 廉價 + 原生代幣 DA 方案,乙太坊和 EigenLayer 組成鏈內 + 有效性證明(ZK-like)+ 較貴 + ETH DA 方案陣容。
需要说明两下,完全基于 EigenLayer 开发 DA 方案或许会没有直接使用以太坊那么贵,并且 EigenLayer 也不一定不发币,但是 ETH 中心地位不会改变。
第二,各 DA 费用根据 Near 在去年底的测算,不能代表实时和固定价格,并且以太坊在持续升级中也会提速降费,但是整体对比格局不会改变。
从 Rollup 们利益角度看,开源和节流是挣钱两条路,交易费和发币是自己的利润来源,绝对不能放手,提升盈利唯一的途径是节流,如果继续用以太坊,安全有余,但是成本过高,Celestia 们机会就在此。
EigenLayer 以 ETH 为中心,Celestia 以 TIA 为中心,从 Vitalik 的角度来看,这无异于吸血鬼攻击,用了以太坊的现成生态,最终却赋能给自身代币。
正统性和通用性,兼论比特币和以太坊
个人认为,破碎以太坊没有正统性,但是链内 DA 层仍然具备最高的安全性,这对于比特币和以太坊而言都是如此,正统性也可以理解为对以太坊的适配度,以及扩容方案对比特币主网的依赖程度。
在通用性上也需要深入考虑各 DA 的设计思路。部分 DA 方案,本身就是专用的 L2 或者 L1,甚至 BTC L2 和 如 Near 等 L1 EVM 链,以及 EigenLayer 都将 EVM 兼容作为重要发展方向,因此 EVM 兼容作为兼容性的同义词。
这里 Celestia 情况比较特殊,其引入链下计算机制,因此理论上实际上可以兼容任意虚拟机(VM),自然也包括 EVM,并且 Celestia 积极扩张生态,跨链 dApp 调用也在其规划中。
当然,比特币和以太坊的模块化和 DA 思路都不一致,这么做就是图一乐。
比特币 DA 化
准确而言,比特币是强行被当成 DA 层,不论是铭文、符文还是 BTC L2 们,无一例外都在强调数据存放至比特币的重要性。
在这个层次上,闪电网络和 B² Network 为代表的可谓是两个极端,闪电网络完全依托于比特币主网进行结算,并且不发行自身代币,在日常运作中需要 BTC 进行质押,但是就像我在 BTC L2 文章中介绍的一样,闪电网络至只是单纯的支付通道,缺乏对智能合约的支持能力,属于正统性极高,EVM 兼容性/通用性极差的历史产物。
可以对比一下,ETH、EIP-4844 ETH 和 EigenLayer 的 DA 正统性与之类似,唯一区别在于后三者原生具备智能合约功能,也间接证明以 ETH 中心不仅是经济考量,也是对生态长期发展的负责,一旦 ETH 价值捕捉能力丧失,整个 EVM 生态都有崩塌之危。
对比之下,OmniLayer 有更多进步,将比特币主网作为数据发布方案,虽然还需要节点下载完整数据,也缺乏高效的证明机制,并且本身不支持复杂操作,这也是 USDT 弃 OmniLayer 准备转投 RGB 的主要原因,很难称得上是将比特币作为 DA 方案,不过考虑的这已经属于 “上古” 产物了,放在这纯属方便对比,不对老人家有严格要求。
插一句,RGB++ 和 CKB 等都在尝试为 BTC L2 建设探索新方式,我会在合适的时间再出一篇,系统梳理下 BTC L2 的新进展,先挖个坑,留着以后填。
接下来以 B² Network 为例说明 “新时代” 的 BTC L2 们如何把比特币作为 DA 层,不同于闪电网络和 OmniLayer 的无意识使用,B² Network 有计划的将 Rollup 层的数据回传和欺诈证明机制结合起来,整体思路和 Celestia 高度类似。
在設計上,B² Network 部分分離了比特幣的 DA 角色,比特幣主網承擔的更多是結算層的作用,B² Network DA 層的數據存儲需要 B² 節點提供額外的激勵機制,以此來覆蓋去中心化存儲的成本。
B² Network 的 EVM 兼容性無需過度考察,但是其大概率會發行自身代幣,並且比特幣主網的交互成本如何廉價化也需要考慮在內,畢竟比特幣的使用成本非常高。
整體上,比特幣 DA 化還在起步階段,需要其上的銘文、符文和 BTC L2 大規模實用化才會催生真實需求,但是基本上不會跑出乙太坊實踐的路徑,只是在實現路徑上會存在區別,需要考慮腳本語言和存儲成本的雙重限制。
乙太坊 DA:圍堵 Celestia
DA 現在為人所知,和 Celestia 關係很大,而正是 Vitalik 在 2018 年和 Celestia 創始人 Mustafa 共同發表了名為《Fraud and Data Availability Proofs: Maximising Light Client Security and Scaling Blockchains with Dishonest Majorities》的論文,由此引申出 DA 的作用機制和實現原理。
Celestia 的欺詐證明機制,輕用戶端和最小化誠實全節點數量等都在其中有所展現,隨後,Mustafa 以 LazyLedger 為名搭建了 Celestia 的前身。
只不過沒想到,在 Celestia 真正推出市場後會遭到 Vitalik 的抵制,經濟糾紛是核心原因,前文已經解析,不再贅述。
Celestia 自然沒有太大多正統性,屬於乙太坊外的 DA 層,選擇 Celestia 作為 DA 層的 Rollup 也被去掉名號,但是在廉價的吸引力法則下還是有越來越多的各類專案來投奔。
Celestia 的運作機制並不複雜,核心在於輕節點通過 DAS(數據可用性抽樣)機制來高效驗證全節點數據。
Celestia 廉價來源於將計算轉移至鏈下,這不僅讓 DA 層高速運轉,還有效可以相容任意程式設計語言和 VM(虛擬機),開發 dApp 的友好程度也是生態快速發展的妙招。
目前,各類 Rollup 方案、RaaS、Rollup 開發架構、結算層、跨鏈橋和錢包等應用都可通過 Celestia 進行一站式開發。
面對異鄉人的進攻,乙太坊一方面強調自身也可以承擔 DA 層,並且在持續升級中費用會越來越低,但是受限於既有架構,和 Celestia、Near 打價格戰顯然並不明智,EigenLayer 順勢被推上抵抗的第一線。
不同於 Celestia,EigenLayer 本質上是以太坊上的智慧合約集合,從這個角度而言,EigenLayer 就是乙太坊自身,但是又可以被視為一條抽象的虛擬鏈,這種二象性使其可以兼顧 ETH 中心作用,也可以延伸出不同維度的作用,比如 DA、排序器、跨鏈橋和 L2 橋都可以使用 EigenLayer 來搭建,Eigen DA 就是如此。
通俗而言,EigenLayer 所謂的流動性再質押(Liquid Restaking)是 Lido 的套娃版本,如果 ETH 可以一邊質押賺收益,一邊可以兌換成 stETH 當代幣使用,那麼 stETH 也可以繼續套娃下去,再質押產生的代幣一方面是收益憑證,另一方面也可以具備完整代幣作用供日常使用。
乙太坊轉換為 PoS 機制后,ETH 質押數量直接關係到網路的健康和安全,目前約有 3000 萬枚 ETH 在質押網路中,價值 1000 億美元左右,攻擊成本僅次於比特幣。
既然質押確保了乙太坊的安全性,那麼 LSD/LRT 理論上就可以無限套娃,持續放大質押中的代幣收益,按照 1000 億的基礎價格,放大十倍也才 1 萬億美元,乙太坊的價值足以支撐。
Eigen DA 的架構並不重要,EigenLayer 的經濟模型能不能持續才關鍵,即使 EigenLayer 不行,使用乙太坊主網也完全沒有任何問題。
囿於篇幅限制,不再對 EigenLayer/ETH/EIP-4844 ETH、Near DA 和 Avail 進行深入解讀,只需記住都是在處理沒有全節點數據下提供有效性證明的問題。
結語:DA 是長期競爭
- 乙太坊 DA 市場還要存量競爭一段時間乙太坊 DA 市場已經開打,Celestia 已經率先發行代幣 TIA,EigenLayer 雖然以 ETH 為中心,但是真的不發幣的專案這年頭可不多見,且看後效。 雖然還會有新的 DA 方案浮現,但是乙太坊上的 DA 生意基本已經完成跑馬圈地,不會再有更多新意。
- 比特幣 DA 化還在增量競爭,需要等 BTC L2 決出雌雄根據我的判斷,比特幣被當成類似乙太坊 DA 角色的可能性不會很大,智能合約的缺乏還在其次,主要還是成本過於昂貴,數據壓縮幾百倍、幾千倍也還是太貴,說到底乙太坊都不適合數據存儲,就更別說比特幣了。
參考文獻:
- Mustafa Al-Bassam: “LazyLedger: A Distributed Data Availability Ledger With Client-Side Smart Contracts”, 2019; arXiv:1905.09274.
- Mustafa Al-Bassam, Alberto Sonnino, Vitalik Buterin: “Fraud and Data Availability Proofs: Maximising Light Client Security and Scaling Blockchains with Dishonest Majorities”, 2018; arXiv:1809.09044.
- Suwito, M.H., Ueshige, Y., & Sakurai, K. (2021). Evolution of Bulletin Board & its application to E-Voting – A Survey. IACR Cryptol. ePrint Arch., 2021, 47.
- EigenLayer: The Restaking Collective
- Modular Blockchains: A Deep Dive
- Monolithic vs. modular blockchain
- The Ethereum Off-Chain Data Availability Landscape
- On data availability layers
- NEAR Foundation Launches NEAR DA to Offer Secure
- Why NEAR Data Availability?
- https://docs.eigenlayer.xyz/eigenda/overview/
- A comparison between DA layers
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