概述

使用DA層最重要的原則是：價值越大的服務，DA應該盡量安全。

本篇研究報告是火幣研究院對Data Availability War背景、生態和後續展望的分析，包括V神眼中的DA、各DA項目的盤點和梳理。基於對DA賽道全面的分析，火幣研究院認爲未來的DA也許是分散的，未來市場有7-8家主要的DA也許就夠用了。

1. Data Availability數據可用性問題的出現

1.1 什么是DA

簡單來說，數據可用性是指區塊生產者將區塊的所有交易數據都發布到網絡中，以便使驗證者可以進行下載。如果一個區塊生產者發布了完整數據並使驗證者可以下載，我們就說數據是可用的；如果它隱瞞了一些數據使驗證者無法下載完整數據，我們就說數據是不可用的。

1.2 DA問題的兩個關鍵點：安全與成本

因此，結合DA的定義，我們看到DA裏面包含以下兩個方面：

• 確保驗證機制安全進行的問題

爲了使驗證安全進行，目前的 L2 排序器（Sequencer）普遍都將 L2 的狀態數據與交易數據都發布在安全性較強的以太坊上，依靠以太坊進行結算並獲得數據可用性。

因此，數據可用性層實際就是 L2 發布交易數據的地方，目前主流的 L2 都將以太坊當做數據可用性層。

• 降低發布數據的成本問題

L2 簡單的將數據可用性與結算都發生在以太坊上，雖然有了足夠的安全性，但也承擔着巨大成本。這也是 L2 面臨的第二個問題，即如何降低發布數據的成本。

2. DA中的成本構成&降本增效方向

從第1章節的介紹中我們看到，DA中關注的一個重要問題就是如何降低成本。

要想讓 L2 整體更加便宜就得降低發布數據的成本。那么，該如何降低成本呢？主要有兩種方法：

• 降低在 L1 上發布數據的成本，例如以太坊即將進行的 EIP-4844 升級。

• 仿照 Rollup 將交易執行從 L1 中剝離，數據可用性也可以從 L1 中剝離從而降低成本，也就是不使用以太坊作爲數據可用性層

因此各方均在降低成本方面做了很多努力。從目前的DA方案來看，以Near DA的成本最低，約$0.0016/block. 其次是Celestia，EngenLayer, EIP4844等。

3. V神眼中的 DA

3.1 不使用以太坊DA的方案不是真正的Layer2--以太坊基金會和V神的第一次反擊

在Celestia暴火後， V神曾暗示“以太坊的layer2項目必須要在ETH上使用data availability”。 隨後以太坊基金會成員Dankrad Feist也發表了言論。他指出，不採用ETH作DA層(數據可用性層)的不是Rollup，也不是以太坊Layer2。

這樣的話，Arbitrum Nova和Mantle都要從Layer2名單“除名”，因爲它們只在ETH之外（名爲DAC的鏈下DA網絡）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。

3.2 使用非以太坊作爲DA，那么它就是以太坊 Validium--V神的妥協

隨後V神在他的推特流的一次回復中表示“ being a validium is a correct choice for many apps, and using good distributed DA guarantee systems can be a good way to increase the practical security of a validium"

同時，他認爲作爲rollup的核心就是是無條件的安全保證：即使所有人都與你爲敵，你也能取出你的資產。如果數據可用性依賴於外部系統，就無法得到這種保證。

3.3 關於ENS與Data availability ---V神想通過ENS來收攏DA的控制力

ENS 域名服務會定義一套交互邏輯，用戶只需要輸入一個短域名就可以自動連接ENS智能合約對應的關聯長地址，解決了EOA地址復雜難記且不易辨識的痛點。應該講，ENS的這套域名服務更指向用戶流量更龐大的未來擴展市場，尤其是一些Mass Adoption的用戶群體。而layer2才是以太坊擴展並吸納大流量的未來。

V神認爲若ENS的域名解析方案不能覆蓋到layer2，只停留在以太坊主網層面，很難打开想象空間。基於此背景，V神在推特中說明ENS的重要性，"it needs to be affordable!" .ENS自然會考慮面向layer2提供一整套的數據解析方案，使得用戶可以直接在layer2上進行域名解析和數據查找，減少其對各自layer2偏中心化網關的依賴。

不難看出，用戶在layer2上要正常使用ENS的域名，前提需要調用且驗證以太坊主網上的全局數據。這意味着要享受ENS的這套服務必須得採用正統的以太坊Data Availability能力，而那些基於OP Stack走發鏈捷徑且把DA放在Celestia等第三方DA平台上的layer2就無法兼容ENS了。話到此，就不難理解Vitalik的用意了。總之，V神的深層意思是用ENS來給layer2衆平台定一套可交互操作性規範標准，同時收攏一下DA控制力。

3.4 V神談Plasma回歸

1. Vitalik文章中說了，以太坊的2層擴容方案原本有：Plasma、Rollup、Validium、Parallel等多種方案，Vitalik期待中的擴容方向應該是均衡發展，適配各類應用場景進行多樣化的layer2構建，但現實市場格局是，Rollup方案一家獨大，且日益內卷。

   

2. Plasma相當於一種側鏈解決方案，會定期向主網同步默克爾狀態數據，是一種數據和計算依賴主網的擴容方案。這樣的話，2層可以用非常中心化的方式，且設計非常復雜的账本模型來高效擴展，還能復用主網validator這些系統能力。Vitalik新文章重新搬出了Plasma，而且引導了一種ZK+Plasma的擴容解決方案，顯然又是一次事關layer2政治搖旗。

3.5 小結

以上V神的各種操作，總結起來就是：

4. DA解決方案和各DA項目梳理

4.1 DA解決方案

從上述的內容我們可以看出，DA層的方案是有很多。 從大的方向上來分，可以分爲鏈上和鏈下兩個大的部分。

• 鏈上解決方案

指的是 L2 依然將以太坊作爲 DA 層，並且依靠以太坊降低數據可用性成本。這意味着以太坊未來將作爲一個實時公告板，板上的數據公告一段時間後便會刪除，L2 必須自己想辦法儲存所有數據的備份。

• 鏈下解決方案

即是不再將以太坊當做 DA 層，轉而尋找更加經濟的方式獲得數據可用性。根據去中心化和安全性的不同，可將鏈下解決方案分爲四種：Validium、數據可用性委員會（DAC）、Volition、通用型 DA 方案。

4.2 Celestia

Celestia是模塊化公鏈的开山鼻祖，其基於Cosmos SDK進行开發，專注於數據可用性。是目前已經主網上线的強有競爭力的DA龍頭項目。

技術特點

• 數據可用性採樣 (data availability sampling，DAS)

DAS 使輕節點無需下載整個區塊的情況下能夠驗證數據可用性。輕節點因僅下載區塊頭無法驗證數據可用性，Celestia 使用二維 RS 糾刪碼編碼方案（2-dimensional Reed-Solomon encoding scheme）對區塊數據進行重新編碼以實現輕節點的 DAS。數據可用性採樣（DAS）的工作原理是讓輕節點對小部分塊數據進行多輪隨機採樣。隨着輕節點完成更多輪的塊數據採樣增加數據可用的信心。一旦輕節點成功達到預定的置信水平（例如 99％）就認爲數據可用。

• 命名空間默克爾樹 (Namespaced Merkle trees，NMT)

NMT 使 Celestia 上的執行層和結算層僅下載與其相關的交易。Celestia 將區塊當中的數據劃分爲多個命名空間，每個命名空間都對應構建在 Celestia 上的 rollup 等應用，每個應用僅需下載和自己相關的數據從而提高網絡效率。

• Celestia主要通過兩種方式從應用程序中獲得收入：

• 支付blob space費用：Rollup使用$TIA付費，將數據發布到Celestia 的blob space。

• 支付gas費用：开發人員使用$TIA作爲Rollup的gas代幣，類似於基於以太坊Rollup的ETH。

發展潛力

• 項目已上线，技術成熟度較高

• 潛在的豐富空投，來自$TIA的質押，例如項目Dymension、Altlayer的空投對象都會選擇$TIA的質押者，未來更多的以太坊Layer2項目、模塊化公鏈、Cosmos生態項目都有很大可能走類似的空投路线。

• 生態豐富性：與跨鏈橋、結算層方案、defi項目、遊戲、排序器等合作。
• DA合作項目方不斷增加，合作方包括Manta、Eclipse、Caldera、Snapchain。 同時還與Arbitrum Orbit集成、與Polygon CDK集成、與Aevo衍生品交易平台的集成等。

4.3 EigenDA

EigenLayer 是一個基於以太坊的再質押（Restaking）協議，允許用戶將 ETH、lsdETH 及 LP Token 重新質押在其他側鏈、預言機、中間件等，作爲節點並得到驗證獎勵，這樣第三方項目可以享受到 ETH 主網的安全性，ETH 質押者也能得到更多收益，實現了雙贏。

EigenDA是建立在以太坊上的利用EigenLayer Restaking構建的去中心化數據可用性（DA）服務，並將是EigenLayer上的首個主動驗證服務（AVS）。與 Celestia 或 Avail 不同，EigenDA 不需要引導新的驗證器集，以太坊驗證者可以自由選擇加入。

技術特點

• 增強以太坊的DA能力：Blob區塊數據+KZG承諾

EigenDA 調動了坎昆升級後的 Blob 區塊數據 + KZG 承諾，Rollup 鏈可以對 Blob Data 進行糾刪碼生成 KZG 承諾然後發布到 EigenDA 合約，由 EigenDA 的節點來給後續的鏈 DA 能力進行保證，相當於增強了以太坊的 DA 能力。關鍵是，EigenDA 的整個過程都圍繞 Blob、KZG 這些以太坊既有的基礎設施來完成，其節點驗證工作也由以太坊的 Validators 參與。

• 無自主共識和P2P網絡

EigenDA 節點必須在以太坊 L1 上的 EigenLayer 合約中重新抵押 ETH（或者更確切地說，抵押 ETH 衍生品）。EigenDA 節點是以太坊驗證器的子集。隨後，DA購买者（例如rollup，也稱爲分散者）收到數據blob後，用糾刪碼對其進行編碼，並生成KZG承諾，發布並分發以供節點確認。之後，分散者一一收集這些籤名，生成聚合籤名，並將其發布到 EigenDA 智能合約，EigenDA 智能合約對籤名進行驗證。

• 採用托管證明方式

EigenDA沒有採用數據可用性採樣的方式去驗證節點是否真正存儲了數據，而是使用托管證明方法來實現。任何人都可以向 EigenDA 智能合約提交證明，該證明將由智能合約進行驗證。如果驗證成功，惰性驗證器將被削減。

發展潛力

• 多個合作項目方，與Celestia展开競爭：現已集成Celo、Mantle、Fluent、Offshore、OP stack等多個L2項目；

• 背靠Eigenlayer多樣生態，包括排序器、跨鏈橋、預言機等。

4.4 其他DA項目

4.4.1 Avail

Avail 可對交易進行高效的排序和記錄，提供對數據的存儲和數據可行性的驗證，支持與以太坊虛擬機（EVM）兼容的區塊鏈，允許 Rollup 將數據直接發布到 Avail，且其輕客戶端網絡驗證機制（下文將介紹）使得 Avail 上的 Rollup 可以通過輕客戶端網絡而無需依賴智能合約和基礎層來驗證狀態。並且由於其模塊化性質，开發人可在 Avail 存儲數據並選擇其他網絡進行結算。

• 共識機制：繼承自 Polkadot SDK 的 BABE 和 GRANDPA 共識機制

• 去中心化：

• Avail 採用 Polkadot 的提名權益證明（NPoS），支持多達 1000 個驗證節點，NPoS 還具有有效的獎勵分配可以降低權益中心化的風險。

• Avail有能力從其輕客戶端的 P2P 網絡中進行數據抽樣，這一特性爲Avail 提供了一個高效且可靠的備份機制，即使在出現故障的情況下也能確保數據的可用性。

• 有效性證明：Avail 採用 KZG 多項式承諾

現狀：主網尚未上线

4.4.2 Near DA

2023年11月8 日，NEAR 基金會宣布推出 NEAR 數據可用性（NEAR DA）層，爲 ETH rollup 和以太坊开發者提供了強大、高性價比的數據可用性。首批用戶包括StarkNet的Madara、Caldera、Fluent、Vistara、Dymension RollApps和Movement Labs。

• 安全性：繼承Near網絡的安全性

• 費用優勢：NEAR 上的 100kB calldata 花費 0.0033 美元

• 現狀：NEAR DA已與Polygon CDK 集成，用於开發人員構建以太坊 ZK Rollups。

4.4.3 Covalent

區塊鏈數據查詢服務平台Covalent可以標准化來自多個區塊鏈的數據，其統一API允許开發者在支持的網絡中重復使用查詢，解決了區塊鏈數據難以獲取的問題。

坎昆升級之後，以太坊主網只保存L2提交的狀態數據1個月時間，之後會丟棄。Celestia爲保持網絡的去中心化程度和DAS輕節點機制的成立，也會定期丟棄L2提交的狀態數據。然而，Covalent在去年底推出長期DA服務 EWM（以太坊時光穿梭機），永久保存以太坊丟棄的L2提交的狀態數據。Covalent負責L2狀態數據的讀取。

而且Covalent會將這些數據索引和結構化，整合入其平台的鏈上數據API服務，爲專業區塊鏈數據網站、政府監管部門、人工智能研究團隊提供服務和支持。

• 現狀：截至2023年12月，Covalent共支持210多條區塊鏈，計劃在2024年底時支持1000多條區塊鏈。據不久前Messari發布Covalent數據可用性報告指出，Covalent擁有數十億條數據，是目前最適合爲需要通用、廣泛適用數據的應用提供服務。

4.4.4 zkPorter

zkPorter是以太坊擴容方案zkSync推出的針對去中心化優化的鏈下數據可用性解決方案，通過結合zkRollup和分片思想的混合方法來處理數據可用性。zkPorter引入了可選的驗證器機制，由zkSync代幣持有者質押代幣後來驗證和籤署區塊。雖然zkPorter的產品進展在很長時間裏一直未向外界披露，但從zkSync上的Layer3應用鏈GRVT計劃在今年Q1上线主網，且該項目是在zkPorter上存儲數據來看，zkPorter被外界猜測或將在此之前啓動。

4.5 DA項目對比

技術方面：

性能方面：

總結

• 以上DA項目，具有強有競爭力的項目是Celestia、EigenLayer、Avail和NearDA，而Covalent不走尋常路，爲它在DA應用上，开闢了獨特的需求。

• 在所有數據可用性的實現方案當中，數據可用性採樣加KZG多項式承諾是最主流的方案，其能夠在降低節點成本，提升證明效率的同時保證數據可用性。

• 從技術角度，以太坊Danksharding和Celestia是最去中心化的，因爲都用到了抽樣技術，這樣降低了節點的性能要求的同時可以做到大帶寬。EigenDA次之，也用到了抽樣，但是EigenDA是寄生於以太，其節點數是以太的子集。其他的DA項目應該沒用到抽樣，例如NearDA的去中心化程度就相當於Near Protocol的去中心化程度。

• Celestia所選的Optimistic證明的落地門檻相比較KZG多項式承諾而言更低，技術成熟度更高，但是未來的技術上限不如KZG多項式承諾，與同類型的Avail以及EigenDA相比，Celestia的开發進度目前更快，將會更早一步落地主網，但是Celestia同時也將在坎昆升級之後面臨Ethereum的直接競爭。

• 作爲一個 Layer2 开發者，擺在面前的無非是 DA 正統性和發鏈成本性的 Tradeoff。DA 正統性在商業化市場相對更被動，它適合一些更關心安全共識問題，有一定品牌底蕴和市場基礎的綜合 layer2 項目，而一些新銳小 layer2，尤其是基於 OP Stack 一鍵發鏈速成的 layer2 鏈，會想盡辦法把成本壓榨到最低。對它們來說， Celesitia 這類第三方 DA 自然是更好的選擇。而Eigenlayer還是無法降低項目方开發L2的實際成本。

• 但是對於DA層項目，其場景單一、to B模式，這些項目並不能像一個綜合性公鏈（例如Solana）那樣能靠着 ToC 場景招商 DAPP 來獲取大量的流動性。如果不能成功吸引許多 Rollup 項目的採用，其生態建設就會走弱。而且 Celestia 似乎缺乏極爲強勁的資本推手，雖然其技術敘事本身 make sense，但如果不能在以太坊生態內很好的扎根，其宏大藍圖很可能變爲空中樓閣。

5. DA層與區塊鏈的模塊化

DA層 其實一直就有，無論是BTC，ETH，還是Solana。例如，在Bitcoin network中，數據是直接存儲在區塊上的，15年前，中本聰發表了比特幣白皮書，並將區塊大小限制在 1MB，區塊大小限制了每個區塊能夠容納的交易數據的上限。後來的 隔離見證 (SegWit)，Taproot，以及Ordinal 協議，其實在某種程度上說，也是爲了增強BTC網絡的數據可用性。

而在Pre-4844 的Ethereum網絡中，Layer2 回傳到Layer1的數據都存儲在Calldata 裏，Rollup雖然把計算安全的轉移到了L2，但是存儲仍然在L1，由於L1存儲能力有限，限制了以太坊上Rollup的容量。以太坊 Blocksize 約爲 150K - 250K，即使所有空間都給Rollup用，存儲空間也是有限的，限制了L2的吞吐量。所以，以太坊才要採用 Proto-Danksharding，通過引入包含Blobs的新的交易類型，來增強數據可用性。

因此，可以這么說，其實 DA層 是伴隨着各個區塊鏈的擴容需求，以及對數據可用性更高的要求，而抽象出來的一層，是區塊鏈技術發展演化過程中，類似人類發展過程中社會分工的細化，而模塊化區塊鏈則是將單體區塊鏈中的某一個功能層級解耦出來，外包給其他區塊鏈網絡進行負責，從而更進一步實現分工，提升效率。

Celestia 提出模塊化區塊鏈

傳統整體區塊鏈的架構通常由四個功能層組成：

• 執行層——執行層主要負責處理交易和執行智能合約。它包括交易的驗證、執行和狀態更新。

• 數據可用性層——模塊化區塊鏈中的數據可用性層負責確保網絡中的數據可被訪問和驗證。它通常包括數據的存儲、傳輸和驗證等功能，以保證區塊鏈網絡的透明度和信任。

• 共識層——負責節點之間的協議，以實現網絡中數據和交易的一致性。它通過特定的共識算法（例如工作證明（PoW）或權益證明（PoS））驗證交易並創建新區塊。

• 結算層——負責完成交易的最終結算，確保資產的轉移和記錄永久保存在區塊鏈上，決定區塊鏈的最終狀態。

Celestia 首先提出模塊化區塊鏈概念，將不同的功能層級從單體區塊鏈中節解耦出來，這樣就使得區塊鏈能夠專注於某一層級的特殊功能，合理分工，以實現整體可用性最大化。

這裏並不是說，區塊鏈的模塊化一定比單體區塊鏈有優勢，而是希望，用模塊化的思維去看區塊鏈未來的發展，這樣就可以有更多的可能性和猜想。

6. 關於未來的猜想

6.1 用模塊化的眼光看區塊鏈的組合方式

上一段，有講到，將區塊鏈模塊化來看，可以分爲執行層，數據可用性層，共識層和結算層。

這裏就以以太坊生態爲例子，共識層就是以太坊主鏈，

對於以太坊生態來說 未來模塊化區塊鏈的可能性數量有 = 執行層方案數量 * 結算層方案數量* DA層方案數量

6.2 DA層將是分散的

DA層可以已經如雨後春筍出現，核心內容是DA 並沒有那么難。最簡單的一個單機就可以做DA，最復雜的如Celestia 那樣做抽樣下的去中心化。用抽樣模式做的去中心化，節點越多帶寬越大（想象一個p2p電影下載網絡），這塊也是具備網絡效應的，所以我認爲最終不會有太多這種“去中心化抽樣的DA”。但是其他形式的DA則沒有限制，可以有無數個。

在這裏我們可以打個比方，DA就是存儲，佔據成本又很高。如果你不嚴格的要求以太級別的安保服務，選用哪家DA就是一個成本和安全之間的衡量。

原則是：價值越大的服務，DA應該盡量安全。

因此，未來的DA也許是分散的。即使如此，也許有7-8家主要的DA也許就夠用了。

6.3 以太坊也許將會在ETH3.0中，做出專門的DA層

以太坊從1.0 升級到 2.0, 將以太坊分爲了執行層 和 共識層，新引入的Blobs 也將掛在在信標鏈的共識層上。

未來也許在以太坊下一次升級的時候，隨着技術的進步和對數據可用性的增加，以太坊將可能在執行層和共識層的基礎上，再專門加載一層DA層；又或者，下一次升級中，可能會出現類似分片鏈的專有數據存儲鏈。當然這都只是猜想，至於會朝哪個方向發展，我們一起期待。

1. 長推：jianshu關於Da的分析 https://twitter.com/jianshubiji
2. 長推：後坎昆升級時代冉冉升起的新敘事——DA War https://twitter.com/0xNing0x/status/1744350282509631590?s=20
3. 以太坊 Rollups（STARKNET）战事終結，新敘事 DA： https://news.marsbit.co/20240220083034666673.html
4. 頭等倉研報：模塊化區塊鏈Celestia
5. EigenLayer深度研報：以太坊的中間件協議，引領再質押敘事
6. 長推：DA解決方案
7. 再質押協議EigenLayer旗艦產品EigenDA是什么？
8. 一覽模塊化 DA 設計的五種因素：Celestia、Avail 和 EigenDA 誰是贏家？https://foresightnews.pro/article/detail/52019

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