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TPS:拆解數據可用性層 模塊化未來中被忽視的樂高積木_HTT

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Time:1900/1/1 0:00:00

模塊化區塊鏈中,執行層和共識層已是紅海市場,數據可用性層的價值仍然有待被發掘。原文標題:《IOSGWeeklyBrief|拆解數據可用性層:模塊化未來中被忽視的樂高積木#136》?

撰文:Jiawei,IOSGVentures

tl;dr

對于輕客戶端的數據可用性,采用糾刪碼來解決該問題幾乎沒有異議,不同點在于如何確保糾刪碼被正確編碼。PolygonAvail和Danksharding中采用了KZG承諾,而Celestia中采用了欺詐證明。

對于Rollup的數據可用性,如果把DAC理解為聯盟鏈,那么PolygonAvail和Celestia所做的就是使數據可用性層更加去中心化——相當于提供「DA-Specific」的公鏈,以此提升信任級別。

未來的3至5年內,區塊鏈的架構必然由單體化向模塊化演變,各層呈現低耦合狀態。未來可能出現Rollup-as-a-Service、DataAvailability-as-a-Service等許多模塊化組件的提供商,實現區塊鏈體系結構的可組合性樂高。模塊化區塊鏈是支撐下一個周期的重要敘事之一。

模塊化區塊鏈中,執行層已經「四分天下」,后來者寥寥;共識層逐鹿中原,Aptos和Sui等嶄露頭角,公鏈競爭格局雖未塵埃落定,但其敘事已是新瓶裝舊酒,難以尋找合理的投資機會。而數據可用性層的價值仍然有待被發掘。

模塊化區塊鏈?ModularBlockchain

在聊數據可用性之前,我們先花點時間對模塊化區塊鏈進行簡要回顧。

數據:某地址今日在Blur拋售158枚MAYC,約合270萬美元:5月22日消息,據 Blur Dumping Bot 監測,0x1A945a 地址今日在 Blur 拋售 158 枚 MAYC,總計 1506.92 枚 ETH(約 270 萬美元)。此前,該地址在 Blur 上拋售 10 枚 Milady,總計 44.4 枚 ETH(約 8 萬美元)。[2023/5/22 15:18:02]

圖片來源:IOSGVentures,據PeterWatts改制

關于模塊化區塊鏈的分層暫無嚴格定義,一些分層方式從以太坊出發,另一些則偏向通用化的視角,主要看在何語境下進行討論。

執行層:兩件事發生在執行層。對單筆交易而言,執行交易并發生狀態更改;對同批次的交易而言,計算該批次的狀態根。當前以太坊執行層的一部分工作分給了Rollup,即我們熟知的StarkNet、zkSync、Arbitrum和Optimism等。

結算層:可以理解為主鏈上的Rollup合約驗證狀態根的有效性或欺詐證明的過程。

共識層:無論采用PoW、PoS或其他共識算法,總之共識層是為了在分布式系統中對某件事達成一致,即對狀態轉換的有效性達成共識。在模塊化的語境下,結算層和共識層的含義有些相近,故也有一些研究者把結算層和共識層統一起來。

歷史狀態層:由Polynya提出。因為在引入Proto-Danksharding之后,以太坊只在一定時間窗口內維護即時數據可用性,之后則進行修剪操作,把這項工作交給其他人。例如PortalNetwork或是其他存儲這些數據的第三方可被歸類于這一層。

a16z將向第15輪Gitcoin捐贈活動提供30萬美元捐款:金色財經消息,a16z官網發文稱將向第15輪Gitcoin捐贈活動提供30萬美元捐款,以支持開源公共產品,包括零知識證明、基礎設施、以太坊2.0、L2生態和智能合約語言領域的公共產品。[2022/8/26 12:49:26]

數據可用性層:數據可用性存在什么問題?對應的解決方案各自是什么?這是本文要集中討論的問題,在此先不對它進行概括。

?圖片來源:IOSGVentures

以下我們具體來看這些方案。

DAProvidedbyRollup

在最簡單的Validium方案中,由中心化的數據運營商來負責確保數據可用性,用戶需要信任運營商不會作惡。這樣的好處是成本低,但實際上幾乎沒有安全保證。

于是,StarkEx在2020年進一步提出了由數據可用性委員會維護的Validium方案。DAC的成員是知名且在法律管轄區內的個人或組織,信任假設是他們不會串通和作惡。

Arbitrum今年提出了AnyTrust,同樣采用數據委員會來確保數據可用性,并基于AnyTrust構建了ArbitrumNova。

zkPorter則提出由Guardians來維護數據可用性,他們需要質押zkSyncToken,如果發生了數據可用性故障,那么質押的資金將被罰沒。

三者都提供了稱為Volition的選項:用戶按需自由選擇鏈上或鏈下數據可用性,根據具體的使用場景,在安全性和成本之間自行取舍。

比特幣礦商Bitfarms第二季度凈虧損1.42億美元:金色財經報道,比特幣礦商Bitfarms第二季度凈虧損 1.42 億美元,低于上一季度 500 萬美元的凈收入。該公司還在本季度將其哈希率提高了 33% 至每秒3.6 exahash (EH/s)。盡管本季度比特幣價值大幅下跌,但Bitfarms報告的收入增長了5%,達到4200萬美元。[2022/8/16 12:27:10]

圖片來源:https://blog.polygon.technology/from-rollup-to-validium-with-polygon-avail/

GeneralDAScenarios

提出上述方案基于這樣的想法:既然普通運營商的信譽度不夠高,那么就引入更權威的委員會來提高信譽度。

一個小型委員會的安全程度足夠高嗎?以太坊社區早在兩年前就提出了Validium的勒索攻擊問題:如果竊取了足夠的委員會成員的私鑰,使得鏈下數據可用性不可用,那么可以威脅用戶——只有他們支付足夠的贖金才能從Layer2提款。據RoninBridge和HarmonyHorizonBridge被盜的前車之鑒,我們無法忽略這樣的可能性。

既然鏈下的數據可用性委員會并非足夠安全,那么如果引入區塊鏈作為信任主體來保證鏈下數據可用性呢?

如果把前述的DAC理解為聯盟鏈,那么PolygonAvail和Celestia所做的就是使數據可用性層更加去中心化——相當于提供了「DA-Specific」的公鏈,擁有一系列的驗證節點、區塊生產者和共識機制,以此提升信任級別。

3D交互平臺Altzone發布Beta測試版:6月26日,據官方消息,基于StarkNet的3D交互平臺Altzone近日已發布Beta測試版本。[2022/6/26 1:32:27]

除了安全性的提升之外,如果數據可用性層本身就是一條鏈,那么它其實可以不局限于為某個Rollup、或者某個鏈提供數據可用性,而是作為通用化的解決方案。

圖片來源:https://blog.celestia.org/celestiums/

我們以Celestia在以太坊Rollup上的應用QuantumGravityBridge為例進行解釋。以太坊主鏈上的L2Contract像往常一樣驗證有效性證明或欺詐證明,區別在于數據可用性由Celestia提供。Celestia鏈上沒有智能合約、不對數據進行計算,只確保數據可用。

L2Operator把交易數據發布到Celestia主鏈,由Celestia的驗證人對DAAttestation的MerkleRoot進行簽名,并發送給以太坊主鏈上的DABridgeContract進行驗證并存儲。

這樣實際上用DAAttestation的MerkleRoot代替證明了所有的數據可用性,以太坊主鏈上的DABridgeContract只需要驗證并存儲這個MerkleRoot,開銷得到了極大的降低。

小結

美國國會研究機構CRS評估UST崩盤事件,稱穩定幣存在監管漏洞:5月17日消息,支持美國國會的立法機構國會研究服務(CRS)發布了一份文件,其中包含算法穩定幣的概述,并指出了在UST崩盤事件中值得關注的關鍵因素。

在這份報告中,CRS將UST的事故描述為“run-like(類似擠兌)”的情景,并假設存在與此類事件風險相關的政策問題。根據CRS的說法,當持有者對支持該資產錨定美元的儲備持懷疑態度時,“擠兌”局面就開始了。隨后,大量投資者同時撤出投資,造成了負面的多米諾效應,進而威脅到加密生態系統和傳統金融系統的穩定。

該研究機構進一步解釋說,在傳統金融中,類似擠兌的情況受到監管和銀行存款保險、流動性工具等其他措施的保護。這降低了那些考慮撤資者的動機。

另一方面,CRS指出,穩定幣行業沒有得到“充分監管”,其監管框架可能存在漏洞。此外,CRS強調了現有的政策建議,包括可能會限制可以支持穩定幣的資產,以及建立報告要求等。(Cointelegraph)[2022/5/17 3:22:23]

圖片來源:IOSGVentures,據CelestiaBlog改制

在逐一討論上述方案后,我們從安全性/去中心化程度、Gas花費的角度來做一個橫向比較。注意,該坐標圖僅代表筆者的個人理解,作為模糊的大致劃分而非定量比較。

左下角的PureValidium安全性/去中心化程度和Gas花費都是最低的。

中間部分是StarkEx和ArbitrumNova的DAC方案、zkPorter的Guardians驗證者集方案,以及通用化的Celestia和PolygonAvail方案。筆者認為采用zkPorter采用Guardians作為驗證者集,對比DAC來說安全性/去中心化程度稍高;而DA-Specific區塊鏈的方案對比一組驗證者集又要稍高。與此同時Gas花費也相應增加。當然這只是極粗略的比較。

右上角的方框內是鏈上數據可用性的方案,有著最高的安全性/去中心化程度和Gas花費。從方框內部來看,由于這三種方案的數據可用性都由以太坊主鏈提供,故它們具有等同的安全性/去中心化程度。純Rollup方案對比單體化的以太坊來說顯然Gas花費更低,而在引入Proto-Danksharding和Danksharding之后,數據可用性的成本將進一步得到降低。

注:本文討論的「數據可用性」語境大多在以太坊之下,需要注意Celestia和PolygonAvail是通用化的方案,并不限于以太坊本身。

最后我們在表格中對上述方案做個總結。

圖片來源:IOSGVentures

ClosingThoughts

在討論完上述數據可用性問題之后,我們發現所有方案本質上是在三難困境的相互制約下做權衡取舍,而方案之間的區別在于權衡的「細粒度」不同。

從用戶角度考慮,協議提供同時鏈上和鏈下數據可用性的選項是合理的。因為在不同的應用場景之下、或者不同的用戶群體之間,用戶對安全性和成本的敏感程度亦各不相同。

上文更多討論了數據可用性層對以太坊和Rollup的支持。在跨鏈通信上,Polkadot的中繼鏈為其他平行鏈提供了數據可用性的原生安全保證;而CosmosIBC依賴于輕客戶端模型,故確保輕客戶端能夠驗證源鏈和目標鏈的數據可用性至關重要。

模塊化的好處在于可插拔和靈活性,能夠按需為協議做適配:例如卸下以太坊的數據可用性包袱,同時確保安全和信任級別;或是在多鏈生態下提升輕客戶端通信模型的安全級別,降低信任假設。不僅限于以太坊,數據可用性還可以在多鏈生態、甚至未來更多的應用場景下發揮作用。

我們認為:未來的3至5年內,區塊鏈的架構必然會由單體化向模塊化演變,各層呈現低耦合狀態。未來可能出現Rollup-as-a-Service、DataAvailability-as-a-Service等許多模塊化組件的提供商,實現區塊鏈體系結構的可組合性樂高。模塊化區塊鏈是支撐下一個周期的重要敘事之一。

其中,執行層的估值巨獸已經「四分天下」,后來者寥寥;共識層逐鹿中原,在Aptos和Sui等公鏈開始嶄露頭角后,公鏈競爭格局雖未塵埃落定,但其敘事已是新瓶裝舊酒,難以尋找合理的投資機會。

而數據可用性層的價值仍然有待被發掘。

Referenceshttps://twitter.com/ptrwtts/status/1509869606906650626https://twitter.com/0xAlec/status/1545176941002575872https://github.com/ethereum/research/wiki/A-note-on-data-availability-and-erasure-codinghttps://vitalik.ca/general/2021/04/07/sharding.htmlhttps://coinmarketcap.com/alexandria/article/what-is-data-availabilityhttps://dankradfeist.de/ethereum/2019/12/20/data-availability-checks.htmlhttps://vitalik.ca/general/2021/04/07/sharding.htmlhttps://www.parity.io/blog/what-is-a-light-client/https://ethereum.org/en/developers/docs/scaling/validium/https://forum.celestia.org/t/ethereum-rollup-call-data-pricing-analysis/141https://ethresear.ch/t/adamantium-power-users/9600https://notes.ethereum.org/DD7GyItYQ02d0ax_X-UbWg?viewhttps://blog.polygon.technology/introducing-avail-by-polygon-a-robust-general-purpose-scalable-data-availability-layer-98bc9814c048/https://blog.polygon.technology/the-data-availability-problem/https://blog.celestia.org/ethereum-off-chain-data-availability-landscape/https://blog.celestia.org/celestiums/來源:金色財經

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