以太坊 Rollups(STARKNET)战事终结,新叙事 DA 待发

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以太坊和比特币都在探索模块化的发展,以太坊的模块化更为简易。模块化是扩容的终极方案,可以把比特币作为数据发布对象,也可以帮助以太坊处理数据。以太坊和比特币的交互点是模块化。以太坊和比特币缺乏正统性和通用性,但链内DA层具备最高安全性。比特币和以太坊都在探索DA方案,但以太坊更适合数据存储。NEAR基金会推出NEAR DA提供安全的数据可用性,DA层的比较。

摘要由 Mars AI 生成
本摘要由 Mars AI 模型生成,其生成内容的准确性、完整性还处于迭代更新阶段。

原文作者:佐爷

原文来源:佐爷歪脖山

一切都在模块化,以太坊自我模块化,比特币被模块化
Rollup 发币之后叙事中止,叙事经济学迁移至 DA 层/链
正统性和通用性成为大旗,实际上手续费和发币才是关键
上期视频已经做好啦:一口气了解并行 EVM 及各公链的未来发展格局https://www.bilibili.com/video/BV1jx4y1y7q6/

以 StarkNet 空投为标志,以太坊 Rollup 的竞争也就告终,接下来该聊聊 DA,在我看来,数据可用性(DA,Data Availability)一词是不完整的表述,缺乏明显的主谓语,仅仅描述了交易数据传输至执行层以外的重要性,其次,DA 机制涉及区块链的基础运作原理,这部分我在符文文章中以比特币为例进行过详述。

从铭文到符文,比特币上资产发行标准的范式发展推演

以太坊叙事乏力,DA 中途接棒

模块化是 DA 的前提,以太坊横向模块化是分片,纵向模块化是分层,Rollup 负责交易,主网负责 DA 和共识,DA 火热意味着分层概念已经成为共识,其次是 Rollup 战事已经终结,之后都是修修补补。

主网的升级计划已经成为日更事、年更贴,对整体市场信心提振有限,在此背景下,叙事节奏无法从最上层的 Rollup 和最底层的主网展开,能联动二者的 DA 便成为最佳选择。

先来补充完整 DA 的表述,数据可用性,狭义上指轻节点,如钱包等如何高效验证全节点数据的问题,这里存在两个前提。

  • 前提一:轻节点不下载或者无法下载完整的全节点数据,尤其是在优先考虑用户体验时;
  • 前提二:全节点数据可能存在造假可能性,无准入机制,无论是 PoS 或 PoW 都可能存在恶意节点。

以太坊DA 来源于实际需求

在比特币等单体链上,这并不是个问题,因为区块头已经保存丰富的可验证信息,PoW 机制也保证了 51% 算力攻击只存在理论上的可能性,但是换到模块化链上,问题就会变得复杂,交易执行、结算、共识和 DA 不在不同 Layer 上,甚至还有可能不在一条区块链上。

这里需要注意的是,按照 Vitalik 的说法,数据可用性≠数据检索≠数据存储,而是等同于数据在不被篡改的前提下发布,至于发布后的存储和检索,则不成为 DA 关涉的焦点,两者的区别在于:

  • 数据发布:以太坊上轻节点不掌握全部数据前提下,可直接证明交易有效性。
  • 数据恢复:对于以太坊而言,使用以太坊做 DA 则无需担忧安全性,因此发布一词便可涵盖,但是 Celestia 们要证明:存在我这里的数据等效于存放于以太坊,所以会存在检索或恢复机制。

从 Vitalik 的视角看,数据发布到以太坊主网上,则已经完成全部流程,后期的存储和检索不需要过度担心,这其实很有道理,作为仅次于比特币的存在,以太坊的安全性无需技术名词来证明。

但是!凡事都有例外,如果交易数据和共识数据不完全在以太坊体系内流通,则数据的发布和检索乃至于恢复则需要慎重考虑,这也是 Celestia、Near DA 需要证明自己的关键点。

DA 狭义相对论:一切都可模块化

模块化是 DA 叙事兴起的直接推手。以太坊是主动选择将自身转化为模块化公链,目前处在过渡阶段的混合架构状态,比特币是可以被当作模块化的一层去使用,早期的 OmniLayer 实践,目前的 BTC L2 均带有此种意味。

这里的模块化概念属于我的自定义,即将单体链的功能外包或者被外包,都算作模块化的一种,不等同于以太坊的话语体系。

以太坊任意公链都可被模块化

或者这样理解,以往的区块链也存在轻节点、部分节点、用户验证全节点的问题,但不是个大规模市场需求,只有在模块化链上,各层分离导致的状态同步和数据存储、发布和恢复成了个天大的问题,毕竟,没有人希望看到 The DAO 之后的第二次回滚。

首先来理解模块化,最早的实践应该是闪电网络,模块化类似 DePIN 是“实践先于理论”的又一明证,将区块链的部分功能或者模块外包,可以把闪电网络理解成一个延迟结算的记账系统。

再比如最早的 USDT 发行在比特币的 OmniLayer 上,其也是最终将数据发布在比特币之上,这也说明 UTXO 模型的区块链也可以被模块化。

账户模型的区块链,如以太坊的模块化更为简易,Near DA 和 Celestia 也是如此思路,既然一切都可解耦,以太坊主网并不具备比特币的极端神圣性,那么无论是把比特币作为数据发布对象,还是“帮”以太坊处理数据就都可以合理存在。

没有模块化,也会有 DA 的概念流行,但是绝对不会受到如此多的关注度。

以太坊 Rollup 战事终结,BTC L2 方兴未艾

有了模块化,就有了扛鼎之人,在 DA 概念之前,Rollup 路线赢得了扩容战争的胜利,甚至有蔓延至 BTC L2 的趋势,从更疯狂的角度而言,模块化才是扩容的终极方案,不管是安全性、扩展性和去中心化哪个方面有需求,都可以将其抽离出主网,单独建设,然后接入主网。

但是这也带来一个很有趣的问题,在比特币这种几乎没有扩容方案大规模落地的情况中,BTC L2 一众项目也如火如荼的开始爆发,比如 B² Network 使用了欺诈证明回传数据至比特币主网,也是一种将其作为 DA 层的思路,其次是 Alt L1 以更大力度切入 DA 市场,凭什么以太坊的 DA 独占天下,王侯将相,宁有种乎?正统性必须被打倒,然后踏上一万只脚,Near DA 如是说,也准备这么干。

某种意义上,以太坊是比特币的改进,具有PoW-->PoS、UTXO-->账户模型、单体-->模块化、脚本-->智能合约四大区别,二者的交互点是恰好是模块化,即扩容路线的趋同演化,区别在于比特币是被动的模块化,越来越多的 L2 把比特币当成 DA 和结算或者共识层。

所以必须承认是“先有模块化的以太坊,产生了 Rollup 对 DA 的市场需求,进而导致 DA 层开始火热”,这里的隐含前提是 Rollup 已经不再是主角,至少以太坊上的 Rollup 是如此。

可以稍作区分,至少要分成以太坊系 DA 方案,如以太坊、EigenLayer、Celestia 和 Near DA,以及比特币上把 BTC 作为事实上 DA 的闪电网络、OmniLayer 和 B² Network。

这里面蕴含的区别在于,对于以太坊而言,以太坊自身和 EigenLayer 的方案仍旧是以 ETH 和以太坊网络为中心,最终赋能的是 ETH,这根植于 Rollup 的经济学设计,即 Rollup 需要给主网提交“过路费”来使用主网基于ETH PoS 网络的安全保障,这里的过路费主要就是 DA 成本,就是 Rollup 交易数据发布到以太坊上进行最终处理的成本

以太坊DA 经济学

对于比特币而言要简单的多,比特币一没智能合约,二没节点审查,你喜欢把什么写进交易数据都行,只要交矿工费即可,但是必须注意,写进就没后悔药,无法回滚数据或者 slash 任何节点,BTC L2 要自行解决交易冲突的问题。

嘴上都是主义,心里全是生意

Vitalik 发起了关于 L2 和 Rollup 定义与分类争论,区分了 Rollup、Validium 和 Sovereign Rollups 的区别,主要维度就在于 DA 的方案选择,在中世纪结束后的几个世纪,还能看到熟悉的“除你教籍”的操作。

以太坊Visa 总结的 Rollup 区别

我们只需要记住数据可用性问题不是纯粹的技术方案和定义之争,核心在于 ETH 在 PoS 时代的收益成本,这是关乎真金白银的问题,技术之争只是表象,因此只做简单介绍。

狭义上而言,数据可用性就是“轻客户端如何验证全节点数据”,基本上可以沿着下面的逻辑去推导,来源于 Vitalik 和 Celestia 创始人的论文:

  • 全节点存在造假可能,即给出的数据存在问题;
  • 全节点中,至少有一个节点是诚实节点,保存了完整数据或真实数据;
  • 轻节点要有能力“去伪存真”,能及时校正造假数据,比如多个轻节点能互相交叉验证不同的数据,这是抽样机制。

这里的核心是证明机制,以 Celestia 为例,欺诈证明是 DA 运行的核心,使用欺诈证明来及时修正错误,同时,验证欺诈证明比生成欺诈证明要更快,轻客户端可以迅速完成验证,不影响用户使用。

我们对欺诈证明做深入讨论,对于欺诈证明而言,大家只需记住这很接近 OP 系 Rollup 的乐观验证过程,即先假设为真,随后再处理有问题的。

欺诈证明的推理逻辑:

  • 全节点中存在至少一个诚实节点;
  • 广播机制可以正常运作,延迟低于网络有效性上限;
  • 存在一定数量的轻节点,可以组合恢复出完整数据,或者等效的数据证明;

在这种逻辑下,可以得出结论:轻节点的安全性和有效性等效于全节点。

既然有 OP,那么也自然有 ZK 路线的仿写,事实上,以太坊和 EigenLayer 都是“有效性证明”的路线,即事前就生成有效性的证明分发出去,但是生成本身需要大量算力资源消耗。

总结下,Celestia 和 Near DA 组成链外+欺诈证明(OP-like)+ 廉价 + 原生代币 DA 方案,以太坊和 EigenLayer 组成链内 + 有效性证明(ZK-like)+ 较贵 + ETH DA 方案阵容。

以太坊各 DA 方案对比

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。

以太坊DA 方案对比

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。

以太坊B² Network 技术架构

在设计上,B² Network 部分分离了比特币的 DA 角色,比特币主网承担的更多是结算层的作用,B² Network DA 层的数据存储需要 B² 节点提供额外的激励机制,以此来覆盖去中心化存储的成本。

B² Network 的 EVM 兼容性无需过度考察,但是其大概率会发行自身代币,并且比特币主网的交互成本如何廉价化也需要考虑在内,毕竟比特币的使用成本非常高。

整体上,比特币 DA 化还在起步阶段,需要其上的铭文、符文和 BTC L2 大规模实用化才会催生真实需求,但是基本上不会跑出以太坊实践的路径,只是在实现路径上会存在区别,需要考虑脚本语言和存储成本的双重限制。

以太坊 DA:围堵 Celestia

DA 现在为人所知,和 Celestia 关系很大,而正是 Vitalik 在 2018 年和 Celestia 创始人 Mustafa 共同发表了名为《Fraud and Data Availability Proofs: Maximising Light Client Security and Scaling Blockchains with Dishonest Majorities》的论文,由此引申出 DA 的作用机制和实现原理。

Celestia 的欺诈证明机制,轻客户端和最小化诚实全节点数量等都在其中有所展现,随后,Mustafa 以 LazyLedger 为名搭建了 Celestia 的前身。

只不过没想到,在 Celestia 真正推出市场后会遭到 Vitalik 的抵制,经济纠纷是核心原因,前文已经解析,不再赘述。

Celestia 自然没有太大多正统性,属于以太坊外的 DA 层,选择 Celestia 作为 DA 层的 Rollup 也被去掉名号,但是在廉价的吸引力法则下还是有越来越多的各类项目来投奔。

Celestia 的运作机制并不复杂,核心在于轻节点通过 DAS(数据可用性抽样)机制来高效验证全节点数据。

Celestia 廉价来源于将计算转移至链下,这不仅让 DA 层高速运转,还有效可以兼容任意编程语言和 VM (虚拟机),开发 dApp 的友好程度也是生态快速发展的妙招。

目前,各类 Rollup 方案、RaaS、Rollup 开发架构、结算层、跨链桥和钱包等应用都可通过 Celestia 进行一站式开发。

以太坊Celestia 生态

面对异乡人的进攻,以太坊一方面强调自身也可以承担 DA 层,并且在持续升级中费用会越来越低,但是受限于既有架构,和 Celestia、Near 打价格战显然并不明智,EigenLayer 顺势被推上抵抗的第一线。

不同于 Celestia,EigenLayer 本质上是以太坊上的智能合约集合,从这个角度而言,EigenLayer 就是以太坊自身,但是又可以被视为一条抽象的虚拟链,这种二象性使其可以兼顾 ETH 中心作用,也可以延伸出不同维度的作用,比如 DA、排序器、跨链桥和 L2 桥都可以使用 EigenLayer 来搭建,Eigen DA 就是如此。

通俗而言,EigenLayer 所谓的流动性再质押(Liquid Restaking)是 Lido 的套娃版本,如果 ETH 可以一边质押赚收益,一边可以兑换成 stETH 当代币使用,那么 stETH 也可以继续套娃下去,再质押产生的代币一方面是收益凭证,另一方面也可以具备完整代币作用供日常使用。

以太坊转换为 PoS 机制后,ETH 质押数量直接关系到网络的健康和安全,目前约有 3000 万枚 ETH 在质押网络中,价值 1000 亿美元左右,攻击成本仅次于比特币。

既然质押确保了以太坊的安全性,那么 LSD/LRT 理论上就可以无限套娃,持续放大质押中的代币收益,按照 1000 亿的基础价格,放大十倍也才 1 万亿美元,以太坊的价值足以支撑。

Eigen DA 的架构并不重要,EigenLayer 的经济模型能不能持续才关键,即使 EigenLayer 不行,使用以太坊主网也完全没有任何问题。

囿于篇幅限制,不再对 EigenLayer/ETH/EIP-4844 ETH、Near DA 和 Avail 进行深入解读,只需记住都是在处理没有全节点数据下提供有效性证明的问题。

结语:DA 是长期竞争

  1. 以太坊 DA 市场还要存量竞争一段时间
  2. 以太坊 DA 市场已经开打,Celestia 已经率先发行代币 TIA,EigenLayer 虽然以 ETH 为中心,但是真的不发币的项目这年头可不多见,且看后效。
  3. 虽然还会有新的 DA 方案浮现,但是以太坊上的 DA 生意基本已经完成跑马圈地,不会再有更多新意。
  4. 比特币 DA 化还在增量竞争,需要等 BTC L2 决出雌雄
  5. 根据我的判断,比特币被当成类似以太坊 DA 角色的可能性不会很大,智能合约的缺乏还在其次,主要还是成本过于昂贵,数据压缩几百倍、几千倍也还是太贵,说到底以太坊都不适合数据存储,就更别说比特币了。

参考文献:

  1. Mustafa Al-Bassam: “LazyLedger: A Distributed Data Availability Ledger With Client-Side Smart Contracts”, 2019; arXiv:1905.09274.
  2. 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.
  3. 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.
  4. EigenLayer: The Restaking Collective
  5. Modular Blockchains: A Deep Dive
  6. Monolithic vs. modular blockchain
  7. The Ethereum Off-Chain Data Availability Landscape
  8. On data availability layers
  9. NEAR Foundation Launches NEAR DA to Offer Secure
  10. Why NEAR Data Availability?
  11. https://docs.eigenlayer.xyz/eigenda/overview/
  12. A comparison between DA layers
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