数据可用性:Layer 2 扩容的关键要素

以太坊生态系统中,数据可用性一直是一个备受关注的话题。有观点认为,不使用以太坊获得数据可用性的扩容方案不应被视为Layer 2。这种说法如果成立,将会影响到许多现有的扩容项目,如某些平行链和侧链等。

那么,数据可用性到底是什么?Layer 2 面临哪些数据可用性挑战?为什么数据可用性层会引发如此多的争议?本文将围绕这些问题展开讨论,试图揭开数据可用性的神秘面纱。

数据可用性的定义

简单来说,数据可用性指的是区块生产者将区块中的所有交易数据完整发布到网络中,使验证者能够下载和验证。

如果区块生产者发布了完整数据并允许验证者下载,我们就认为数据是可用的;如果隐瞒了部分数据导致验证者无法获取完整信息,则视为数据不可用。

数据可用性与数据可检索性的区别

需要注意的是,数据可用性和数据可检索性是两个不同的概念:

• 数据可用性涉及新区块生产过程中,数据是否能通过共识机制被添加到区块链。
• 数据可检索性则指区块数据已经通过共识并永久存储后,检索历史数据的能力。

因此,数据可用性主要关注新发布数据能否达成共识,而非历史数据的检索。有观点认为,"数据可用性"这个术语容易引起误解,建议改为"数据发布"更为准确。

Layer 2 中的数据可用性问题

虽然数据可用性概念源自以太坊,但目前我们更关注Layer 2 层面的数据可用性问题。

在Layer 2 中,排序器承担了区块生产者的角色,需要发布足够的交易数据供验证者检查交易有效性。这个过程主要面临两大挑战:确保验证机制安全进行,以及降低数据发布成本。

确保验证机制安全

不同类型的Layer 2 解决方案采用不同的验证机制:

• Optimistic Rollup使用欺诈证明:如果排序器不发布完整数据,挑战者将无法发起有效挑战。
• ZK Rollup采用有效性证明:虽然证明本身不需要数据可用性,但整体仍需要完整数据以确保用户资产安全。

为保证验证安全,目前大多数Layer 2 项目都选择将状态数据和交易数据发布在安全性较高的以太坊主网上,以获得数据可用性保障。

降低数据发布成本

Layer 2 用户支付的gas费主要由两部分构成:Layer 2 执行交易的gas和向Layer 1 提交数据的gas。其中,后者占据了大部分成本,尤其是为保证数据可用性而发布的交易数据。

要降低Layer 2 整体成本,关键在于降低数据发布成本。主要有两种方法:

1. 降低在Layer 1 上发布数据的成本,如即将进行的EIP-4844升级。
2. 将数据可用性层从Layer 1 中分离,类似Rollup将交易执行从Layer 1 剥离的做法。

数据可用性层的争议

模块化区块链的概念为我们理解数据可用性层争议提供了背景。模块化区块链将区块链的核心功能解耦,形成相对独立的各个部分,通过专用网络组合来扩展性能。

目前普遍接受的模块化区块链分层包括:执行层、结算层、共识层和数据可用性层。Layer 2 已经将执行层从以太坊分离,但其他功能仍依赖以太坊。

然而,出于成本考虑,许多Layer 2 项目正考虑将数据可用性层也从以太坊剥离,仅将以太坊作为结算和共识层。这引发了争议,有观点认为不使用以太坊作为数据可用性层就不能算作真正的Layer 2。

这种坚持可能源于对以太坊地位的担忧。如果Layer 2 将数据可用性层也剥离,本质上削弱了对以太坊安全性的依赖,可能威胁以太坊的核心地位。

无论如何,数据可用性层相关项目仍在蓬勃发展。未来我们将看到更多创新的数据可用性解决方案出现,为Layer 2 生态系统的发展提供新的可能性。