Layer2中Data Availability的核心作用

作者：Haotian；来源：作者推特@tmel0211

有朋友让我分析layer2四大天王之外的新秀，比如Linea、Polygon zkEVM、Mantle、Metis等四小龙。大致看了下，发现大部分layer2的差异核心在两点：

1）Data Availability是否依赖以太坊主网；

2）EVM亲和度如何？

EVM是否等效容易理解，决定了开发者低门槛的生态转移；本文基于科普视角来探讨下，Data Availability到底是什么？为什么DA层是layer2的核心层？Celestia和Eigenlayer等第三方DA做了哪些取舍？

-先通俗解释下什么是Data Availability？

简单来说，Data Availability就是区块链网络中，所有节点都能获取到系统产生的全部历史数据的可用性。为什么这很重要呢?因为区块链是分布式的，记录在不同节点上。如果某些关键数据丢失或被隐藏了，整个系统的安全性就会被破坏。

举个例子，假如一笔交易的详细信息只有部分节点知道，其他节点无法获取，那么这笔交易就无法被全部验证者正确验证。再比如，要查询一个账户余额，必须遍历所有相关的历史交易，来计算出最终结果。如果中间缺少了某些交易数据，余额结果就错误了。

所以Data Availability确保了任何节点都可以获取全部历史数据，才能进行正确验证和查询，确保区块链系统中的数据不会丢失或隐藏,所有节点都可以获取完整数据。若DA层无法正常工作，以Optimism为例，其7天挑战期将无法进行，因为batch前后的state若Calldata无法正常可读取，Rollup合约就无法确认。归根结底，DA是为了确保区块链账本系统的安全性。

-谈下layer2以太坊为DA层的优劣分析

使用以太坊作为Layer 2的DA层确实可以利用以太坊的安全性和数据完整性,这是最大的优势，不然layer2的交易被恶意篡改和无序记账都没有任何约束，这样的layer2网络自然很难受到主流认可。但是以太坊自身的区块容量和交易吞吐量有限,长期来看可能难以支持高TPS的Layer2网络。

这种容量上的严重不匹配,意味着大量Layer 2交易排队等待区块确认,无法及时完成DA验证。同时也增加了Layer 2对以太坊区块空间的竞争,推高Gas费用。

所以仅依赖以太坊主网作DA层。长期来看一定会成为layer2发展的瓶颈，所以在layer2发展过程中出现了一些主流的DA解决方案：

1）压缩状态数据到L1，比如zkSync提交zkSNARK证明到主网，大量的原始交易数据由L2维持；

2）由第三方公链平台如Celestia提供DA层解决方案，数据提交到第三方分布式网络进行验证并同步结果状态到L1；

3）坎昆升级后加入了Blob额外存储空间，用KZB工具编码和验证。

-第三方DA模块化解决方案取舍

提到第三方DA模块化解决方案，最让人熟知的就是Celestai和Eigenlayer两个项目了（还有Ethstorage）。

Celestia网络本身可以容量的交易量很大，可确保layer2上的应用产生的大量数据可保证DA的有效性，只把交易状态批量上传到以太坊，因此是一种可高度模块化组合的DA解决方案；

Eigenlayer则将交易处理和数据存储进行了分离，交易快速处理在rollup中，但完整性数据存储在Eigenlayer自主构建的分布式网络中，Rollup只会将关键数据比如区块头和Merkle树根上传到以太坊。需要读取完整数据时，Rollup合约会实时读取Eigenlayer网路的数据。

目前这两个模块化DA方案都比较受欢迎，比如 Eclipse、Cevmos等Cosmos生态的应用链都以Celestia为DA层，Mantle等layer2网络则以Eigenlayer为DA层。

应该讲，模块化的DA方案是一种更定向于未来的DA解决方案，毕竟其嵌套了第三方外部共识，并没有直接以以太坊为DA共识更强，所以才有人提议把采用三方DA解决方案的项目逐出layer2梯队。

本质上，在于你是否信任这种外部嵌套进可以强化容量和性能的DA解决方案。在我看来，短期看一定是以太坊DA更受欢迎，但长期看尤其是应用多链时代起来，这类第三方模块化DA方案也可能会跑出来强共识。

简单系统谈了下Data Availability对于layer2的影响，在看来涌现的各类layer2，思路和框架就很清晰了，OP和ZK Rollup的方式核心是验证数据状态准确性方式的差异，而是否采用第三方模块化DA则是为了解决以太坊作为DA的容量局限性。而坎昆升级后的Blob额外扩展则是一个折中方案。

基于这个前提，再去看各种新锐layer2方案，基础的认知框架的判断标准也就有了。