数据可用性对Layer 2的重要性探讨

以太坊生态中一直存在关于Layer 2(L2)数据可用性的争议。有研究人员认为,不使用以太坊获得数据可用性就不能被视为L2。如果按照这种观点,许多现有的扩展解决方案都将失去L2的资格,包括一些知名项目。

那么,数据可用性到底是什么?L2面临哪些数据可用性挑战?为什么数据可用性层在L2中引发如此多争议?本文将聚焦这些问题,试图揭开数据可用性的神秘面纱。

数据可用性的定义

简而言之,数据可用性指区块生产者将区块的所有交易数据发布到网络中,使验证者能够下载。如果区块生产者发布完整数据并允许验证者下载,我们就说数据是可用的;如果隐瞒部分数据导致验证者无法下载完整数据,则数据是不可用的。

数据可用性与可检索性的区别

数据可用性和数据可检索性这两个概念容易混淆,但实际上有很大区别:

• 数据可用性涉及区块生产后、尚未通过共识添加到区块链的阶段。它与新发布数据是否能通过共识有关,而非历史数据。

• 数据可检索性涉及数据已通过共识并永久存储在区块链后的阶段,即检索历史数据的能力。在以太坊中,存储所有历史数据的节点被称为归档节点。

有观点认为,"数据可用性"这个术语可能会引起误解,建议改为"数据发布"更准确。

L2中的数据可用性问题

尽管数据可用性概念源于以太坊,但目前我们更关注L2层面的数据可用性。

在L2中,排序器(Sequencer)作为区块生产者,需要发布足够的交易数据,以便验证者检查交易有效性。这个过程面临两个主要问题:

1. 确保验证机制安全进行
2. 降低发布数据的成本

验证机制安全性

不同类型的L2采用不同的验证方式:

• 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虽然有效性证明本身不需要数据可用性,但整体上仍需要。没有可重溯的区块数据,用户将无法知晓余额,可能丢失资产。

为确保验证安全,目前L2排序器通常将状态数据和交易数据都发布在安全性较强的以太坊上,依靠以太坊进行结算并获得数据可用性。

降低发布成本

当前L2将数据可用性和结算都放在以太坊上,虽然安全性高,但成本巨大。用户支付给L2的Gas费主要由两部分组成:L2执行交易的Gas和L2向L1提交数据的Gas。后者占大头,其中保证数据可用性的交易数据又占主要部分。

降低成本的方法主要有两种:

• 降低在L1上发布数据的成本,如即将进行的EIP-4844升级。

• 将数据可用性从L1中剥离,不使用以太坊作为数据可用性层。

L2数据可用性层的争议

模块化区块链的兴起为L2提供了新的可能性。模块化区块链将区块链的核心功能解耦,形成相对独立的部分,通过组合专用网络来扩展性能。

目前普遍将模块化区块链分为四层:执行层、结算层、共识层和数据可用性层。现有L2除了将执行层从以太坊分离,其他三层功能仍在以太坊上进行。但出于成本考虑,许多L2正准备将数据可用性层也从以太坊剥离。

然而,以太坊社区似乎不希望L2从其他地方获取数据可用性。有观点认为,不使用以太坊作为数据可用性层就不算是Rollup,因此也不是L2。L2BEAT最新定义也指出,不在L1发布数据的扩容方案不属于L2,因为链下数据可用性解决方案无法保证运营商会提供发布的数据。

这种坚持可能出于安全性考虑,但也可能反映了对以太坊地位动摇的担忧。如果L2将数据可用性层也剥离,本质上是削弱了对以太坊安全性的依赖,可能对以太坊的地位构成威胁。

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和项目出现,为区块链扩展性带来新的可能。