DA数据发布与历史数据检索的区别及重要性解析

转发原文标题:对数据可用性的误解:DA=数据发布≠历史数据检索 数据可用性(DA)常被误解为”历史数据可检索”,实指”数据发布”机制。L2BEAT联创与Celestia创始人澄清:DA确保新区块数据完整发布至网络,而非历史存储。以太坊通过P2P广播实现DA,而Validium需DA保障资金安全,Plasma则不需要。Vitalik提出的数据可用性采样(DAS)结合纠删码技术,使轻节点无需完整区块即可验证数据完整性。Rollup中ZK-Rollup通过状态变化+有效性证明实现高效DA,而乐观Rollup需披露更多交易数据。Celestia等方案正构建以太坊外可信DA层。

CHAINTT 安全事件资讯

导语:在区块链领域,数据可用性(DA)这个概念经常被误解。很多人第一反应认为DA就是”能够获取历史数据”,但实际上这是一个普遍存在的认知偏差。近期L2BEAT联合创始人、Danksharding提出者以及Celestia创始人都对此进行了澄清,强调Data Availability本质上是指”数据发布”功能,而非”历史数据可检索”这种涉及数据存储的概念。

举例来说,Dankrad最近在讨论Layer2的强制提款机制时指出,Validium需要获取最新的L2状态来构造Merkle Proof,而Plasma则只需要7天前的数据。这个差异源于两者对合法Stateroot的判定方式不同。通过这个案例,Dankrad清晰地展示了DA与历史数据检索的区别——DA主要关注新发布的数据。

L2BEAT团队进一步强化了数据可用性(DA)与数据存储(DS)的区分。Bartek多次强调,DA和能够查询历史数据是完全不同的概念。用户能够获取L2数据,很大程度上依赖于数据提供节点的善意。为此,L2BEAT计划将”是否有开放的数据存储节点”作为评估Rollup的新指标,与DA分开考量。

以太坊社区和基金会成员的这些讨论表明,他们正在对Layer2相关概念进行系统性梳理,试图给出更精确的定义。目前围绕Rollup和L2的许多术语都缺乏清晰界定,比如”历史数据”的时间范围——有人认为由于智能合约只能调用256个区块内的数据,因此50分钟前的数据就算”历史数据”。

值得注意的是,Celestia和以太坊基金会对”Rollup”的定义也存在差异。本文旨在澄清DA与数据存储的区别,通过追溯DA的起源、解析数据可用性采样技术、分析Rollup的DA实现方式,帮助读者理解数据可用性本质上就是数据发布功能。

DA概念的起源

Celestia创始人Mustafa这样解释”数据可用性”:当区块生产者提出新区块时,如何确保区块中的所有数据都已发布到网络?如果区块生产者不完整发布区块数据,就无法检测区块中是否包含无效交易。

Mustafa指出,以太坊Rollup简单地将L2区块数据发布到以太坊链上,依赖ETH来保证数据可用性。以太坊官网对DA的定义是:”如何验证新区块的数据是否可用?”特别是对于轻客户端来说,DA问题是指在无需下载整个区块的情况下验证区块可用性。

以太坊官网明确区分了数据可用性与可检索性:DA关注的是区块提出时节点下载数据的能力,与尚未达成共识的区块相关;而数据可检索性是指从区块链中检索历史信息的能力。虽然存档可能需要历史数据,但节点验证区块和处理交易时并不需要这些历史数据。

Celestia中国贡献者任泓毅认为,Layer2基于以太坊的安全性和去中心化假设,排序器可以放心地将DA数据发布到以太坊,这些数据会无障碍传播给所有以太坊全节点。由于L2全节点本身运行Geth客户端,属于以太坊全节点的子集,自然能够接收Layer2的DA数据。

EthStorage创始人Qi Zhou博士则将DA定义为:确保用户提交的交易数据不会被扣留。对应的信任模型是只需信任L1协议本身,无需引入额外信任假设。Qi Zhou指出,当前以太坊的DA实现方式是P2P广播协议,每个全节点都会下载并传播新区块,存储Rollup数据。不过以太坊全节点不会永久存储历史数据,在EIP-4844实施后可能会自动删除18天前的数据。目前全球存储完整历史数据的档案节点很少,EthStorage正致力于填补这一空白,帮助Layer2建立专属的永久数据存储节点。

关于DA的早期讨论可以追溯到Vitalik 2017年的推文和github文档。当时他认为,要保证区块链的可扩展性和高效率,就需要提高全节点的硬件配置。但这样会增加运行成本,可能导致区块链中心化。

Vitalik提出可以设计一种方案,解决高性能全节点中心化带来的安全隐患。他计划引入纠删码和数据随机抽样,使低配置的轻节点无需获取完整区块也能确认区块的有效性。这个想法源自比特币白皮书中的概念:轻节点可以不接收完整区块,当区块有问题时,诚实全节点会发出警报。这个思路后来发展为欺诈证明,但仍无法确保诚实全节点总能获得足够数据,也无法判断区块提议者是否扣留了数据。

例如,节点A可能发布欺诈证明,声称从节点B收到了不完整区块。但无法判断这个不完整区块是A伪造的还是B发送的。Vitalik提出可以用数据可用性采样(DAS)解决这个问题,这表明DA本质上与数据发布相关。

Vitalik在《A note on data availability and erasure coding》一文中讨论了这些问题及其解决方案,指出DA证明实质上是对欺诈证明的补充。

数据可用性采样技术

DA概念并不容易解释,Vitalik的github文档前后修改了18次。最后一次更新是在2018年9月25日。就在前一天,Celestia创始人Mustafa与Vitalik联合发表了著名论文《欺诈与数据可用性证明:在不诚实多数情况下最大化轻客户端安全性和扩展区块链》。

有趣的是,这篇论文的第一作者是Mustafa而非Vitalik。文中提出了欺诈证明概念,解释了DAS原理,初步设计了结合DAS、二维纠删码和欺诈证明的混合协议。论文明确指出,DA证明系统是对欺诈证明的必要补充。

从Vitalik的角度看,这套协议的作用可以概括为:假设一条公链有N个高性能共识节点(Validator),虽然TPS高,但节点数量少,中心化程度高,串谋风险大。但只要至少1/N的Validator是诚实的,能够检测无效区块并在必要时广播欺诈证明,轻节点或诚实Validator就能发现安全问题,通过惩罚恶意节点或社会共识分叉使网络恢复正常。

但如前所述,如果诚实全节点收到不完整区块并发布欺诈证明,很难判断是区块提议者未发布完整数据,还是其他节点扣留了数据,或者是发布证明的节点自导自演。此外,如果多数节点串谋,1/N的诚实Validator可能被孤立,无法获取新区块,形成数据扣留攻击。此时诚实节点难以区分是网络问题还是多数节点串谋。

因此需要一种方法,确保诚实Validator极大概率能获取验证区块所需数据,并能识别数据扣留攻击的来源。这种安全模型比普通PoS链的”诚实多数假设”提供更多保障,数据可用性抽样(DAS)就是具体实现方式。

假设网络中有大量轻节点(如10N个),每个都连接多个Validator。这些轻节点会向Validator发起多次数据抽样请求,每次只请求区块的一小部分数据(如1%)。然后将获取的数据片段传播给缺少这些数据的Validator。只要轻节点足够多且抽样足够频繁,即使部分请求被拒绝,也能确保所有Validator最终获得验证区块所需的足够数据,从而抵消非提议者节点的数据扣留影响。

(图源:W3 Hitchhiker)

如果多数Validator串谋拒绝轻节点请求,人们很容易发现链出问题(因为网络问题不会导致大规模请求失败)。因此该方案能极大概率检测多数串谋行为,虽然这种情况本身就很少发生。

这样就能解决非提议者的不确定性因素。如果区块提议者扣留数据(比如使用二维纠删码时,区块包含2k×2k个片段,还原原始数据至少需要约k×k个片段,占1/4。提议者要让其他人无法还原数据,至少需要扣留(k+1)×(k+1)个片段),最终会被诚实Validator检测到并广播欺诈证明。

据Vitalik和Mustafa表示,他们整合了已有的想法并进行了创新。从构思出发点和实现方式看,”数据可用性”关注的是验证最新区块所需的数据是否被完整发布并被验证者接收,这与”历史数据可检索性”有本质区别。

以太坊Rollup的DA实现方式

理解了上述内容后,再看以太坊Rollup的DA实现就清晰多了:Rollup中的区块提议者是排序器(Sequencer),它定期在以太坊上发布验证Layer2状态转换所需的数据。具体来说,就是向指定合约发起交易,在自定义参数中嵌入DA数据,最终记录到以太坊区块中。由于以太坊的去中心化特性,可以确信排序器提交的数据会被”验证者”接收。不同Rollup网络中”验证者”的角色各不相同。

(Arbitrum排序器向以太坊合约提交的交易批次,合约本身不验证数据,只触发事件通知L2全节点)

具体而言,ZK Rollup使用以太坊上的验证者合约作为”验证者”。ZKR最少只需发布状态变化(State Diff)和有效性证明(Validity Proof),验证者合约会检查有效性证明是否与状态变化匹配。验证通过后,排序器发布的L2区块就被视为有效。

(来源:前Polygon Hermez白皮书)

乐观Rollup需要在以太坊上发布更多数据,因为它依赖L2全节点下载数据并验证区块有效性。因此至少需要披露每笔L2交易的数字签名(通常使用聚合签名)、合约调用的输入参数、转账地址和防重放攻击的Nonce值等。虽然比完整交易数据有所精简,但仍比ZK Rollup更臃肿。

相比ZK Rollup,乐观Rollup的DA成本更高。ZKR只需披露交易执行后的最终状态变化和简洁的有效性证明,而OPR需要让所有交易在其他全节点上重新执行。W3hitchhiker曾估算,在不考虑EIP-4844和blob的情况下,ZKR的扩容效果可达OPR的数倍。如果考虑ERC-4337智能钱包(用生物特征替代私钥签名),ZKR的优势会更明显,因为它不需要将生物特征数据发布到以太坊,而OPR需要。

至于Validium和Plasma/Optimium,它们使用以太坊链下的DA层实现数据可用性。例如采用有效性证明的ImmutableX建立了数据可用性委员会(DAC)专门发布DA数据;Metis使用Memlabs;Rooch和Manta则采用Celestia。目前来看,凭借DAS和欺诈证明系统,Celestia是以太坊之外最可信的DA层项目之一。

<img src="

声明:文章不代表CHAINTT观点及立场,不构成本平台任何投资建议。投资决策需建立在独立思考之上,本文内容仅供参考,风险 自担!转载请注明出处:https://www.chaintt.cn/11914.html

上一篇 2025年7月18日 20:42
下一篇 2025年7月18日 21:15

相关推荐

  • Phoenix (PHB) 是什么?全面解析其特点与用途

    Phoenix(PHB)是一个结合区块链与AI技术的去中心化基础设施项目,旨在解决中心化AI模型面临的数据隐私、可扩展性和访问不平等问题。其核心产品包括PhoenixNode硬件和SkyNet弹性计算层,支持AI任务的高效处理与资源分配。PHB代币用于交易、质押及治理,而CCD代币专为计算资源支付设计。Phoenix已与Binance、阿里云等企业合作,并在金融、游戏、物联网等领域提供AI解决方案。2024年发布的PhoenixNode经济学Litepaper进一步明确了其挖矿机制与回报预期,巩固了其在AI DePIN领域的领先地位。

    2025年8月9日
    1470
  • 再生金融(ReFi):探索加密货币的绿色可持续发展路径

    概述 再生金融(ReFi)作为区块链与可持续发展的创新结合,通过代币化碳信用、去中心化气候融资等机制,将加密货币从”环保破坏者”转变为”生态修复者”。其核心在于利用区块链技术量化生态贡献,构建透明、高效的可再生经济体系。 市场潜力 ReFi市场与万亿美元规模的全球碳市场紧密关联,通过降低投资门槛提升碳信用流动性,在碳交易、再生农业、可再生能源等领域开辟新机遇。 运作机制 ReFi通过dMRV技术验证生态数据,代币化环境资产,结合DAO治理实现资金精准投放,形成”监测-代币化-交易-再投资”的闭环体系。 代表项目 KlimaDAO构建链上碳市场,Powerledger推动P2P可再生能源交易,Moss.Earth通过NFT保护雨林,展现ReFi多元化应用场景。 挑战与展望 尽管面临能耗争议和监管不确定性,ReFi在技术进步、政策协同和ESG投资驱动下,有望成为连接区块链与绿色金融的关键桥梁。

    2025年8月8日
    2690
  • 什么是 Osmosis (OSMO)?区块链跨链流动性协议完整指南

    Osmosis是基于Cosmos生态的去中心化交易所(DEX),采用创新的AMM模型和IBC跨链协议,支持高度可定制的流动性池。其原生代币OSMO具备治理、质押、流动性激励等多重功能,通过二次方投票机制实现去中心化治理。作为Cosmos生态核心流动性枢纽,Osmosis已集成Keplr钱包、Mars协议等多样化应用,并通过Sodium升级持续优化跨链交易体验,在DeFi领域展现出强劲发展潜力。

    2025年7月12日
    2280
  • 牛市期间如何参与一级市场?普通人投资一级市场的5种主要方式

    摘要 本文重申不直接推荐具体代币的投资原则,强调牛市期间应注重学习、建立关注清单、控制贪婪并追踪资金流向。建议通过筛选近期表现优异项目、关注X平台中小KOL获取Alpha信息,并保持投资组合的叙事多元性(如AI/RWA/GameFi赛道)。同时详解IDO参与方式,列举APETerminal、DAO Maker等平台当前6个热门项目案例及其历史回报数据,提供4月IDO日历供读者拓展一级市场参与渠道。

    2025年7月28日
    3020
  • 亚马逊推出贝佐斯稳定币的背后原因与战略分析

    尽管Facebook的Libra稳定币项目失败,但企业数字货币仍可能崛起。亚马逊凭借2亿月活用户和1.67亿Prime会员,具备推出稳定币的潜力。其”亚马逊币”可能通过购物折扣吸引用户,并借助AWS云服务扩大企业应用。关键在于解决监管合规问题,并建立用户信任。这种由科技巨头主导的私人数字货币可能挑战美元地位,促使央行加速推出数字货币以应对竞争。

    2025年10月10日
    1960
风险提示:防范以"数字货币""区块链"名义进行非法集资的风险