為什么「數據可用性」對區塊鏈擴容來說至關重要？_EDA

你可能聽說了，Ethereum的分片路線圖已經基本上取消了執行分片，如今只專注于數據分片，從而使Ethereum的數據空間吞吐量最大化。

你可能也看到了最近關于模塊化區塊鏈的討論，深入地研究了Rollup，了解了volitions與validiums，然后也聽說了「數據可用性解決方案」。

但是，在這個過程中你可能也會產生一個疑問：「到底什么是數據可用性？」。

在我們開始解釋這個問題之前，我們可以先來回顧一下大多數區塊鏈的工作原理。

交易、節點與惡名昭著的區塊鏈三難困境問題

當你遇到了一個新的OHM分叉，如果它有著高得驚人的年利率，那你肯定會毫不猶豫的按爆「質押」那個按鈕。但是，當你在上Metamask提交交易時會發生什么？

簡單來說，你的交易會進入到內存池當中，假設你給礦工或驗證者的賄賂足夠高，你的交易會被放入到下一個區塊中，并被添加到區塊鏈上供后人查閱。然后，這個包含著你交易的區塊會被發送到區塊鏈的節點網絡中。之后，全節點將下載這個新的區塊，執行并計算這個區塊中包含的每一筆交易，同時確保這些交易都是有效交易。比如，在你的交易中，這些全節點可能會驗證你是否有從其他人那里竊取資金，以及你是否有足夠的ETH來支付Gas費等等。因此，全節點的重要任務便是對礦工和驗證者執行區塊鏈的各項規則。

6000萬枚USDT從Tether Treasury轉移到Bitfinex:金色財經報道，據WhaleAlert監測顯示，有6000萬枚USDT(60,041,999 USD)從Tether Treasury轉移到Bitfinex。[2023/5/22 15:19:00]

正是因為這一機制，傳統區塊鏈便出現了擴容的問題。由于全節點會檢查每筆交易以驗證它們是否遵循區塊鏈的規則，因此區塊鏈無法在不提高硬件水平的情況下每秒鐘處理更多的交易。但是，如果運行全節點的硬件要求提高了，那么全節點的數量就會變少，而去中心化的進程也會受到影響——如果能夠確保礦工/驗證者遵守規則的人少了的話，那情況就相當危險了。

數據的可用性是我們不能同時擁有擴容、安全與去中心化的主要原因之一

這種機制也說明了在傳統單片式區塊鏈中保證數據可用性的重要性：區塊生產者必須公布并提供他們生產區塊的交易數據，以便全節點來檢查他們的工作。如果區塊生產者不提供這些數據的話，全節點就無法檢查他們的工作，而且也就無法確保他們有在遵守區塊鏈規則。

Nansen報告：FTX和Alameda持有的大量FTT從未進入流通市場，這也成為Alameda一大弱點:11月18日消息，據Nansen于11月17日發布的《鏈上分析：Alameda與FTX的崩塌》報告，FTX和Alameda從一開始就有著緊密的聯系。FTX的平臺幣FTT，從被創建的第一天起就涉及Alameda。兩者壟斷了FTT總供應量中的大部分代幣，這部分從未真正進入流通市場。Alameda、FTX的初步成功，以及FTT的快速上漲都很可能提升了Alameda資產負債表中的資產價值。其中的FTT頭寸很可能被Alameda用作抵押借款。如果借來的資金用于非流動性投資，FTT將成為Alameda的一大弱點。

隨著5月Terra/UST的崩潰，流動性緊缺接踵而至，許多債權人在3AC和Celsius崩潰后開始收回貸款。Alameda需要依然愿意用現有的抵押品發放貸款的資金來源，來提供流動資金。Alameda在FTX上存放了價值約30億美元的FTT，其中大部分一直保留到事件發生后。[2022/11/18 13:20:42]

現在你應該理解了為什么數據可用性在傳統單片式區塊鏈中非常重要了，接下來讓我們來探討一下它在人見人愛的可擴展性解決方案——Rollup中扮演著怎樣的角色。

Circle推出基于Verit的機構數字身份系統:10月1日消息，USDC發行商Circle宣布推出基于去中心化身份憑證發行、托管和驗證開源框架Verit的機構數字身份系統。擁有Circle賬戶和MetaMask機構錢包的機構可以通過申請獲得KYB（Know Your Business）憑證，使Web端和移動端應用和智能合約能夠驗證用戶權限（包括使用權限、時間、地點等），以進行許可的鏈上活動。[2022/10/1 18:36:59]

在Rollup背景下，數據可用性發揮著怎樣的重要性

讓我們先來重溫一下Rollup是如何解決可擴展性問題的：與其提高運行全節點的硬件要求，為什么我們不去減少全節點需要驗證有效性的交易數量？我們可以將交易的計算和執行工作從全節點交由給一個更強大的計算機來完成。

但這是否也意味著我們必須信任序列器？如果全節點的硬件要求要保持在較低水平，那么在檢查工作時，它們的速度肯定會慢于序列器。那么，我們如何確保這個序列器提出的新區塊是有效的呢。鑒于這個問題一直被反復提及，我相信你已經知道了這個問題的答案，但也請你繼續耐心讀完接下來的內容：

對于OptimisticRollup，我們可以靠欺詐證明來維持序列器的可靠性。但是，如果我們想讓其他人也能計算欺詐證明，那么他們便會需要序列器所執行的交易數據，以便提交欺詐證明。換句話說，序列器必須提供交易數據，否則沒人能保證OptimisticRollup序列器的可靠性。

HV Bancorp參與MakerDAO Protocol和穩定幣DAI的首筆商業貸款:8月20日消息，納斯達克上市公司HV Bancorp（HVB）宣布與MakerDAO Protocol和穩定幣DAI之間進行了其首筆商業貸款業務，有效將數字貨幣轉換為現實世界資產，為MakerDAO的穩定幣DAI產生穩定的收益，同時也讓HVB有機會提供商業貸款資金。通過這項交易，作為美國受監管經紀交易服務提供商的HV Bancorp將會把DAI轉換為美元并存入特拉華州信托賬戶（DTA），MakerDAO將使用從DAI穩定幣轉換而來的1億美元預先為DTA提供資金，并將這些資金的余額提供給HVB貸方，旨在讓DAI得到來自美國監管金融機構的收益性商業資產支持。（FinTech Futures）[2022/8/20 12:37:37]

擦除代碼技術和游戲《堡壘之夜》中能讓你在那次嚇到貓以后繼續欺負你那個討人厭的表弟和他的朋友，使用的是一個技術。

不過請注意，交易數據塊進行了擦除編碼處理以后，序列器要想做出不當行為必須扣留該區塊50%以上的數據。但如果該區塊沒有被擦除編碼的話，那么序列器只留存1%的數據就可以做出不當行為了。所以說，通過對數據進行擦除編碼處理，全節點就更能確保序列器能夠實現數據可用性了。

Voyager以200萬美元出售加密平臺Coinify所有股權給Ascension ApS:8月18日消息，加密借貸公司Voyager宣布以200萬美元現金出售加密貨幣平臺Coinify的所有股權給Ascension ApS。如果Ascension ApS在交易后三年內隨后出售Coinify，則規定了額外的有條件的盈利支付，從而為Voyager保留了潛在的上漲空間。

據悉，Coinify是一個在歐洲、亞洲和其他地區運營的加密貨幣平臺，通過Coinify API提供個人和企業加密貨幣交易、加密支付處理服務和企業解決方案。Voyager于2021年8月購買了Coinify。2022年8月16日，Coinify的出售計劃獲得了紐約南區美國破產法院的批準。（prnewswire）[2022/8/18 12:33:28]

盡管如此，我們也想盡可能確保序列器能提供全部數據。在理想情況下，我們希望序列器能達到的可靠性與我們直接下載整個交易數據塊一樣高，而事實上，這是完全可以實現的：全節點可以隨機從該區塊下載一些數據。如果序列器行為不端，全節點將有小于50%的幾率被欺騙，即在序列器試圖扣留數據時隨機下載一部分數據。這是因為，如果序列器意圖行為不當、扣留數據，那么它們必須扣留大于50%擦除編碼的數據才行。

與此同時，這也就意味著，如果全節點可以兩次進行該操作的話，就可以大幅降低被欺騙的可能性。全節點通過隨機選擇另一塊數據進行第二次下載，就可以把被欺騙的概率降到25%以下。事實上，全節點第七次隨機下載數據時，其未能檢測到序列器扣留數據的幾率將小于1%。

這一過程被稱為使用數據可用性證明的抽樣，或者也可以直接稱為數據可用性抽樣。它的效率非常高，因為該抽樣可以讓節點在只下載序列器于主鏈上發布的一小部分數據的情況下，就可以保證其效果與下載并檢查整個區塊相一致。為了讓大家有一個更直觀的感受，你可以想象一下，如果你在小區散步10分鐘就能消耗和跑步10公里一同樣多的熱量，是不是就能感受到數據可用性抽樣的強大了。

如果主鏈全節點可以進行數據可用性采樣的話，我們就能確保Rollup序列器不出現錯誤行為。我們現在都應該感到高興，因為我們已經可以確信Rollup的確能夠擴展我們最喜愛的區塊鏈。但在你想退出這個網頁之前，是否還記得我們仍需要找到一種方法來擴展數據可用性本身？如果我們想讓世界上所有人都加入到區塊鏈當中，從而掙到更多的錢，那我們就需要建設Rollup；如果我們想用Rollup來擴展區塊鏈，那我們不僅需要限制序列器做出不當行為，而且我們還必須擴展數據空間的吞吐量，從而降低序列器轉儲交易數據的成本。

數據可用性證明也是擴展數據空間吞吐量的關鍵

近期，一個有著專注于擴展數據空間吞吐量路線圖的layer1便是Ethereum了。它希望通過數據分片來擴展數據空間的吞吐量，這也就意味著不是每個驗證器都會像目前的節點那樣繼續下載相同的交易數據。相反，Ethereum將從本質上把它的驗證器網絡分為不同的分區，該操作也被稱為「分片」。假設你有1000個驗證器，并且它們都用來存儲相同的數據，那么如果你把它們分成4組，每組250個驗證器，你一瞬間就將Rollup轉儲數據的空間增加了4倍。這看起來很簡單，對嗎？

Ethereum在其「近期」數據分片路線圖中正嘗試設置64個數據分片

然而，問題是，一個分片內的驗證器只能下載被轉儲到他們分片上的交易數據。而且這意味著一個分片內的驗證器不能保證序列器轉儲的全部數據都可用——它們只能保證轉儲到他們分片的數據是可用的，但不能保證其他分片的數據可用。

因為，我們可能會遇到這樣的情況：一個分片中的驗證器不能確定序列器是否發生了錯誤行為，因為他們不知道其他分片中發生了什么，而這一問題也可以用數據可用性抽樣來解決。如果你是一個分片中的驗證者，那么你就可以使用其他每一個分片中的數據可用性證明進行數據抽樣。這樣一來，你就相當于是每個分片的驗證者了，數據可用性也就因此得到了保證，而Ethereum也可以安全地進行數據分片了。

其他一些區塊鏈，也就是Celestia和PolygonAvail也想大規模擴展其數據空間吞吐量。與其他大多數區塊鏈不同的是，Celestia和PolygonAvail都只做兩件事：下單區塊與交易，以及成為數據可用性層。這意味著，為了保證Celestia與PolygonAvail驗證者的可靠，我們非常需要一個去中心化的節點網絡，以確保其驗證者有在正確存儲和訂購交易數據。但是，由于這些數據不需要做任何處理，你就并不需要使用全節點來保證他們的可靠性了。相反，能夠完成數據可用性采樣的輕節點將也可以完成全節點的工作，而如果有很多輕節點都可以用數據可用性證明進行采樣的話，就足以讓驗證者在保證數據可用性方面負起責任了。也就是說，只要有足夠的節點使用數據可用性證明進行數據可用性采樣，你就可以擴大區塊，提升驗證者的硬件要求，從而提高數據空間的吞吐量。

現在讓我們來回顧一下：數據可用性問題也許是區塊鏈三難困境的關鍵，對我們所有在擴展方面的努力都造成了影響。幸運的是，我們能夠利用數據可用性證明這一核心技術來解決數據可用性問題。這讓我們得以大規模擴展數據空間的吞吐量，降低了Rollup轉儲大量交易數據的成本，以便其處理足夠多的交易，從而讓全世界的人都能參與進來。此外，數據可用性證明也讓我們可以在無需信任Rollup序列器的情況下，就可以保證它的可靠性。希望這篇文章能讓你理解為什么要想充分發揮Rollup的全部潛力，數據可用性是如此的重要了。

來源：金色財經

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