什麼是“數據可用性”層？為什麼它對於模塊化區塊鏈至關重要？

模塊化區塊鏈架構中的數據可用性

1. 數據可用性是指在提出區塊後保證交易數據被公開並可供所有網絡參與者訪問。在傳統的整體式區塊鏈中，這種責任完全在於鏈本身——節點驗證、執行和存儲所有數據。然而，模塊化區塊鏈將這些功能分為不同的層：執行、共識和數據可用性。

2. 數據可用性層確保即使驗證者提出新區塊，他們也無法隱藏交易數據的任何部分。這可以防止惡意行為者創建看似有效的區塊，同時保留驗證所需的關鍵信息。如果無法訪問完整數據，節點就無法檢測欺詐或重建狀態，從而破壞對系統的信任。

3. Rollups，尤其是樂觀和零知識變體，嚴重依賴外部數據可用性解決方案。這些匯總處理鏈外交易，但將壓縮的交易數據發佈到另一個區塊鏈（通常是以太坊）上進行存儲。如果這些數據不可用，用戶將無法挑戰不正確的狀態轉換或安全退出匯總。

4.數據可用性的失敗會損害去中心化系統的整個安全模型，因為誠實的節點在沒有完整數據訪問的情況下無法獨立驗證正確性。隨著越來越多的應用程序遷移到假定底層數據透明的第 2 層擴展解決方案，這一點變得越來越重要。

數據可用性採樣如何增強可擴展性

1. 支持可擴展數據可用性的一項重大創新是數據可用性採樣 (DAS)。 DAS 不需要每個節點下載整個塊，而是允許輕量級客戶端通過隨機採樣塊的一小部分來概率性地驗證數據可用性。

2. 使用糾刪碼，用冗餘數據片段來擴展塊。即使某些部分缺失，也可以重建原始內容。與 DAS 結合使用時，這意味著節點只需成功採樣足夠的塊即可從統計上確認整個塊可用。

3. 這種方法大大降低了參與節點的帶寬需求，允許更多參與者在不需要高端基礎設施的情況下驗證數據可用性。它使公共區塊鏈能夠在保持去中心化的同時擴展吞吐量。

4. DAS從全量數據下載轉向統計驗證，打破了區塊大小和節點資源需求之間的直接聯繫，使大規模網絡更具可持續性。

專用數據可用性層的作用

1. Celestia、EigenDA 和 Avail 等新興項目專注於提供數據可用性服務。這些層不執行交易或強制執行智能合約邏輯；他們的唯一目的是安全有效地訂購和發布數據。

2. 通過將數據可用性與執行和共識解耦，開發人員可以靈活地設計特定於應用程序的區塊鏈。此類鏈可以利用共享的安全數據層，同時保持對其執行環境的自主權。

p>3。這些專用層通常使用專為高數據吞吐量而定制的優化共識機制。例如，Celestia 採用基於 Tendermint 的共識，並集成了糾刪碼和 DAS 支持，可在多個匯總中實現每秒數千筆交易。

4.強大的數據可用性層充當基礎信任層，允許匯總和應用鏈繼承安全性，而無需在以執行為中心的鏈上爭奪昂貴的塊空間。

安全影響和信任假設

1. 依賴外部數據可用性層引入了新的信任動態。雖然以太坊因其廣泛的驗證器集而提供了強有力的保證，但較新或去中心化程度較低的 DA 層可能會提供較弱的保證。

2. 一些系統要求用戶相信大多數 DA 驗證者的行為都是誠實的，而另一些系統則通過欺詐證明或經濟激勵支持的有效性證明來維持更強大的加密保證。

3. 長期可行性取決於激勵調整——驗證者必須因發布數據而獲得足夠的獎勵，並因扣留數據而受到懲罰。代幣經濟和削減條件在強制誠實行為方面發揮著至關重要的作用。

4.跨層依賴意味著DA層中的漏洞可以向上級聯，影響所有依賴的rollup和應用程序。因此，嚴格的審計、無許可的參與和透明的治理至關重要。

常見問題解答

如果匯總中的數據不可用，會發生什麼情況？如果交易數據被隱瞞，用戶將無法證明所有權或提交提款請求。在樂觀匯總中，這可以防止生成欺詐證明，從而允許無效狀態持續存在。最終，缺乏數據可用性會破壞用戶主權。

如果不保證數據可用性，區塊鏈還能安全嗎？不會。安全性依賴於誠實節點監控和驗證所有狀態更改的能力。如果沒有數據可用性，惡意提議者在不被發現的情況下操縱狀態的靜默攻擊就成為可能，從而導致不可逆轉的盜竊或審查。

糾刪碼如何提高數據可用性？糾刪碼將數據分割成片段並增加冗餘。即使多達一半的碎片丟失，原始數據仍然可以恢復。這使得網絡能夠容忍部分數據丟失或保留，從而增強抵禦可用性攻擊的能力。

數據可用性與數據持久性相同嗎？不完全是。數據可用性確保短期訪問，以便節點可以驗證當前塊。數據持久性是指長期存儲的保證。雖然相關，但係統可以提供一個而不提供另一個——一些 DA 層會修剪舊數據，除非錨定在其他地方。