什么是“数据可用性”层？为什么它对于模块化区块链至关重要？

模块化区块链架构中的数据可用性

1. 数据可用性是指在提出区块后保证交易数据被公开并可供所有网络参与者访问。在传统的整体式区块链中，这种责任完全在于链本身——节点验证、执行和存储所有数据。然而，模块化区块链将这些功能分为不同的层：执行、共识和数据可用性。

2. 数据可用性层确保即使验证者提出新区块，他们也无法隐藏交易数据的任何部分。这可以防止恶意行为者创建看似有效的区块，同时保留验证所需的关键信息。如果无法访问完整数据，节点就无法检测欺诈或重建状态，从而破坏对系统的信任。

3. Rollups，尤其是乐观和零知识变体，严重依赖外部数据可用性解决方案。这些汇总处理链外交易，但将压缩的交易数据发布到另一个区块链（通常是以太坊）上进行存储。如果这些数据不可用，用户将无法挑战不正确的状态转换或安全退出汇总。

4.数据可用性的失败会损害去中心化系统的整个安全模型，因为诚实的节点在没有完整数据访问的情况下无法独立验证正确性。随着越来越多的应用程序迁移到假定底层数据透明的第 2 层扩展解决方案，这一点变得越来越重要。

数据可用性采样如何增强可扩展性

1. 支持可扩展数据可用性的一项重大创新是数据可用性采样 (DAS)。 DAS 不需要每个节点下载整个块，而是允许轻量级客户端通过随机采样块的一小部分来概率性地验证数据可用性。

2. 使用纠删码，用冗余数据片段来扩展块。即使某些部分缺失，也可以重建原始内容。与 DAS 结合使用时，这意味着节点只需成功采样足够的块即可从统计上确认整个块可用。

3. 这种方法大大降低了参与节点的带宽需求，允许更多参与者在不需要高端基础设施的情况下验证数据可用性。它使公共区块链能够在保持去中心化的同时扩展吞吐量。

4. DAS从全量数据下载转向统计验证，打破了区块大小和节点资源需求之间的直接联系，使大规模网络更具可持续性。

专用数据可用性层的作用

1. Celestia、EigenDA 和 Avail 等新兴项目专注于提供数据可用性服务。这些层不执行交易或强制执行智能合约逻辑；他们的唯一目的是安全有效地订购和发布数据。

2. 通过将数据可用性与执行和共识解耦，开发人员可以灵活地设计特定于应用程序的区块链。此类链可以利用共享的安全数据层，同时保持对其执行环境的自主权。

p>3。这些专用层通常使用专为高数据吞吐量而定制的优化共识机制。例如，Celestia 采用基于 Tendermint 的共识，并集成了纠删码和 DAS 支持，可在多个汇总中实现每秒数千笔交易。

4.强大的数据可用性层充当基础信任层，允许汇总和应用链继承安全性，而无需在以执行为中心的链上争夺昂贵的块空间。

安全影响和信任假设

1. 依赖外部数据可用性层引入了新的信任动态。虽然以太坊因其广泛的验证器集而提供了强有力的保证，但较新或去中心化程度较低的 DA 层可能会提供较弱的保证。

2. 一些系统要求用户相信大多数 DA 验证者的行为都是诚实的，而另一些系统则通过欺诈证明或经济激励支持的有效性证明来维持更强大的加密保证。

3. 长期可行性取决于激励调整——验证者必须因发布数据而获得足够的奖励，并因扣留数据而受到惩罚。代币经济和削减条件在强制诚实行为方面发挥着至关重要的作用。

4.跨层依赖意味着DA层中的漏洞可以向上级联，影响所有依赖的rollup和应用程序。因此，严格的审计、无许可的参与和透明的治理至关重要。

常见问题解答

如果汇总中的数据不可用，会发生什么情况？如果交易数据被隐瞒，用户将无法证明所有权或提交提款请求。在乐观汇总中，这可以防止生成欺诈证明，从而允许无效状态持续存在。最终，缺乏数据可用性会破坏用户主权。

如果不保证数据可用性，区块链还能安全吗？不会。安全性依赖于诚实节点监控和验证所有状态更改的能力。如果没有数据可用性，恶意提议者在不被发现的情况下操纵状态的静默攻击就成为可能，从而导致不可逆转的盗窃或审查。

纠删码如何提高数据可用性？纠删码将数据分割成片段并增加冗余。即使多达一半的碎片丢失，原始数据仍然可以恢复。这使得网络能够容忍部分数据丢失或保留，从而增强抵御可用性攻击的能力。

数据可用性与数据持久性相同吗？不完全是。数据可用性确保短期访问，以便节点可以验证当前块。数据持久性是指长期存储的保证。虽然相关，但系统可以提供一个而不提供另一个——一些 DA 层会修剪旧数据，除非锚定在其他地方。