STI:读懂 Polygon 与 Celestia 提出的「数据可用层」的创新点和现实意义_ELEF币

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撰文：SungjaeHan，区块链投资机构GenesisBlockVentures分析师翻译：卢江飞

最近，Polygon宣布推出了一个名为「Avail」的全新数据可用层，这项技术很快便引起加密社区的广泛关注。

数据可用层技术最早来自于一个名为「Celestia」的项目，但由于该技术略显复杂，因此大多数人不愿意花费太多时间去理解它。在这篇文章中，我尝试用简单的语言来解释下「数据可用基础架构」的相关内容、以及为什么要使用这个架构的原因。

首先，让我们来探索一下数据可用性问题。当区块生产者发布一个有效的区块头、但故意掩盖底层交易数据时，就会出现数据可用性问题。之所以会出现这个问题，主要是因为轻节点只依赖区块头来验证，所以很容易受到并接受无效区块。

数据：8月比特币挖矿收入增长10%:金色财经报道，8 月份比特币挖矿收入增长了10%，这是自3月份以来的首次环比增长。根据The Block Research 汇编的数据，上个月，矿工带来了约 6.57 亿美元的收入。其中，大多数比特币挖矿收入来自区块奖励补贴，为6.4772 亿美元，只有一小部分来自交易费用，为924万美元。比特币交易费用占总收入的份额下降到约1.4%。

此外，8 月，以太坊矿工的收入为7.25亿美元，是比特币矿工的1.1倍。[2022/9/2 13:04:00]

全节点无法为轻节点生成数据可用证明，因为区块缺失数据。同样的，全节点也无法为无效区块生成欺诈证明，这意味着轻节点不得不自己验证数据可用性，或者假设大多数数据是诚实可信的。

数据：预计比特币挖矿难度将上调11%至20.68 T:据欧科云链OKLink数据显示，根据当前网络出块速度和算力，比特币网络挖矿难度预计将于1月9日迎来大幅上调；预计难度将上调11%至20.68T的历史新高。当前比特币网络挖矿难度为18.6 T，近一周比特币算力均值为151.88EH/s。[2021/1/8 16:44:16]

所以，这就是为什么大多数节点必须下载全部交易数据并验证区块数据可用性的原因。然而，这么做又会给网络扩展解决方案带来了可扩展性限制和问题。比如，随着验证复杂性的增加，分片、Rollups、以及区块大小也都会增加。

那么，Avail和Celestia如何解决这个问题呢？实际上，他们构建了一个区块链，链上共识仅用于验证交易排序和数据可用性，无需进行交易执行/验证。

数据：BTC年底创新高的市场概率为4%:据Skew数据，比特币年底创历史新高的市场概率为4%（即BTC在2020年12月25日涨超2万美元的概率）。[2020/3/30]

为了让您能够更充分地理解这一点，我们先来看看常规区块链架构是什么样子。一般情况下，区块链架构由以下三层组成：

执行层共识层数据可用层对于像以太坊这样被大多数人使用的区块链，这三个层都耦合在一个整体架构中——以太坊虚拟机是共识规则和协议的一部分。而诸如Celestia和Avail这样的项目，其实提供了一个「单独」的数据可用层和一个共识层，让其他不同的区块链/交易执行环境都可以从中受益。

Celestia和Avail可以作为最小的、可插入的共识层和数据可用层来使用，仅验证数据可用性和交易排序，这就给区块链网络模块化架构提供了更大的灵活性。

不仅如此，将数据可用层和共识层「独立」出来，可以使其更具可扩展性，因为他们使用数学数据可用性证明能够非常有效地执行DA检查。

通过这种方式，可以有效解决执行共识瓶颈问题，因为在数据可用层只需执行数据可用性证明，无需通过执行验证区块的状态和有效性。

更重要的是，作为一个「单独」的层，意味着执行环境是「主权独立」的，就特定于应用程序的区块链而言，Celestia和Avail是「可插入」的，无需引导自己的验证器集合/共识即可从其安全性中受益。

也就是说，这些区块链不仅可以更轻松地实现网络扩展，而且还能获得Celestia/Avail保护的安全性。

但是，由于数据可用层和共识层不验证交易有效性，因此必须以某种方式来执行「执行」，以处理交易执行和验证/争议解决。Celestia提出将OptimisticRollups作为一种解决方案，同时提议为CosmosSDK添加Rollup支持。本质上来说，这种解决方案其实是在数据可用层和共识层之上建立了一个执行层。

整体来看，「数据可用层和共识层」环境与ETH2.0拟构建的未来场景非常类似。比如，VitalikButerin在以Rollup为中心的以太坊路线图中就这样写到：「每个人都可以处理单个高安全性执行分片，以及一个可扩展的数据可用层。」