撰文：IOSG Ventures
背景
兩年前，在模組化區塊鏈敘事興起之初，我們撰文提出了我們對數據可用性（Data Availbility）賽道的觀點和預測。正如我們所預期的那樣，模組化區塊鏈的敘事已經盛行並推動了基礎設施的創新，增強了網路的互通性，並促進了生態系統內的更多合作與集成，各種Rollup 即服務（RaaS）解決方案（Altlayer，Caldera，Conduit， Gelato）開始湧現。下圖展示了Rollup 開發工具Conduit 的介面，顯示了部署Rollup 和選擇DA 方案已經變得異常簡單和方便。
Source: Conduit
在過去的兩年中，Celestia，EigenDA，Avail，NearDA 等替代DA 方案（Alt-DA）取得了顯著的發展，各自展現了獨特的技術優勢和市場份額。同時，隨著以太坊EIP-4844 的上線，透過引入blobs 來取代calldata，大大降低了Rollup 在以太坊原生DA 層的使用成本。現今開發者和專案方在選擇資料可用性層時面臨更多的權衡，本文將追蹤和分析現有的DA 方案，深入探討它們的效能成本、技術特性和市場表現，並提出我們對未來DA 賽道發展的觀點和思考。
1. 現有DA 方案採用情形
使用以太坊原生DA 鏈上解決方案的Rollup 主要集中在那些已從calldata 儲存更新為適合Blob 的主流Layer 2 方案上，包括Arbitrum、Optimism 和Base，以及Starknet、zkSync 和Scroll 等。 Rollup 透過使用以太坊作為DA 層，資料會被以太坊的全節點驗證和存儲，而受益於以太坊的安全性、去中心化程度、協議升級的延續性以及經濟激勵機制。綜合型L2 在以太坊的生態系中佔據重要位置，需要使用原生DA 帶來的上述正統性作為核心差異。 （Vitalik 認為作為rollup 的核心是無條件的安全保證：即使所有人都與你為敵，你也能取出你的資產。如果資料可用性依賴於外部系統，就無法得到這種等效的安全性）
然而將資料發佈到以太坊主網伴隨著導致高昂的成本，特別是在EIP - 4844 之前(calldata 成本為每字節16 gas，僅僅2023 年12 月，L2 在DA 成本上就花費了超過15,000 ETH) 。因此出現了多種Alt-DA 鏈下解決方案，如已上線的Celestia、EigenDA 和尚未上線的Avail, 透過不同的技術手段，如DAS，糾刪碼, KZG 承諾等，降低了資料儲存和傳輸的成本。
這其中，Celestia 作為專門用於DA 的模組化區塊鏈，於2023 年10 月主網上線後已成為DA 賽道的龍頭項目，主要目標客戶包括需要模組化架構的項目：跨鏈橋、結算層方案、defi 項目、遊戲、排序器，以及不限於以太坊生態的Layer 2 解決方案。其現有的客戶包括Omnichain DEX 協議Orderly、專為EVM-native ZK 應用定制的模組化L2 Manta Pacific、基於Base 的L3 Hokum，以及專注於衍生性商品交易的DEX Lyra 和Aevo 等。 Celestia 作為一個不局限於特定生態系統的模組化設計DA 層先行者，其優勢使得它成為許多新興Layer 2 專案的首選。
EigenDA 是由EigenLabs 開發的，利用EigenLayer 的restaking 機制來提供高效、安全且可擴展的DA 服務方案, 一定程度繼承以太坊主網的安全性和龐大的驗證者網絡。 EigenDA 專注於為以太坊生態系統提供高效能的DA 解決方案。作為Eigenlayer 上的首個主動驗證服務（AVS），EigenDA 於4 月同Eigenlay 主網一條同上線，現有的客戶群同樣多樣化，包括以太坊L2 Swell、Celo、Mantle Network、以及搭建於Eigenlayer 的多個其他AVS，如去中心化計算棧Versatus, Polymer、DEX 協定DODO 和作為Social L2 的CyberConnect 等。
Source: EigenDA
2. 原生DA（EIP-4844）和現有Alt-DA 的權衡2.1 以太坊原生DA
簡單回顧以太坊原生DA 解決方案的發展變化，在坎昆升級之前，Rollup 主要使用calldata 作為資料儲存和傳輸的手段。由於永久儲存和高網路擁堵，高昂的費用成為了擴展和採用的主要障礙。而EIP-4844 作為主網升級，引入了Blob 這個新的數據結構，Blobs 可以容納大容量數據，但是相應會增加節點的儲存負擔。隨著時間推移,存儲需求會不斷增加, 最終可能導致運行節點的硬體要求過高從而傷及去中心化。因此Blobs 只需要儲存約18 天(4096 個epoch) 即會刪除。
由於Blobs 僅需暫時儲存且使用單獨的費用市場， EIP-4844 實施後，取用各大L2 採用blob 之後前後60 天的平均每天的DA 成本(Scroll&Starknet 取前後30 天），成本下降均在99%左右。其中由於所上傳資料類型的不同（交易資料或是狀態差異），採用OP rollup 的Layer2 相對於Zk Rollup 成本下降的受益更為明顯。
Source: Dune& Growthepie
EIP-4844 Blob 容量及儲存特性及定價機制
Blob 的容量和儲存特性：
- 每個區塊最多容納6 個Blobs
- 每個Blob 可以儲存高達128KB 的資料（即使未完全使用128KB 空間，發送者也需支付完整的Blob 費用）
新的blob gas 市場，運作方式類似EIP-1559，根據供需變化來調整blob 基本費用：
- 如果區塊中的blob 數量超過目標（目前為3 個），增加blob 基本費用。
- 如果區塊中的blob 數量少於目標，減少blob 基本費用。
Source: IOSG Ventures
Source: Dune / 以太坊區塊blobs 數量3 天均線
L2 主要使用新引入的類型3 交易，在以往交易基礎上添加max_fee_per_blob_gas 和blob_versioned_hashes 字段，分別代表用戶願意支付的每blob gas 的最大費用和kzg_to_versioned_hash 的哈希輸出列表。
這種新的定價機制意味著類型3 交易仍然需要max_fee_per_gas 和max_priority_fee_per_gas 字段，並受現有EIP-1559 市場的約束。除了blob 空間外，類型3 交易仍需支付其使用的EVM 空間。
因此， blobs 仍然存在區塊空間的爭用，造成成本的不確定性，因為每個區塊的blob 空間有限，而blob 的gas fee market 是根據需求動態調整的。
所以，以太坊作為通用鏈，短板還在於區塊空間的不確定性——可能突然有類似NFT Minting、空投申領等鏈上活動的出現導致鏈上擁堵，Blob 的定價就會被抬高，使得Rollup 沒有辦法估計成本基礎。這會造成Rollup 開支預算不確定導致利潤率不穩定，提升了仍處於起步階段的新專案的使用壁壘，專案方難以確定以太坊DA 是否能作為長期的方案。下圖中大部分時間使用blob 會比calldata 便宜98% 左右，但下圖中可見某一時段使用Blobs 僅比使用Calldata 便宜59%。
Source:Ethernow
我們計算兩次blob 傳輸的費用舉例：
Source:Ethernow
圖中為一次2024 年03 月28 日某一區塊中Zksync 的Validator Timelock 的類型3 交易, 我們根據blob 費用，執行基礎費用和優先費用分解計算一下它的數據成本：
假設以太坊的價格為$3600，當時使用1Mib blob 的數據成本大概為:
4×0.018ETH×3600USD/ETH = 259.2USD
我們再取6 月24 日的一次zksync era 的類型3 交易：
Source:Ethernow
彼時主網活動略有下降，分解計算其數據成本：
當時使用1Mib blob 的數據成本大概為:
4×0.0021ETH×3600USD/ETH = 30.24USD
由此可見使用blobs 傳輸資料的成本的不確定性，且仍相對高。然而對於一個rollup 而言，選擇DA 方案時，成本結構的穩定性是關鍵考量之一。
2.2 Celestia
作為模組化區塊鏈的開山鼻祖，Celestia 專注於提供DA 層和共識層，將執行層分離出去，從而專門優化DA 功能，提高效率和可擴展性。 Celestia 作為一個鏈下解決方案的L1 相比使用以太坊鏈上的方法具有許多不一樣的技術特點，從而減少了數據可用的成本，也相對提供了更高的靈活性和可擴展性。模組化設計使Celestia 極具靈活性，允許開發者自由選擇執行環境，不限於特定的虛擬機器（VM），使得Celestia 能夠支援各種不同的應用場景，滿足多樣化需求。
Rollup 如要整合Celestia 作為DA 層，需將執行層產生的交易資料（Data Blob）提交到Celestia 網路,而不是原來的Layer 1（以太坊）以確保資料可用性以便驗證和交易。 Celestia 的資料可用性採樣（DAS）技術透過使用二維RS 糾刪碼編碼方案對區塊資料進行重新編碼，允許輕節點只需下載區塊資料的一小部分即可多輪隨機採樣驗證資料的可用性，並且允許多個節點並行處理不同的資料部分，提升了整體效率。
Source：Celestia.org
過程中另一個關鍵技術是Celestia 引入的命名空間Merkle 樹（NMTs）技術，使得不同的rollup 只需下載與自己相關的交易數據，從而提高數據處理效率。 NMTs 不僅減少了資料冗餘，提升了系統效能，也為開發者提供了更有效率的資料處理方式。
安全性方面，Celestia 基於Tendermint 共識機制，驗證人對Data Blob 達成一致性，確保資料在網路中的可用性和一致性，能夠容忍最多三分之一的驗證者節點故障或惡意行為。透過質押TIA 代幣，Celestia 的驗證者受到經濟激勵，確保誠實行為，並對惡意行為或不當操作進行罰沒，從而保障網路的安全性。目前Celestia 的TVL 約為64.4 億美元，全節點數為100 個。
關於可拓展性，Celestia 的區塊大小可以根據網路中活躍輕節點的數量進行動態調整。隨著更多節點的加入，Celestia 可以安全地增加區塊大小，理論上無限提高吞吐量和可擴展性。目前的數據顯示，其數據吞吐量約為6.67 MB/s。
Celestia Blob 容量及儲存特性及定價機制:
為了成本的比較，我們在此簡單討論celestia 的效能以及定價機制。當使用者在Celestia 上提交資料時，透過提交Blob 交易（BlobTx）實現，費用由blob space 費用和gas 費用組成。
具體來說，每個Blob 的最大大小限制略小於2 MiB（1,973,786 位元組），每個區塊可以包含多個Blob，具體數量取決於區塊的總大小限制。目前最大區塊大小為64x64 shares（約2 MiB），總共4096 個shares，其中一個share 保留用於PFB（PayForBlobs）交易，其餘4095 個shares 用於資料儲存。 Celestia 的費用市場類似於以太坊的EIP-1559 機制，使用基於gas 價格的優先權記憶體池。交易費用較高的交易會被驗證者優先處理，費用由每筆交易的固定費用以及基於每個Blob 大小的可變費用組成。
根據celenium 上的rollup 資料綜合統計（6 月17 日），對於各個整合Celestia 的客戶，使用Celestia 的DA 成本在0.02-0.25 Tia/Mib 之間，折合6 月17 日的$TIA 的價格($7.26) ，幾個主要客戶的DA 成本在$0.15 - $1.82/MiB 不等。因此，與以太坊鏈上原生DA 相比，Celestia 提供了一個具有競爭力且穩定的成本結構。
Source: Celenium
Source:Celenium，gas price 穩定在0.015UTIA 左右(1 uTIA = TIA × 10 − 6)
但是， Celestia 本身就是Layer1 區塊鏈網絡，需要P2P 網路對Data Blob 進行廣播和共識，雖然輕節點可以採用DAS 來確保資料可用，但網路對其全節點仍有很高的要求（128 MB/s下載和12.5 MB/s 上傳），為去中心化和未來吞吐量提升帶來障礙。相較之下，EigenDA 採用了不同的架構－不需要做共識，也不需要P2P 網路。
2.3EigenDA
作為利用EigenLayer 建構的主動驗證服務（AVS），EigenDA 透過再質押機制，利用以太坊的安全性（不需要引入新的驗證器集，以太坊驗證者可以自由選擇加入，EigenDA 的再質押節點是以太坊節點的子集）來保障資料可用性，很好地直接利用了現有基礎設施。其主要工作流程為，Rollup sequencer 產生Blob Data 後將其傳送給Disperser（可由rollup 本身運行，或透過第三方，例如EigenLabs），Disperser 會對Blob Data 進行資料分片，產生糾刪碼及KZG 承諾，接著發佈到EigenDA 的節點，而後EigenDA 的節點會驗證Attestation 並保障資料可用性，驗證結束後，節點需將資料進行儲存並將數位簽章傳回Disperser。最後，Disperser 講收集簽名並將其上傳給以太坊主網上的EigenDA 智能合約進行最終的聚合簽章的正確性驗證。
核心的idea 依舊是利用技術減少對節點的資料儲存和驗證算力的要求。然而，EigenDA 選擇了與以太坊升級一致的KZG 承諾驗證技術來實現。此外，EigenDA 不依賴共識協議和P2P 傳播，而是使用單播來進一步提高共識速度。
而對於確保EigenDA 節點真的對數據可用進行了存儲，EigenDA 使用託管證明（Proof of Custody）方法，如果出現，惰性驗證器任何人都可以向EigenDA 智能合約提交證明，該證明將由智能合約進行驗證。如果驗證成功，惰性驗證器將會被Slashing。
因此，EigenDA 的解決方案過程都是在以太坊上進行，由以太坊提供共識保證，因此不必受限於共識協議和P2P 網路低吞吐量的瓶頸，節點無需等待順序排序，可以直接並行處理資料可用性證明，大大提高了網路效率。
Source:Eigenlayer
EigenDA 的容量性能及費用：
EigenDA 目前的節點業者數量為266 個。其最大吞吐量目標在10Mbps。根據7 天平均數據，EigenDA 的數據吞吐量為0.685Mib/s，數據存儲和傳輸費用約為0.001Gas/Byte，折合下來，假設gas 費用為10gwei 且以太坊價格為$3600,每1MB 數據的費用約為0.038 美元。總質押TVL 為3.33M ETH, 接近12 億美元。
Source:EigenDA.xyz
綜合比較分析Celestiavs. EigenDA
從技術面來看，Celestia 和EigenDA 在多個方面存在差異。首先，在節點負載方面，Celestia 的全節點需要處理廣播、共識和驗證，下載頻寬需求為128MB/s，上傳頻寬需求為12.5MB/s，而EigenDA 的節點不處理廣播和共識，頻寬需求僅為0.3MB/s，而且可以使用以太坊節點的子集。其次，在吞吐量方面，Celestia 的最大吞吐量約為6.67MB/s，而EigenDA 目標達到最大10MB/s。在安全性方面，Celestia 的安全性來自其網路價值，質押價值約為66.5 億美元，攻擊成本超過40 億美元。 EigenDA 基於重新質押的資產價值和主網業者份額繼承了以太坊的一部分安全性，目前的TVL 接近12 億美元，大約繼承了以太坊2% 的安全性。
綜合來看，Celestia 的競爭優勢在於其靈活的模組化設計和較高的資料吞吐量，使其更受中小型L2 和應用鏈的青睞。而EigenDA 的優勢採用了使用以太坊基礎設施，將資料可用性與共識解耦帶來的正統性。未來，隨著模組化和應用鏈雙重趨勢的發展，Celestia 可能從增量市場中受益，而EigenDA 則可能在需要更高安全性的以太坊中心市場中佔據更大份額。
3.Avail 和NearDA
雖然目前Celestia 和EigenDA 在數據可用性市場中佔據主導地位，但未來的競爭格局可能會改變。隨著Avail 和NearDA 這兩個項目的潛在上線，數據可用性領域的競爭態勢有望進一步加劇。
Avail 是一個專注於資料可用性的區塊鏈網絡，旨在為EVM 相容的區塊鏈和Rollups 提供高效的交易排序和資料儲存服務。它採用繼承自Polkadot SDK 的BABE 和GRANDPA 共識機制，Avail 使用KZG 多項式承諾作為有效性證明，使用提名權益證明(NPoS) 支援多達1,000 個驗證者，並透過獨特的輕客戶端P2P 網路採樣機制提供可靠的備份。
另一方面，NearDA 是由NEAR Foundation 推出的資料可用性解決方案，主要為ETH Rollup 和以太坊開發者提供DA 服務。它的目標是提供一個具有成本效益的DA 解決方案，去中心化程度與Near Protocol 相當。目前已經與Polygon CDK、Arbitrum、Optimism 等以太坊生態系統中的主要參與者建立了策略合作關係。
而短期看來，對於Rollups 來說，更有效地減少邊際成本是最好建立障礙的方法，其中針對市場狀況調整收入和成本模式是比較好的解決方案。
4.針對特定場景的DA
除了上述這樣的針對rollup 的通用性DA 以外，當前DA 賽道也萌生了一些比較早期的，以及針對特定場景的DA 項目，如專為AI 定制的高吞吐量DA 方案Zerogravity（0G），和比特幣DA 方案Nubit。
4.1Zerogravity （0G）
AI 應用對數據可用性的需求與傳統區塊鏈應用不同。 AI 模型訓練和運行需要處理大量數據，包括模型參數、訓練資料集、即時資料請求等。這些數據需要快速、可靠地儲存和傳輸，以確保AI 模型的效率和效能。然而，現有的通用DA 方案，如Celestia 和EigenDA，主要設計用於滿足普通區塊鏈應用的資料可用性需求，在處理超高吞吐量、低延遲的大規模資料傳輸時存在一定的限制。
ZeroGravity (0G) 希望透過模組化設計和高效能資料傳輸來專門滿足AI 應用的需求。其模組化設計將資料可用性工作流程分為資料發布和資料儲存兩個通道，使得系統可以隨著節點數量的增加而線性擴展。資料儲存通道專注於大數據傳輸，確保大數據可以幾乎瞬時儲存和存取。而資料發布通道則用於保證資料的可用性，透過一個基於多數誠實假設的仲裁系統進行驗證。 0G Storage 是一個由儲存節點網路組成的鏈上資料庫。儲存節點透過「隨機存取證明」(PoRA) 挖礦過程參與，確保資料的可用性和完整性。它支援儲存各種類型的AI 相關數據，包括模型、訓練數據、用戶請求和即時檢索增強生成(RAG) 數據。
Source:0G
0G 透過創新的系統設計，聲稱其目標是實現每秒GB 等級的鏈上資料傳輸，遠超過目前市場上的其他DA 方案（如Celestia 和EigenDA 的每秒MB 級資料傳輸）。具體來說，0G 聲稱其資料吞吐量可達每秒50 到100 GB，能夠支援需要大量資料傳輸的AI 模型訓練等場景。
4.2Nubit
在比特幣生態逐漸起步並受到關注，有關比特幣的各類技術路線也風起雲湧，隨著這些技術路線的發展，Ordinals、Layer 2、預言機等應用程式對高效、安全的數據可用性解決方案的需求也越來越迫切。這些應用程式需要能夠快速、可靠地儲存和傳輸大量數據，以確保其正常運作和用戶體驗的提升。例如，Ordinals 需要高效的數據儲存和傳輸來支援數位藝術品的創建和交易，Layer 2 解決方案需要高吞吐量和低延遲來實現更好的擴展性，而預言機需要可靠的數據傳輸來確保數據的準確性和及時性。
Nubit 是比特幣生態中首個原生的資料可用性(DA) 層項目，旨在解決比特幣主網吞吐量有限的問題，並為比特幣生態的長遠發展提供基礎設施支援。 Nubit 的工作流程包括資料提交、驗證、廣播、儲存、採樣和共識等多個步驟，確保資料的高效處理和高可用性。使用者提交的資料經過RS 編碼處理後，由驗證者節點使用NuBFT 共識演算法進行驗證，並產生KZG 承諾。驗證後的資料區塊被廣播到全網，儲存節點負責儲存完整資料區塊，而輕客戶端透過資料可用性採樣（DAS）協定驗證資料的可用性。即使在網路故障情況下，節點仍可透過全儲存節點和比特幣網路上的KZG 承諾恢復資料。
Nubit 旨在為比特幣生態項目提供基礎設施，已與多個項目如Babylon、Merlin Chain、Polyhedra 等建立了合作關係，Nubit 將降低數據存儲成本，比如在銘文市場需求激增的情況下, Nubit 可以服務與比特幣Layer2 大幅降低資料發布成本,使得在比特幣上儲存和處理資料變得更加經濟實惠。
5.Closing Thoughts
分析DA 賽道的項目差異，我們在安全性（包括數據完整性、網路共識等）、可自訂性與互通性、性能和成本隨著這些DA 方案的廣泛採用和不同項目在DA 層選擇上的差異，我們看到了一系列獨特的技術和市場定位。
未來我們相信更多的App-Rollup 會被推出市場。然而雖然潛在的市場增大，DA 賽道頭部效應明顯，Celestia、EigenDA 等會佔據主要的市場份額，留給腰尾部的機會不多,競爭也在加劇。目前的容量對Rollup 來說供大於求，例如在上網主網後，Celestia 網路頻寬的利用率長期在0.1% 以下，遠低於其每日46,080 MB 的最大支援容量。然而，相較於以太坊目前的15 個Rollup 和每日700 MB 的資料量，Celestia 的活動量仍有很大可用空間。
當然不排除未來可能有高效能網路對高DA 頻寬的需求，或例如AI 專案的需求，此外還有一些比較早期的，以及針對特定場景的DA 例如Bitcoin DA，或許在細分領域可獲得不錯的市場占有率.但DA 本質上是to B 業務，DA 專案方的收入和生態項目的數量品質息息相關。現階段我們認為市場上不需要過多的鏈下DA 解決方案，除非其成本和效率實現幾個數量級的飛躍。
總的來說，現在來看DA 的商業模式中供應充足，但賽道的發展仍在演變，各種方案在技術和市場定位上展現出不同的競爭力。未來的發展將取決於技術的持續創新和市場需求的動態變化。
References:
https://www.theblockbeats.info/news/51171
