长推:图解什么是数据可用性DA

讲到模块化区块链,数据可用性DA是一个绕不过去的主题。无论是以太坊大热的EIP-4844提案还是通用的DA层解决方案Celestia

,都跟DA有着密不可分的关系。那DA到底是什么呢?为什么DA方案能提升区块链网络的性能?在讲DA之前,我们先来思考一个问题:怎么确保区块中包含的交易是在链上实际发生的?换种说法,在区块链网络中实际发生的交易是否被真实地包含在区块中呢?DA即保证数据在链上可用,让区块信息能真实反映实际的链上交易情况。

在区块链网络中通常包含2类节点:全节点和轻客户端。

巴西里约热内卢将于2023年起支持以数字资产支付财产税:10月19日消息,巴西里约热内卢本周颁布的一项法令显示,里约热内卢将允许其居民从2023年开始以数字资产支付财产税。该市市长Eduardo Pae要求相关虚拟资产服务提供商提出申请,并表示虽然居民将使用数字资产进行支付,但市政府将只收取法定货币,转换数字资产将不会对纳税人产生任何额外费用。

此前3月份消息,里约热内卢将从2023年起支持使用比特币支付房地产税。(CoinGeek)[2022/10/19 17:32:33]

1)全节点;下载区块中的所有数据进行验证,能够最大程度地保证DA.

数据:StarkNet桥接存储总价值突破1000枚ETH:9月5日消息,据Dune Analytics最新数据显示,以太坊Layer2扩容解决方案StarkNet跨链桥接存储总价值已突破1000枚ETH,截至目前为1028ETH(按照当前ETH价格计算超160万美元),参与桥接交易的用户量为28,383个。

在其他L2跨链桥方面,当前Arbitrum跨链桥接存储总价值为1,462,281ETH、Optimism为311,226ETH、zkSync为161,979ETH。[2022/9/5 13:09:51]

2)轻客户端。只下载区块头进行验证,并假设区块包含的都是有效交易。这里存在的问题是,恶意的区块生产者可以通过构建一个包含无效交易的区块,去轻客户端。

Move to Earn应用STEPN过去24小时新铸造鞋子830双:金色财经消息,据Dune链上数据显示,Move to Earn应用STEPN过去24小时新铸造鞋子830双,过去7日新铸造鞋子6576双;过去7日活跃用户32340。[2022/8/3 2:55:02]

那竟然轻客户端的安全性较差,网络中全部运行全节点不就好了吗?理想跟现实之间的差距在于成本,运行全节点需要下载全部的区块数据。因此,除了专业的节点运营商,普通用户没有动力去运行全节点。

那轻节客户端还有什么办法可以保证安全性呢?聪明的开发者想到用欺诈证明解决轻客户端的安全性问题,简单来讲,与轻客户相邻的全节点可以通过发送欺诈证明,告知轻客户端区块无效。因此,从理论上讲,轻客户端+欺诈证明能实现全节点级别的安全性。

那轻客户端的安全性问题就解决了吗?不。原因是,恶意区块生产者可以选择扣留一部分数据不发布,此时诚实全节点会发出警告。如下图所示,区块生产者在T3补全所有区块数据。

因此,欺诈证明并不是有效的解决方案。选择不发布数据不是唯一可归因错误。比如在T3阶段,很难去证明到底是恶意区块生产者扣留了部分数据,还是检验节点的恶意误报。

那么,验证节点对恶意区块的警告行为是否因受到激励?此时就会面临一个三难困境。1)如果激励为正,此时恶意验证节点可以通过发出虚假警报获利;2)如果激励等于0,意味着恶意验证者能零成本发起DOS攻击;3)如果激励为负,可能只有为爱发电的节点才愿意做。

说了这么多,到底有没有办法可以解决轻客户端的安全性问题?有。就是我们接下来要讲的数据可用性抽样,即轻客户端只要随机下载一部分数据进行验证,就能确保数据的可用性。关于DASampling的底层技术实现,此推文不做深入探讨。通过一个简单的场景模拟,简单了解下它的逻辑实现。

场景如下:现在有2枚硬币:1枚两面都是数字;1枚一面是数字,另外一面是图案。现在2枚硬币给到你,怎么确认哪枚是两面都是数字的呢?

其实很简单,我们只需要无差别地掷硬币记录情况即可。如果前2次掷的都是数字,意味着这枚硬币有的概率是2面都是数字的那枚。同样地,如果前n次掷的都是数字,此时2面都是数字的概率是.只要重复这个过程20次,上述可能性将变成99.9999%。

DAS的逻辑实现正是基于上述原理。轻客户端无需下载所有的区块数据,只需要随机下载少量数据进行验证,就能保证数据可用性。更直观地,如果区块的大小是4MB,轻客户端进行随机20次1kb的数据抽样。意味着只需要下载0.5%的数据,就能够实现置信水平高达99.9999%的数据可用性。

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