執筆: IOSG Ventures
2 年前、モジュール式ブロックチェーンの物語が台頭し始めた頃、私たちはデータ可用性トラックに関する見解と予測を提案する記事を書きました。私たちが予想したように、モジュール式ブロックチェーンの物語は定着し、さまざまなロールアップ・アズ・ア・サービス (RaaS) ソリューション (Altlayer、Caldera、Conduit、ジェラート）が登場し始めました。以下の図は、Rollup 開発ツール Conduit のインターフェースを示しており、Rollup のデプロイと DA ソリューションの選択が非常に簡単かつ便利になっていることがわかります。
Source: Conduit
過去 2 年間で、Celestia、EigenDA、Avail、NearDA などの代替 DA ソリューション (Alt-DA) が大幅な発展を遂げ、それぞれが独自の技術的利点と市場シェアを実証しました。同時に、イーサリアム EIP-4844 のリリースに伴い、呼び出しデータを置き換える BLOB を導入することにより、イーサリアムのネイティブ DA レイヤーでロールアップを使用するコストが大幅に削減されました。現在、開発者とプロジェクト関係者は、データ可用性レイヤーを選択する際に、より多くのトレードオフに直面しています。この記事では、既存の DA ソリューションを追跡および分析し、そのパフォーマンス コスト、技術的特性、市場パフォーマンスを深く調査し、将来の DA トラックについての見解を提案します。発展的な視点と考察。
イーサリアムのネイティブ DA オンチェーン ソリューションを使用したロールアップは、主に、Arbitrum、Optimism、Base などの BLOB に適応するためにコールデータ ストレージから更新された主流のレイヤー 2 ソリューションに焦点を当てています。 Starknet、zkSync、Scroll など。ロールアップはイーサリアムを DA レイヤーとして使用し、データはイーサリアムのフルノードによって検証および保存され、イーサリアムのセキュリティ、分散化、プロトコルアップグレードの継続性、および経済的インセンティブメカニズムの恩恵を受けます。包括的な L2 はイーサリアムのエコシステムで重要な位置を占めており、ネイティブ DA を中心的な差別化要因として使用することによってもたらされる上記の正当性を必要とします。 (Vitalik は、ロールアップの中核は無条件のセキュリティ保証であると考えています。たとえ誰もが反対していても、資産を引き出すことができます。データの可用性が外部システムに依存している場合、この同等のセキュリティは得られません。)
ただし、データを公開するのはイーサリアムのメインネットには、特に EIP-4844 より前のコストがかかります (呼び出しデータのコストは 1 バイトあたり 16 ガスで、2023 年 12 月だけで、L2 は DA コスト ETH に 15,000 以上を費やしました)。したがって、すでにオンラインになっている Celestia、EigenDA や、まだオンラインになっていない Avail など、さまざまな Alt-DA オフチェーン ソリューションが登場しています。これらは、DAS などのさまざまな技術的手段を通じてデータのストレージと送信を削減します。イレイジャーコーディング、KZGコミットメントなどのコスト。
その中で、Celestia は、DA 専用のモジュラーブロックチェーンとして、2023 年 10 月にメインネットが開始されて以来、DA トラックの主要プロジェクトとなっています。その主なターゲット顧客には、モジュラーアーキテクチャを必要とするプロジェクトが含まれます: クロスチェーンブリッジ、決済レイヤー ソリューション、defi プロジェクト、ゲーム、シーケンサー、およびイーサリアム エコシステムに限定されないレイヤー 2 ソリューション。既存の顧客には、Omnichain DEX プロトコル Orderly、EVM ネイティブ ZK アプリケーション用にカスタマイズされたモジュラー L2 Manta Pacific、Base ベースの L3 Houkum、デリバティブ取引に重点を置いた DEX Lyra および Aevo が含まれます。 Celestia は、特定のエコシステムに限定されないモジュラー設計 DA レイヤーのパイオニアであるため、多くの新興レイヤー 2 プロジェクトの最初の選択肢となっています。
EigenDA は、EigenLabs によって開発され、EigenLayer の再ステーキングメカニズムを使用して、効率的で安全かつスケーラブルな DA サービスソリューションを提供し、イーサリアムメインネットと巨大なバリデーターネットワークのセキュリティをある程度継承しています。 EigenDA は、イーサリアム エコシステム向けの高性能 DA ソリューションの提供に重点を置いています。 Eigenlayer 上の最初のアクティブ検証サービス (AVS) として、EigenDA は、Eigenlay メインネットとともに 4 月に開始されました。既存の顧客ベースには、Ethereum L2 Swell、Celo、Mantle Network、および、Eigenlayer Other 上に構築された多くのプラットフォームが含まれます。 AVS（分散型コンピューティング スタック Versatus、Polymer、DEX プロトコル DODO、ソーシャル L2 としての CyberConnect など）
Source: EigenDA
イーサリアム ネイティブ DA ソリューションの開発と変更点の簡単なレビュー カンクンのアップグレード前、ロールアップは次のとおりでした。主に使用される calldata は、データの保存と送信の手段として機能します。永続ストレージと高いネットワーク混雑による高コストが、拡張と導入の大きな障壁となっています。 EIP-4844 では、メインネットのアップグレードとして、新しいデータ構造である BLOB が導入されていますが、BLOB は大容量のデータに対応できますが、ノードのストレージ負荷が増加します。時間が経つにつれて、ストレージ要件は増加し続け、最終的にはノードを実行するための過剰なハードウェア要件につながり、分散化に悪影響を及ぼす可能性があります。したがって、BLOB は削除されるまで約 18 日間 (4096 エポック) 保存するだけで済みます。
由于 Blobs 仅需临时存储且使用单独的费用市场， EIP-4844 实施后，取用各大 L2 采用 blob 之后前后 60 天的平均每天的 DA 成本 (Scroll&Starknet 取前后 30 天），成本下降均在 99% 左右。其中由于所上传数据类型的不同（交易数据或是状态差异），采用 OP rollup 的 Layer2 相对于 Zk Rollup 成本下降的受益更为明显。
Source: Dune& Growthepie
EIP-4844 Blob 容量和存储特性及定价机制
Blob 的容量和存储特性：
新的 blob gas 市场，运行方式类似于 EIP-1559，根据供需变化来调整 blob 基本费用：
Source: IOSG Ventures
Source: Dune / 以太坊区块 blobs 数量 3 天均线
L2 主要使用新引入的类型 3 交易，在以往交易基础上添加 max_fee_per_blob_gas 和 blob_versioned_hashes 字段，分别代表用户愿意支付的每 blob gas 的最大费用和 kzg_to_versioned_hash 的哈希输出列表。
这种新的定价机制意味着类型 3 交易仍然需要 max_fee_per_gas 和 max_priority_fee_per_gas 字段，并受现有 EIP-1559 市场的约束。除了 blob 空间外，类型 3 交易仍需支付其使用的 EVM 空间。
因此， blobs 仍然存在区块空间的争用，造成成本的不确定性，因为每个区块的 blob 空间有限，而 blob 的 gas fee market 是根据需求动态调整的。
所以，以太坊作为通用链，短板还在于区块空间的不确定性——可能突然有类似 NFT Minting、空投申领等链上活动的出现导致链上拥堵，Blob 的定价就会被抬高，使得 Rollup 没有办法估计成本基础。这会造成 Rollup 开支预算不确定导致利润率不稳定，提升了还处于起步阶段的新项目的使用壁垒，项目方难以确定以太坊 DA 是否能作为长期的方案。下图中大部分时间使用 blob 会比 calldata 便宜 98% 左右，但下图中可见某一时段使用 Blobs 仅比使用 Calldata 便宜 59%。
Source:Ethernow
我们计算两次 blob 传输的费用举例：
Source:Ethernow
图中为一次 2024 年 03 月 28 日某一区块中 Zksync 的 Validator Timelock 的类型 3 交易, 我们根据 blob 费用，执行基础费用和优先费用分解计算一下它的数据成本：
假设以太坊的价格为 $3600，当时使用 1Mib blob 的数据成本大概为:
4×0.018ETH×3600USD/ETH = 259.2USD
我们再取 6 月 24 日的一次 zksync era 的类型 3 交易：
Source:Ethernow
彼时主网活动略有下降，分解计算一下其数据成本：
当时使用 1Mib blob 的数据成本大概为:
4×0.0021ETH×3600USD/ETH = 30.24USD
由此可见使用 blobs 传输数据的成本的不确定性，且仍然相对高昂。然而对于一个 rollup 而言，选择 DA 方案时，成本结构的稳定性是关键考虑因素之一。
作为模块化区块链的开山鼻祖，Celestia 专注于提供 DA 层和共识层，将执行层分离出去，从而专门优化 DA 功能，提高效率和可扩展性。Celestia 作为一个链下解决方案的 L1 相比使用以太坊链上的方法具有许多不一样的技术特点，从而减少了数据可用的成本，也相对提供了更高的灵活性和可扩展性。模块化设计使 Celestia 极具灵活性，允许开发者自由选择执行环境，不限于特定的虚拟机（VM），使得 Celestia 能够支持各种不同的应用场景，满足多样化需求。
Rollup 如要整合 Celestia 作为 DA 层，需将执行层产生的交易数据（Data Blob）提交到 Celestia 网络,而不是原来的 Layer 1（以太坊）以确保数据可用性以便验证和交易。Celestia 的数据可用性采样（DAS）技术通过使用二维 RS 纠删码编码方案对区块数据进行重新编码，允许轻节点只需下载区块数据的一小部分即可多轮随机采样验证数据的可用性，并且允许多个节点并行处理不同的数据部分，提升了整体效率。
Source：Celestia.org
过程中另一项关键技术是 Celestia 引入的命名空间 Merkle 树（NMTs）技术，使得不同的 rollup 只需下载与自己相关的交易数据，从而提高数据处理效率。NMTs 不仅减少了数据冗余，提升了系统性能，还为开发者提供了更高效的数据处理方式。
安全性方面，Celestia 基于 Tendermint 共识机制，验证人对 Data Blob 达成一致性，确保数据在网络中的可用性和一致性，能够容忍最多三分之一的验证者节点出现故障或恶意行为。通过质押 TIA 代币，Celestia 的验证者受到经济激励，确保诚实行为，并对恶意行为或不当操作进行罚没，从而保障网络的安全性。目前 Celestia 的 TVL 约为 64.4 亿美元，全节点数量为 100 个。
关于可拓展性，Celestia 的区块大小可以根据网络中活跃轻节点的数量进行动态调整。随着更多节点的加入，Celestia 可以安全地增加区块大小，理论上无限提高吞吐量和可扩展性。目前的数据显示，其数据吞吐量约为 6.67 MB/s。
Celestia Blob 容量和存储特性及定价机制:
为了成本的比较，我们在此简单讨论 celestia 的性能以及定价机制。用户在 Celestia 上提交数据时，通过提交 Blob 交易（BlobTx）实现，费用由 blob space 费用和 gas 费组成。
具体来说，每个 Blob 的最大大小限制略小于 2 MiB（1,973,786 字节），每个区块可以包含多个 Blob，具体数量取决于区块的总大小限制。当前最大区块大小为 64x64 shares（约 2 MiB），总共 4096 个 shares，其中一个 share 保留用于 PFB（PayForBlobs）交易，其余 4095 个 shares 用于数据存储。Celestia 的费用市场类似于以太坊的 EIP-1559 机制，使用基于 gas 价格的优先级内存池。交易费用较高的交易会被验证者优先处理，费用由每笔交易的固定费用以及基于每个 Blob 大小的可变费用组成。
根据 celenium 上的 rollup 数据综合统计（6 月 17 日），对于各个整合 Celestia 的客户，使用 Celestia 的 DA 成本在 0.02-0.25 Tia/Mib 之间，折合 6 月 17 日的 $TIA 的价格 ($7.26)，几个主要客户的 DA 成本在 $0.15 - $1.82/MiB 不等。因此，与以太坊链上原生 DA 相比，Celestia 提供了一个具有竞争力且稳定的成本结构。
Source: Celenium
Source:Celenium，gas price 稳定在 0.015UTIA 左右 (1 uTIA = TIA × 10 − 6)
但是， Celestia 本身是 Layer1 区块链网络，需要 P2P 网络对 Data Blob 进行广播和共识，虽然轻节点可以采用 DAS 来确保数据可用，但网络对其全节点仍然有着很高的要求（128 MB/s 下载和 12.5 MB/s 上传），为去中心化和未来吞吐量提升带来障碍。相比之下，EigenDA 采用了不同的架构——不需要做共识，也不需要 P2P 网络。
作为利用 EigenLayer 构建的主动验证服务（AVS），EigenDA 通过再质押机制，利用以太坊的安全性（不需要引入新的验证器集，以太坊验证者可以自由选择加入，EigenDA 的再质押节点是以太坊节点的子集）来保障数据可用性，很好地直接利用了现有基础设施。其主要工作流程为，Rollup sequencer 生成 Blob Data 后将其发送给 Disperser（可由 rollup 本身运行，或通过第三方，比如 EigenLabs），Disperser 会对 Blob Data 进行数据分片，生成纠删码及 KZG 承诺，然后发布到 EigenDA 的节点，而后 EigenDA 的节点会验证 Attestation 并保障数据可用性，验证结束后，节点需将数据进行存储并将数字签名发送回 Disperser。最后，Disperser 讲收集签名并将其上传给以太坊主网上的 EigenDA 智能合约进行最终的聚合签名的正确性验证。
核心的 idea 依旧是利用技术减少对节点的数据存储和验证算力的要求。然而，EigenDA 选择了与以太坊升级相一致的 KZG 承诺验证技术来实现。此外，EigenDA 不依赖共识协议和 P2P 传播，而是使用单播来进一步提高共识速度。
而对于确保 EigenDA 节点真的对数据可用进行了存储，EigenDA 使用托管证明（Proof of Custody）方法，如果出现，惰性验证器任何人都可以向 EigenDA 智能合约提交证明，该证明将由智能合约进行验证。如果验证成功，惰性验证器将被 Slashing。
因此，EigenDA 的解决方案过程都是在以太坊上进行，由以太坊提供共识保证，因此不必受限于共识协议和 P2P 网络低吞吐量的瓶颈，节点无需等待顺序排序，可以直接并行处理数据可用性证明，极大地提高了网络效率。
Source:Eigenlayer
EigenDA 的容量性能及费用：
EigenDA 目前的节点运营商数量为 266 个。其最大吞吐量目标在 10Mbps。根据 7 天平均数据，EigenDA 的数据吞吐量为 0.685Mib/s，数据存储和传输费用约为 0.001Gas/Byte，折合下来，假设 gas 费用为 10gwei 且以太坊价格为 $3600,每 1MB 数据的费用约为 0.038 美元。总质押 TVL 为 3.33M ETH, 接近 12 亿美元。
Source:EigenDA.xyz
综合比较分析 Celestiavs. EigenDA
从技术角度来看，Celestia 和 EigenDA 在多个方面存在差异。首先，在节点负载方面，Celestia 的全节点需要处理广播、共识和验证，下载带宽需求为 128MB/s，上传带宽需求为 12.5MB/s，而 EigenDA 的节点不处理广播和共识，带宽需求仅为 0.3MB/s，而且其可以使用以太坊节点的子集。其次，吞吐量方面，Celestia 的最大吞吐量约为 6.67MB/s，而 EigenDA 目标达到最大 10MB/s。在安全性方面，Celestia 的安全性来源于其网络价值，质押价值约为 66.5 亿美元，攻击成本超过 40 亿美元。EigenDA 基于重新质押的资产价值和主网运营者份额继承了一部分以太坊的安全性，目前的 TVL 接近 12 亿美元，大约继承了以太坊 2% 的安全性。
综合来看，Celestia 的竞争优势在于其灵活的模块化设计和较高的数据吞吐量，使其更受中小型 L2 和应用链的青睐。而 EigenDA 的优势采用了使用以太坊基础设施，将数据可用性与共识解耦带来的正统性。未来，随着模块化和应用链双重趋势的发展，Celestia 可能从增量市场中受益，而 EigenDA 则可能在需要更高安全性的以太坊中心市场中占据更大份额。
虽然目前 Celestia 和 EigenDA 在数据可用性市场占据主导地位，但未来的竞争格局可能会发生变化。随着 Avail 和 NearDA 这两个项目的潜在上线，数据可用性领域的竞争态势有望进一步加剧。
Avail 是一个专注于数据可用性的区块链网络，旨在为 EVM 兼容的区块链和 Rollups 提供高效的交易排序和数据存储服务。它采用继承自 Polkadot SDK 的 BABE 和 GRANDPA 共识机制，Avail 使用 KZG 多项式承诺作为有效性证明，使用提名权益证明 (NPoS) 支持多达 1,000 个验证者，并通过独特的轻客户端 P2P 网络采样机制提供可靠的备份。
另一方面，NearDA 是由 NEAR Foundation 推出的数据可用性解决方案，主要为 ETH Rollup 和以太坊开发者提供 DA 服务。它的目标是提供一个具有成本效益的 DA 解决方案，去中心化程度与 Near Protocol 相当。目前已经与 Polygon CDK、Arbitrum、Optimism 等以太坊生态系统中的主要参与者建立了战略合作关系。
而短期看来，对于 Rollups 来说，更有效地减少边际成本是最好建立壁垒的方法，其中针对市场状况调整收入和成本模式是比较好的解决方案。
除了上述这样的针对 rollup 的通用性 DA 以外，当前 DA 赛道也萌生了一些比较早期的，以及针对特定场景的 DA 项目，如专为 AI 定制的高吞吐量 DA 方案 Zerogravity（0G），和比特币 DA 方案 Nubit。
AI 应用对数据可用性的需求与传统区块链应用不同。AI 模型训练和运行需要处理大量数据，包括模型参数、训练数据集、实时数据请求等。这些数据需要快速、可靠地存储和传输，以确保 AI 模型的效率和性能。然而，现有的通用 DA 方案，如 Celestia 和 EigenDA，主要设计用于满足普通区块链应用的数据可用性需求，在处理超高吞吐量、低延迟的大规模数据传输时存在一定的局限性。
ZeroGravity (0G) 希望通过模块化设计和高性能数据传输来专门满足 AI 应用的需求。其模块化设计将数据可用性工作流分为数据发布和数据存储两个通道，使得系统可以随着节点数量的增加而线性扩展。数据存储通道专注于大数据传输，确保大数据可以几乎瞬时存储和访问。而数据发布通道则用于保证数据的可用性，通过一个基于多数诚实假设的仲裁系统进行验证。0G Storage 是一个由存储节点网络组成的链上数据库。存储节点通过「随机访问证明」(PoRA) 挖矿过程参与，确保数据的可用性和完整性。它支持存储各种类型的 AI 相关数据，包括模型、训练数据、用户请求和实时检索增强生成 (RAG) 数据。
Source:0G
0G 通过创新的系统设计，声称其目标是实现每秒 GB 级的链上数据传输，远超目前市场上的其他 DA 方案（如 Celestia 和 EigenDA 的每秒 MB 级数据传输）。具体来说，0G 声称其数据吞吐量可达每秒 50 到 100 GB，能够支持需要大量数据传输的 AI 模型训练等场景。
在比特币生态逐渐起步并受到关注，有关比特币的各类技术路线也风起云涌，随着这些技术路线的发展，Ordinals、Layer 2、预言机等应用程序对高效、安全的数据可用性解决方案的需求也越来越迫切。这些应用程序需要能够快速、可靠地存储和传输大量数据，以确保其正常运行和用户体验的提升。例如，Ordinals 需要高效的数据存储和传输来支持数字艺术品的创建和交易，Layer 2 解决方案需要高吞吐量和低延迟来实现更好的扩展性，而预言机需要可靠的数据传输来确保数据的准确性和及时性。
Nubit 是比特币生态中首个原生的数据可用性 (DA) 层项目，旨在解决比特币主网吞吐量有限的问题，并为比特币生态的长远发展提供基础设施支持。Nubit 的工作流程包括数据提交、验证、广播、存储、采样和共识等多个步骤，确保数据的高效处理和高可用性。用户提交的数据经过 RS 编码处理后，由验证者节点使用 NuBFT 共识算法进行验证，并生成 KZG 承诺。验证后的数据块被广播到全网，存储节点负责存储完整数据块，而轻客户端通过数据可用性采样（DAS）协议验证数据的可用性。即使在网络故障情况下，节点仍可通过全存储节点和比特币网络上的 KZG 承诺恢复数据。
Nubit 旨在为比特币生态项目提供基础设施，已与多个项目如 Babylon、Merlin Chain、Polyhedra 等建立了合作关系，Nubit 将降低数据存储成本，比如在铭文市场需求激增的情况下, Nubit 可以服务与比特币 Layer2 大幅降低数据发布成本,使得在比特币上存储和处理数据变得更加经济实惠。
分析 DA 赛道的项目差异，我们在安全性（包括数据完整性、网络共识等）、可定制性与互操作性、性能和成本随着这些 DA 方案的广泛采用和不同项目在 DA 层选择上的差异，我们看到了一系列独特的技术和市场定位。
将来的には、さらに多くのアプリロールアップが市場に投入されると考えられます。しかし、潜在市場は拡大しているものの、DAトラックへのヘッド効果は明らかで、Celestia、EigenDAなどが主な市場シェアを占め、ウエストやテールのチャンスは少なく、競争も激化している。現在の容量はロールアップの需要を上回っています。たとえば、メインネットの立ち上げ後、Celestia ネットワーク帯域幅の使用率は長い間 0.1% 未満であり、1 日あたりの最大サポート容量である 46,080 MB をはるかに下回っています。ただし、イーサリアムの現在の 15 ロールアップと 1 日あたり 700 MB のデータと比較すると、Celestia にはまだ活動の余地が十分にあります。
もちろん、将来、高性能ネットワークや AI プロジェクトなどで高い DA 帯域幅が求められる可能性も排除されません。さらに、次のような特定のシナリオ向けの比較的初期の DA もいくつかあります。ビットコイン DA として、ニッチな分野で利用可能である可能性があります。しかし、DA は本質的に対 B のビジネスであり、DA プロジェクト当事者の収入は環境プロジェクトの量と質に密接に関係しています。現段階では、コストと効率が数桁飛躍しない限り、市場にあまりにも多くのオフチェーン DA ソリューションが必要であるとは考えていません。
一般的に、DA のビジネス モデルには現在十分な供給があるように見えますが、トラックの開発はまだ進化しており、さまざまなソリューションが技術と市場での位置付けにおいて異なる競争力を示しています。将来の発展は、継続的な技術革新と市場需要のダイナミックな変化にかかっています。
参考文献:
https://medium.com/@MTCapital_US/mt-capital-research-da-sector-analysis-comparative-study-of-celestia-and-eigenda-acc07ea5694f
https:// www.theblockbeats.info/news/51171
以上がIOSG: モジュラー時代の覇権を争う記事で、DA のエコロジーと競争環境について詳しく説明していますの詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。
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