資料可用性層：支撐區塊鏈擴展性的關鍵基礎設施

區塊鏈生態系統面臨一個根本的悖論：隨著採用率的提升，可擴展性變得越來越具挑戰性。比特幣和以太坊曾因其去中心化而受到讚譽，現在卻面臨擁堵和高昂的 Gas 費用。Layer-2 解決方案，尤其是 Rollups 的出現，為未來提供了一條有希望的道路。然而，在這些創新背後，藏著一個較少為人知但不可或缺的組件——資料可用性層 (DAL)——它作為技術支柱，使這些擴展解決方案能夠有效運作。

理解資料可用性層：不僅僅是存儲

資料可用性層就像是區塊鏈基礎設施的神經系統。傳統上，區塊鏈網絡需要完整節點下載並驗證整個區塊，但 DAL 引入了一個範式轉變。它確保交易資料不僅僅是存放在網絡某處，而是永遠可存取、可驗證且抗審查。

可以這樣理解：在傳統區塊鏈中，資料可用性由冗餘保證——每個節點都持有完整的副本。DAL 重新構想了這一點，使輕客戶端和驗證者能在不下載整個區塊的情況下確認資料的可用性和可取性。這一根本轉變解決了長期困擾區塊鏈可擴展性的存儲負擔。

安全性方面，這具有深遠意義。通過保證資料的可存取性，DAL 維護了區塊鏈網絡的信任無需性。參與者可以獨立驗證交易並挑戰無效交易，消除了對中央權威的依賴，並保持了加密貨幣設計的完整性。

為何資料可用性層對 Rollups 至關重要

Rollups 已成為以太坊及其他網絡最實用的 Layer-2 擴展方案。它們通過將多筆交易打包成一個批次，大幅減少鏈上存儲空間。然而，它們的效能完全依賴於資料可用性保障。

兩種主要的 Rollup 架構各自以不同方式依賴 DAL：

零知識證明 Rollups (ZK Rollups) 使用密碼學證明來驗證鏈下交易，然後提交到主鏈。這要求底層交易資料保持可存取以供驗證。

樂觀 Rollups 假設交易默認有效，並設有爭議交易的欺詐證明機制。這種設計要求交易資料完全透明。

在這兩種情況下，資料可用性層確保鏈下交易資訊能被存取、驗證和在必要時重建。這種共生關係將 Rollups 從理論轉化為實用的擴展方案。

轉型的好處

增強安全架構： 通過保證交易資料的可存取性和可驗證性，DAL 強化了 Rollup 的安全性，使其成為大額資金部署和日常交易的可靠選擇。

擴展性突破： 使 Rollups 能在不損害安全的前提下處理更高的交易量，直接解決阻礙主流區塊鏈採用的擴展瓶頸。

運營經濟性： 降低交易成本並加快處理速度，使區塊鏈技術更易於進入更廣泛的市場，促進生態系統成長。

用戶體驗提升： 可擴展性、安全性與效率的結合，為終端用戶帶來更具吸引力的體驗，推動網絡效應和自然採用。

資料可用性加密貨幣生態的領先方案

多個項目正積極構建堅實的資料可用性基礎設施層：

Celestia：模組化架構創新

Celestia 代表對區塊鏈架構的根本重新思考，採用模組化方式。通過將執行、共識和資料可用性等核心功能拆分為獨立層，Celestia 允許開發者創建定制化、應用特定的鏈，同時保持安全保障。

該協議利用消除碼（erasure coding）和資料可用性抽樣，使驗證者只需抽樣部分區塊資料即可確認資料的可用性。這大幅降低了參與的計算需求，同時保持對資料可用性的加密確定性。

Celestia 的原生代幣 TIA，作為網絡的安全機制，通過證明抵押（Proof-of-Stake）來運作，支付交易費用並參與治理。

EigenDA：以太坊原生擴展性方案

EigenDA 是專為以太坊 Rollups 設計的高吞吐量去中心化資料可用性服務。結合消除碼和 KZG 承諾，EigenDA 實現高效的資料編碼與檢索。

架構重點在於成本優化——通過共享安全模型降低抵押資本需求和運營成本。私測已展現出每秒10MB的吞吐能力，並有望擴展至每秒1GB，這使 EigenDA 成為以太坊擴展基礎設施的重要推手。

Avail：互操作性資料層

Avail 作為一個基礎資料可用性層，專為主權 Rollups 和信任最小化應用設計。其技術堆疊結合了有效性證明、消除碼和多項式承諾，確保資料即時可用。

架構允許輕客戶端通過概率抽樣高效驗證資料可用性。此方法使驗證成本隨著網絡擴展保持不變，解決了傳統區塊鏈設計中的根本限制。

KYVE：資料驗證與傳輸協議

KYVE 作為去中心化基礎設施，提供資料驗證、不變性保證及跨存儲與資料可用性層的無縫檢索。該協議建立了一座連接應用與偏好的資料可用性基礎設施的關鍵橋樑。

該項目獲得大量機構支持，彰顯其在 Web3 生態中的重要性。KYVE 代幣通過證明抵押（Proof-of-Stake）保障網絡安全，並促進治理參與，使持有人能影響協議演進。

推動資料 Rollups 即服務 (DRaaS) 的倡議，開啟擴展性新機遇，同時降低開發者和驗證者的運營複雜度。

NEAR DA：經濟高效的以太坊整合方案

NEAR DA 是一項為以太坊 Rollups 提供便捷資料可用性的重大進展。作為 NEAR 開放 Web 堆疊的一部分，該方案提供的 calldata 存儲成本遠低於直接在以太坊上發布——截至2023年底，100kB 的 calldata 大約比等量的以太坊存儲便宜 8,000 倍。

這種以經濟為導向的方法在保持以太坊安全標準的同時，實現了成本高效的擴展，特別適合推出應用特定鏈或 Layer-2 解決方案的項目。

Storj：去中心化雲端存儲

Storj 提供一個去中心化的雲端存儲平台，利用端對端加密、文件分片和消除碼。網絡將加密的文件碎片分散存放於全球節點，消除單點故障，同時提升資料隱私與安全。

經濟模型激勵存儲運營者 (“農夫”) 透過微支付，建立可持續的去中心化資料持久化生態系。STORJ 代幣促進用戶與網絡參與者之間的支付。

Filecoin：去中心化存儲市場

Filecoin 建立了一個點對點的存儲網絡，經濟激勵驅動可靠的資料保存。該協議採用複製證明（proof-of-replication）和空間證明（proof-of-spacetime）來加密驗證存儲提供者是否維持承諾的資料。

與 IPFS 的整合形成互補生態：IPFS 處理內容地址分發，Filecoin 則提供經濟激勵，確保持久存儲。這種組合使開發者能建立具有持久資料保障的分散式應用。

FIL 代幣作為網絡貨幣，用於支付礦工存儲和資料檢索，同時保障網絡安全。

亟需創新的關鍵挑戰

儘管資料可用性解決方案展現出巨大潛力，但仍面臨重大障礙：

存儲經濟： 網絡擴展不可避免地增加資料存儲需求，可能造成瓶頸和成本壓力。平衡存取性與經濟可持續性是一大挑戰。

網絡性能： 資料可用性效果依賴於資料在分散網絡中的及時傳播。帶寬限制和延遲變異可能影響時間敏感操作的表現。

驗證擴展性： 確認大量資料的完整性與真實性需大量計算資源。隨著網絡擴大，驗證可能成為瓶頸，需持續技術革新。

跨鏈操作： 多個獨立區塊鏈的興起，要求資料可用性解決方案能在不同鏈間無縫運作。維持完整性與存取性在跨鏈交互中仍具技術挑戰。

去中心化與擴展性的平衡： 擴展資料可用性常與去中心化目標產生張力。過度集中化會損害區塊鏈的信任無需性。

未來之路

資料可用性解決方案與 Rollup 技術的融合，標誌著區塊鏈擴展性的一個重要轉折點。持續的創新——從壓縮算法的改進到互操作性的提升——有望開啟新的應用場景，推動主流採用。

加密貨幣生態系的多元策略：多個項目採用不同架構策略，增加了實用且可擴展解決方案出現的可能性，支援下一代區塊鏈應用。

開發者在評估基礎設施選項時，理解資料可用性層的運作機制變得至關重要。上述項目代表當前市場的領導者，但隨著技術成熟，持續的創新將推動整個格局不斷演進。