2024 年 7 月 23 日，經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的等待，Avail 主網(wǎng)終于上線。顧名思義，Avail 是一個(gè)數(shù)據(jù)可用性 (DA) 層項(xiàng)目。很多人可能會(huì)想，“Avail 不就是另一個(gè)像 Celestia 或 EigenDA 這樣的 DA 項(xiàng)目嗎?”然而事實(shí)并非如此。

從 Avail 的路線圖可以看出，Avail 不僅僅是一個(gè) DA 項(xiàng)目，而是一個(gè)垂直整合的統(tǒng)一層。雖然社區(qū)中已經(jīng)有大量文章介紹 Avail，但本文將重點(diǎn)介紹 Avail 相較于其他 DA 項(xiàng)目的優(yōu)勢(shì)。如果您有興趣了解 Avail 的基礎(chǔ)知識(shí)，請(qǐng)參閱以下文章：

Avail： Blockworks 的加密基礎(chǔ)設(shè)施統(tǒng)一

Redacted Research 的$AVAIL 與 Web3 的統(tǒng)一

1. 最小化信任的互操作性與固定的結(jié)算層

與其他 DA 層相比，Avail 最顯著的優(yōu)勢(shì)是其固定的結(jié)算層，稱(chēng)為Avail Nexus，它支持匯總之間信任最小化的互操作性。

1.1 為什么需要具有統(tǒng)一證明體系的輪輻式模型?

為了實(shí)現(xiàn)安全橋接，了解對(duì)手方網(wǎng)絡(luò)的規(guī)范鏈和執(zhí)行的有效性至關(guān)重要。共享同一 DA 層的主權(quán)匯總在同一 DA 層上發(fā)布交易數(shù)據(jù)，因此很容易了解對(duì)手方網(wǎng)絡(luò)的規(guī)范鏈。但是，僅共享 DA 層并不容易驗(yàn)證對(duì)手方網(wǎng)絡(luò)上的執(zhí)行有效性。

因此，已經(jīng)討論了在主權(quán) Rollup 之間實(shí)現(xiàn)信任最小化跨鏈消息傳遞的方法，最值得注意的是基于 Cosmos SDK 的 Rollup 之間的 IBC 消息傳遞。在 IBC 中，通過(guò)輕客戶(hù)端驗(yàn)證對(duì)方網(wǎng)絡(luò)的區(qū)塊頭和 Merkle 證明來(lái)實(shí)現(xiàn)信任最小化橋接。

但是，不使用 Cosmos SDK 的主權(quán)匯總怎么辦?它們?nèi)匀恍枰ㄟ^(guò)輕客戶(hù)端驗(yàn)證交易對(duì)手網(wǎng)絡(luò)的執(zhí)行有效性。虛擬機(jī)、證明方案(欺詐證明與有效性證明)或 zk 證明系統(tǒng)的差異可能會(huì)使構(gòu)建最小化信任橋接的驗(yàn)證系統(tǒng)變得極具挑戰(zhàn)性。

此外，如果主權(quán)匯總之間的橋接是以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式而不是中心輻射模型進(jìn)行的，那么橋接系統(tǒng)就會(huì)變得支離破碎。每個(gè)新渠道都需要一個(gè)新系統(tǒng)，并且可能會(huì)出現(xiàn)多種類(lèi)型的包裝代幣，從而導(dǎo)致即使在同一類(lèi)型的代幣之間也存在可互換性問(wèn)題。

因此，為了在共享同一 DA 層的匯總之間進(jìn)行橋接的安全性和無(wú)縫的用戶(hù)體驗(yàn)，有必要使用統(tǒng)一的系統(tǒng)來(lái)驗(yàn)證執(zhí)行情況，并采用共享單個(gè)結(jié)算層的軸輻式橋接模型。

1.2 利用 Nexus

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這實(shí)際上就是 Avail Nexus 所做的。Avail Nexus 是基于 Avail 構(gòu)建的 zk 主權(quán)匯總，作為 Avail 生態(tài)系統(tǒng)的固定結(jié)算層。Avail Nexus 處理 1) 序列器拍賣(mài)和 2) 證明聚合，使 Avail 生態(tài)系統(tǒng)中的匯總能夠快速高效地實(shí)現(xiàn)信任最小化的跨鏈消息傳遞。

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Avail Nexus 會(huì)匯總并驗(yàn)證來(lái)自多個(gè) rollup 的各種類(lèi)型的證明，然后將它們合并為一個(gè)簡(jiǎn)潔的證明。不僅有效性 rollup，樂(lè)觀 rollup 也可以參與 Avail Nexus。樂(lè)觀 rollup 可以將其收據(jù)和狀態(tài)根提交給 Nexus，如果在挑戰(zhàn)期間未提供任何欺詐證明，則它們將包含在 Nexus 狀態(tài)中。

聚合證明最終會(huì)提交給 Avail DA 和以太坊。由于 Avail DA 缺少執(zhí)行層，未來(lái)將添加一個(gè)模塊來(lái)驗(yàn)證證明。Avail Nexus 上的 Rollups 的狀態(tài)信息在以太坊網(wǎng)絡(luò)上驗(yàn)證，其運(yùn)行的安全假設(shè)與使用以太坊作為結(jié)算層的 validiums 相同。

2. 使用 KZG 承諾方案進(jìn)行快速驗(yàn)證

Avail DA 采用 KZG 承諾方案進(jìn)行有效性證明，允許輕客戶(hù)端快速簡(jiǎn)潔地驗(yàn)證數(shù)據(jù)可用性。此外，由于 KZG 承諾的同態(tài)特性，無(wú)需欺詐證明即可驗(yàn)證擦除編碼的正確性，從而消除了挑戰(zhàn)期造成的延遲。

2.1 ELI5：KZG 承諾

在密碼學(xué)中，承諾是一種在某一時(shí)刻承諾一段數(shù)據(jù)并在稍后顯示它以證明原始數(shù)據(jù)的方法。承諾通常用于壓縮或隱藏?cái)?shù)據(jù)。承諾的兩個(gè)關(guān)鍵屬性是綁定和隱藏。

綁定：一旦數(shù)據(jù)被提交，就不能被更改，從而確保完整性。

隱藏：無(wú)法從承諾中推斷出原始數(shù)據(jù)。

區(qū)塊鏈中常見(jiàn)的承諾方案是Merkle樹(shù)，它將信息壓縮成一個(gè)單一的值，不會(huì)泄露原始數(shù)據(jù)，并且可以輕松驗(yàn)證特定數(shù)據(jù)是否包含在Merkle樹(shù)中。

KZG 多項(xiàng)式承諾方案承諾多項(xiàng)式。數(shù)據(jù)可以轉(zhuǎn)換為多項(xiàng)式，該多項(xiàng)式具有固定大小的單個(gè)承諾值。KZG 承諾的優(yōu)勢(shì)在于，驗(yàn)證者可以使用非常小的 KZG 證明(O(1))輕松證明特定數(shù)據(jù)的包含。與 Merkle 樹(shù)相比，這是一個(gè)顯著的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)?Merkle 樹(shù)的證明大小隨數(shù)據(jù)大小呈對(duì)數(shù)增長(zhǎng)(O(logN))。

2.2 KZG 在 Avail 中的承諾

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讓我們深入研究一下 Avail DA 中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式以及驗(yàn)證數(shù)據(jù)可用性的過(guò)程。當(dāng)用戶(hù)(rollup)將交易數(shù)據(jù)發(fā)送到 Avail 時(shí)，數(shù)據(jù)被排列成二維矩陣。然后使用糾刪碼生成冗余數(shù)據(jù)，從而有效地將原始數(shù)據(jù)加倍。

由于數(shù)據(jù)量擴(kuò)大到原來(lái)的兩倍，惡意區(qū)塊生產(chǎn)者必須隱藏一半以上的數(shù)據(jù)才能將其隱藏，因此在數(shù)據(jù)可用性采樣過(guò)程中，這種行為極有可能被檢測(cè)到。每行中的數(shù)據(jù)都轉(zhuǎn)換為多項(xiàng)式，并且該數(shù)據(jù)的 KZG 多項(xiàng)式承諾包含在區(qū)塊頭中。以下是 KZG 承諾所實(shí)現(xiàn)的功能：

輕客戶(hù)端可以快速輕松地驗(yàn)證數(shù)據(jù)可用性：如果輕客戶(hù)端想要檢查特定數(shù)據(jù)是否包含在某個(gè)塊中，則得益于 KZG 承諾，完整節(jié)點(diǎn)可以提供非常小的 KZG 證明(O(1))。

無(wú)需欺詐證明即可驗(yàn)證糾刪碼的正確性：在 Celestia 中，欺詐證明用于驗(yàn)證糾刪碼的正確性，這可能會(huì)因挑戰(zhàn)期而導(dǎo)致延遲。由于 KZG 承諾是同態(tài)的，因此可以通過(guò)檢查糾刪碼數(shù)據(jù)的承諾是否與糾刪碼承諾相匹配來(lái)快速驗(yàn)證糾刪碼的正確性。

3. 使用 BABE 和 GRANDPA 實(shí)現(xiàn)安全性和活躍性

大多數(shù)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)通常將重點(diǎn)放在其共識(shí)機(jī)制的安全性或活躍性上。建立在底層(Polkadot SDK)上的 Avail DA 使用 BABE 和 GRANDPA 作為其共識(shí)機(jī)制，提供與以太坊類(lèi)似的活躍性和安全性的平衡。

3.1 區(qū)塊鏈擴(kuò)展的盲分配(BABE)

BABE 是 Avail 的區(qū)塊生產(chǎn)引擎，負(fù)責(zé)確?；钴S度。每個(gè)時(shí)隙(20 秒)都會(huì)通過(guò) VRF 選出一個(gè)主要作者來(lái)生產(chǎn)區(qū)塊。一個(gè)時(shí)隙內(nèi)可以有多個(gè)作者，也可以沒(méi)有作者。如果選擇了多個(gè)作者，則競(jìng)賽開(kāi)始，傳播次數(shù)最多的區(qū)塊將成為規(guī)范鏈的一部分。如果沒(méi)有選擇主要作者，則通過(guò)循環(huán)方法選出的次要作者會(huì)生產(chǎn)區(qū)塊。

3.2 基于 GHOST 的遞歸祖先派生前綴協(xié)議(GRANDPA)

GRANDPA 充當(dāng)類(lèi)似于以太坊 Casper FFG 的最終確定工具，但不同之處在于它最終確定的是規(guī)范鏈而不是單個(gè)區(qū)塊，從而加快了最終確定過(guò)程。在同步環(huán)境中，超過(guò)三分之二的節(jié)點(diǎn)需要誠(chéng)實(shí)才能確定最終確定性，而在異步設(shè)置中，它可以處理多達(dá)五分之一的拜占庭節(jié)點(diǎn)。

4. 具有強(qiáng)大加密經(jīng)濟(jì)安全性的生態(tài)系統(tǒng)

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Avail Fusion 允許來(lái)自其他生態(tài)系統(tǒng)的代幣為 Avail 生態(tài)系統(tǒng)的加密經(jīng)濟(jì)安全做出貢獻(xiàn)。EigenLayer、Babylon、Symbiotic 和 Karak 等協(xié)議因利用 BTC 和 ETH 的巨大安全性而受到關(guān)注。隨著 Avail Fusion 的實(shí)施，Avail 生態(tài)系統(tǒng)的安全級(jí)別有望顯著提高。對(duì) Optimium 和 Validium 的常見(jiàn)批評(píng)是由于依賴(lài)外部 DA 層而削弱了它們的安全性。帶有 Avail Fusion 的 Avail DA 可以減輕這些批評(píng)。

有趣的是，Avail 上的 rollup 代幣也可以在 Avail Fusion 中使用。rollup 代幣經(jīng)濟(jì)學(xué)最大的缺陷之一是缺乏治理之外的實(shí)用性。Avail Fusion 可以通過(guò)使用 rollup 代幣實(shí)現(xiàn)加密經(jīng)濟(jì)安全來(lái)解決這一問(wèn)題，從而提高其生產(chǎn)力并加速生態(tài)系統(tǒng)的激勵(lì)飛輪。

然而，一個(gè)值得關(guān)注的問(wèn)題就是獎(jiǎng)勵(lì)的分配。如果其他生態(tài)系統(tǒng)的代幣被用于共識(shí)并獲得區(qū)塊獎(jiǎng)勵(lì)，AVAIL 質(zhì)押者的相對(duì)獎(jiǎng)勵(lì)可能會(huì)減少。因此，在引入 Avail Fusion 時(shí)，需要對(duì)外部生態(tài)系統(tǒng)代幣的質(zhì)押和獎(jiǎng)勵(lì)比率進(jìn)行復(fù)雜的設(shè)計(jì)。

5. 各種代幣實(shí)用程序

代幣經(jīng)濟(jì)學(xué)是加密行業(yè)最有前景的領(lǐng)域，也是長(zhǎng)期存在的問(wèn)題。雖然代幣可以充當(dāng)確保協(xié)議順利運(yùn)行的潤(rùn)滑劑，但設(shè)計(jì)不佳或缺乏實(shí)用性可能會(huì)使它們成為一種損害。

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幸運(yùn)的是，Avail 通過(guò)統(tǒng)一層的概念為 AVAIL 代幣提供了多種用途，與許多其他協(xié)議不同，它在內(nèi)部集成了多個(gè)層和功能：

治理

DA 費(fèi)用

提供 DA 安全性

質(zhì)押參與 Nexus 的序列池

質(zhì)押參與 Nexus 中的證明聚合池

過(guò)渡費(fèi)

考慮到每層的功能和代幣效用，Avail 可視為 DA 層、去中心化排序?qū)雍?ZKP 聚合層的組合。這凸顯了 Avail 生態(tài)系統(tǒng)的巨大潛在增長(zhǎng)。

6. 最后的想法

雖然以太坊內(nèi)部的模塊化生態(tài)系統(tǒng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但以太坊之外的模塊化生態(tài)系統(tǒng)在互操作性和安全性方面仍不成熟。Avail 通過(guò) Avail DA、Avail Nexus 和 Avail Fusion 為這些問(wèn)題提供了有效的解決方案，使其成為理想的模塊化生態(tài)系統(tǒng)。

就像正在進(jìn)行的基礎(chǔ)設(shè)施與應(yīng)用程序之爭(zhēng)一樣，即使 Avail 構(gòu)建了完美的基礎(chǔ)設(shè)施，真正的挑戰(zhàn)仍是創(chuàng)建一個(gè)動(dòng)態(tài)生態(tài)系統(tǒng)。不過(guò)，這沒(méi)什么可擔(dān)心的。根據(jù)Avail 生態(tài)系統(tǒng)頁(yè)面，Avail 已經(jīng)集成到許多匯總 SDK 中，包括 Arbitrum Orbit 和 Polygon CDK。Conduit 和 AltLayer 等眾多 RaaS 平臺(tái)也支持 Avail DA，總共有 32 個(gè)匯總網(wǎng)絡(luò)將加入 Avail DA。

近年來(lái)，模塊化生態(tài)系統(tǒng)變得更加多樣化和廣泛。許多模塊化項(xiàng)目(例如，rollup、DA 層)正在進(jìn)入市場(chǎng)，要想在這種競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中生存，項(xiàng)目必須具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。Avail 憑借其統(tǒng)一層的概念，執(zhí)行 DA、排序、ZKP 聚合和重新質(zhì)押等功能，在市場(chǎng)上占據(jù)獨(dú)特地位。因此，Avail 即將到來(lái)的旅程絕對(duì)值得期待。