瞭解 Avail 五大功能 有何獨特之處？

作者：100y.eth 來源：mirror 翻譯：善歐巴，金色財經

2024 年 7 月 23 日，經過漫長的等待，Avail 主網終於上線。顧名思義，Avail 是一個數據可用性 (DA) 層項目。很多人可能會想，“Avail 不就是另一個像 Celestia 或 EigenDA 這樣的 DA 項目嗎？”然而事實並非如此。

從 Avail 的路線圖可以看出，Avail 不僅僅是一個 DA 項目，而是一個垂直整合的統一層。雖然社區中已經有大量文章介紹 Avail，但本文將重點介紹 Avail 相較於其他 DA 項目的優勢。如果您有興趣瞭解 Avail 的基礎知識，請參閱以下文章：

• Avail： Blockworks 的加密基礎設施統一
• Redacted Research 的$AVAIL 與 Web3 的統一

1. 最小化信任的互操作性與固定的結算層

與其他 DA 層相比，Avail 最顯著的優勢是其固定的結算層，稱為Avail Nexus，它支持彙總之間信任最小化的互操作性。

1.1 為什麼需要具有統一證明體系的輪輻式模型？

為了實現安全橋接，瞭解對手方網絡的規範鏈和執行的有效性至關重要。共享同一 DA 層的主權彙總在同一 DA 層上發佈交易數據，因此很容易瞭解對手方網絡的規範鏈。但是，僅共享 DA 層並不容易驗證對手方網絡上的執行有效性。

因此，已經討論了在主權 Rollup 之間實現信任最小化跨鏈消息傳遞的方法，最值得注意的是基於 Cosmos SDK 的 Rollup 之間的 IBC 消息傳遞。在 IBC 中，通過輕客戶端驗證對方網絡的區塊頭和 Merkle 證明來實現信任最小化橋接。

但是，不使用 Cosmos SDK 的主權彙總怎麼辦？它們仍然需要通過輕客戶端驗證交易對手網絡的執行有效性。虛擬機、證明方案（欺詐證明與有效性證明）或 zk 證明系統的差異可能會使構建最小化信任橋接的驗證系統變得極具挑戰性。

此外，如果主權彙總之間的橋接是以點對點的方式而不是中心輻射模型進行的，那麼橋接系統就會變得支離破碎。每個新渠道都需要一個新系統，並且可能會出現多種類型的包裝代幣，從而導致即使在同一類型的代幣之間也存在可互換性問題。

因此，為了在共享同一 DA 層的彙總之間進行橋接的安全性和無縫的用戶體驗，有必要使用統一的系統來驗證執行情況，並採用共享單個結算層的軸輻式橋接模型。

1.2 利用 Nexus

這實際上就是 Avail Nexus 所做的。Avail Nexus 是基於 Avail 構建的 zk 主權彙總，作為 Avail 生態系統的固定結算層。Avail Nexus 處理 1) 序列器拍賣和 2) 證明聚合，使 Avail 生態系統中的彙總能夠快速高效地實現信任最小化的跨鏈消息傳遞。

Avail Nexus 會彙總並驗證來自多個 rollup 的各種類型的證明，然後將它們合併為一個簡潔的證明。不僅有效性 rollup，樂觀 rollup 也可以參與 Avail Nexus。樂觀 rollup 可以將其收據和狀態根提交給 Nexus，如果在挑戰期間未提供任何欺詐證明，則它們將包含在 Nexus 狀態中。

聚合證明最終會提交給 Avail DA 和以太坊。由於 Avail DA 缺少執行層，未來將添加一個模塊來驗證證明。Avail Nexus 上的 Rollups 的狀態信息在以太坊網絡上驗證，其運行的安全假設與使用以太坊作為結算層的 validiums 相同。

2. 使用 KZG 承諾方案進行快速驗證

Avail DA 採用 KZG 承諾方案進行有效性證明，允許輕客戶端快速簡潔地驗證數據可用性。此外，由於 KZG 承諾的同態特性，無需欺詐證明即可驗證擦除編碼的正確性，從而消除了挑戰期造成的延遲。

2.1 ELI5：KZG 承諾

在密碼學中，承諾是一種在某一時刻承諾一段數據並在稍後顯示它以證明原始數據的方法。承諾通常用於壓縮或隱藏數據。承諾的兩個關鍵屬性是綁定和隱藏。

• 綁定：一旦數據被提交，就不能被更改，從而確保完整性。
• 隱藏：無法從承諾中推斷出原始數據。

區塊鏈中常見的承諾方案是Merkle樹，它將信息壓縮成一個單一的值，不會洩露原始數據，並且可以輕鬆驗證特定數據是否包含在Merkle樹中。

KZG 多項式承諾方案承諾多項式。數據可以轉換為多項式，該多項式具有固定大小的單個承諾值。KZG 承諾的優勢在於，驗證者可以使用非常小的 KZG 證明（O(1)）輕鬆證明特定數據的包含。與 Merkle 樹相比，這是一個顯著的優勢，因為 Merkle 樹的證明大小隨數據大小呈對數增長（O(logN)）。

2.2 KZG 在 Avail 中的承諾

讓我們深入研究一下 Avail DA 中的數據存儲方式以及驗證數據可用性的過程。當用戶（rollup）將交易數據發送到 Avail 時，數據被排列成二維矩陣。然後使用糾刪碼生成冗餘數據，從而有效地將原始數據加倍。

由於數據量擴大到原來的兩倍，惡意區塊生產者必須隱藏一半以上的數據才能將其隱藏，因此在數據可用性採樣過程中，這種行為極有可能被檢測到。每行中的數據都轉換為多項式，並且該數據的 KZG 多項式承諾包含在區塊頭中。以下是 KZG 承諾所實現的功能：

1. 輕客戶端可以快速輕鬆地驗證數據可用性：如果輕客戶端想要檢查特定數據是否包含在某個塊中，則得益於 KZG 承諾，完整節點可以提供非常小的 KZG 證明（O（1））。
2. 無需欺詐證明即可驗證糾刪碼的正確性：在 Celestia 中，欺詐證明用於驗證糾刪碼的正確性，這可能會因挑戰期而導致延遲。由於 KZG 承諾是同態的，因此可以通過檢查糾刪碼數據的承諾是否與糾刪碼承諾相匹配來快速驗證糾刪碼的正確性。

3. 使用 BABE 和 GRANDPA 實現安全性和活躍性

大多數區塊鏈網絡通常將重點放在其共識機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 作為其共識機制，提供與以太坊類似的活躍性和安全性的平衡。

3.1 區塊鏈擴展的盲分配（BABE）

BABE 是 Avail 的區塊生產引擎，負責確保活躍度。每個時隙（20 秒）都會通過 VRF 選出一個主要作者來生產區塊。一個時隙內可以有多個作者，也可以沒有作者。如果選擇了多個作者，則競賽開始，傳播次數最多的區塊將成為規範鏈的一部分。如果沒有選擇主要作者，則通過循環方法選出的次要作者會生產區塊。

3.2 基於 GHOST 的遞歸祖先派生前綴協議（GRANDPA）

GRANDPA 充當類似於以太坊 Casper FFG 的最終確定工具，但不同之處在於它最終確定的是規範鏈而不是單個區塊，從而加快了最終確定過程。在同步環境中，超過三分之二的節點需要誠實才能確定最終確定性，而在異步設置中，它可以處理多達五分之一的拜占庭節點。

4. 具有強大加密經濟安全性的生態系統

（Avail Fusion | 來源：Avail）

Avail Fusion 允許來自其他生態系統的代幣為 Avail 生態系統的加密經濟安全做出貢獻。EigenLayer、Babylon、Symbiotic 和 Karak 等協議因利用 BTC 和 ETH 的巨大安全性而受到關注。隨著 Avail Fusion 的實施，Avail 生態系統的安全級別有望顯著提高。對 Optimium 和 Validium 的常見批評是由於依賴外部 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。

有趣的是，Avail 上的 rollup 代幣也可以在 Avail Fusion 中使用。rollup 代幣經濟學最大的缺陷之一是缺乏治理之外的實用性。Avail Fusion 可以通過使用 rollup 代幣實現加密經濟安全來解決這一問題，從而提高其生產力並加速生態系統的激勵飛輪。

然而，一個值得關注的問題就是獎勵的分配。如果其他生態系統的代幣被用於共識並獲得區塊獎勵，AVAIL 質押者的相對獎勵可能會減少。因此，在引入 Avail Fusion 時，需要對外部生態系統代幣的質押和獎勵比率進行復雜的設計。

5. 各種代幣實用程序

代幣經濟學是加密行業最有前景的領域，也是長期存在的問題。雖然代幣可以充當確保協議順利運行的潤滑劑，但設計不佳或缺乏實用性可能會使它們成為一種損害。

(來源：Avail)

幸運的是，Avail 通過統一層的概念為 AVAIL 代幣提供了多種用途，與許多其他協議不同，它在內部集成了多個層和功能：

• 治理
• DA 費用
• 提供 DA 安全性
• 質押參與 Nexus 的序列池
• 質押參與 Nexus 中的證明聚合池
• 過渡費

考慮到每層的功能和代幣效用，Avail 可視為 DA 層、去中心化排序層和 ZKP 聚合層的組合。這凸顯了 Avail 生態系統的巨大潛在增長。

6. 最後的想法

雖然以太坊內部的模塊化生態系統取得了長足的進步，但以太坊之外的模塊化生態系統在互操作性和安全性方面仍不成熟。Avail 通過 Avail DA、Avail Nexus 和 Avail Fusion 為這些問題提供了有效的解決方案，使其成為理想的模塊化生態系統。

就像正在進行的基礎設施與應用程序之爭一樣，即使 Avail 構建了完美的基礎設施，真正的挑戰仍是創建一個動態生態系統。不過，這沒什麼可擔心的。根據Avail 生態系統頁面，Avail 已經集成到許多彙總 SDK 中，包括 Arbitrum Orbit 和 Polygon CDK。Conduit 和 AltLayer 等眾多 RaaS 平臺也支持 Avail DA，總共有 32 個彙總網絡將加入 Avail DA。

近年來，模塊化生態系統變得更加多樣化和廣泛。許多模塊化項目（例如，rollup、DA 層）正在進入市場，要想在這種競爭環境中生存，項目必須具有獨特的優勢。Avail 憑藉其統一層的概念，執行 DA、排序、ZKP 聚合和重新質押等功能，在市場上佔據獨特地位。因此，Avail 即將到來的旅程絕對值得期待。