Vitalik 遺漏了 Arbitrum 和 Redstone 的「數(shù)據(jù)可用性挑戰(zhàn)」，這東西堪稱 Celestia 殺手。
撰文：Faust，極客 web3
2024 年 1 月 16 日，在一條由以太坊 Layer2 項(xiàng)目 Taiko 創(chuàng)始人 DanielWang 發(fā)起，與 AA 錢包 Soul Wallet 創(chuàng)始人曾嘉俊互動(dòng)的推文下，Vitalik 說(shuō)：「Rollup 的關(guān)鍵在于無(wú)條件的安全保障：即使你被所有人針對(duì)，你依然能將資產(chǎn)取走。如果 DA 依賴于外部系統(tǒng)（以太坊之外），就無(wú)法做到這一點(diǎn)?！?/strong>
逃生艙：Viatlik 口中的「無(wú)需條件的安全提款」
由于 Vitalik 在這條推文的后半段談到了自己對(duì) Validium 的看法（Validium 是指不用以太坊實(shí)現(xiàn) DA 數(shù)據(jù)發(fā)布的 ZK 二層），所以得到了很多人的關(guān)注（此前坊間盛傳，以太坊基金會(huì)認(rèn)為 Layer2=Rollup）。
（需要強(qiáng)調(diào)：以太坊社區(qū)談?wù)摰?DA 概念，指的是你能否獲取到 Layer2 新產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，不是說(shuō)你能否檢索到很久前的歷史數(shù)據(jù)。如果不在以太坊鏈上發(fā)布新數(shù)據(jù)，Layer2 節(jié)點(diǎn)可能無(wú)法順利解析出最新的 L2 區(qū)塊）
但「以太坊 Layer2 定義之爭(zhēng)」及「DA War」早已被無(wú)數(shù)人聽聞，本文不打算對(duì)此類話題作出任何探討，旨在將更多精力聚焦在 Vitalik 發(fā)言的前半段，也就是本文開頭涉及的那番話。
Vitalik 在此表明，Rollup 能夠?qū)崿F(xiàn)去信任化的抗審查提款，即便所有的 Layer2 節(jié)點(diǎn)不配合你，你也能夠把自己的資產(chǎn)撤離 Layer2；而且，他指出，只有 rollup 能實(shí)現(xiàn)這種「無(wú)條件的安全提款」，而依賴于其他 DA 數(shù)據(jù)發(fā)布方式的 Layer2，都不能這么做。
但實(shí)際上，Vitalik 的這番話并不嚴(yán)謹(jǐn)。
首先，只有 Layer1 橋接到 Layer2 的資產(chǎn)才可以跨回到 ETH 鏈上，單純的 Layer2 原生資產(chǎn)無(wú)法跨到 Layer1（除非 Layer2 原生資產(chǎn)在 Layer1 上部署了橋接資產(chǎn)合約）。?
如果像 Vitalik 說(shuō)的那樣，「所有人都針對(duì)你」，你最多可以把 L1-L2 橋接資產(chǎn)提走，但無(wú)法把自己的「Layer2 原生 Token」提走，此時(shí)無(wú)論是走普通的 withdraw，還是走 forced withdraw，或是走 Escape Hatch，都沒用。
其次，「無(wú)需條件的安全提款」不是非要依賴于 DA 系統(tǒng)。Rollup 之前的早期 Layer2 方案、在以太坊鏈下實(shí)現(xiàn) DA 數(shù)據(jù)發(fā)布的 Plasma，DA 系統(tǒng)故障時(shí)（就是指數(shù)據(jù)扣留發(fā)生，除了排序器 / 委員會(huì)之外，其他人無(wú)法收到新的交易數(shù)據(jù) / 狀態(tài)轉(zhuǎn)換信息），一樣允許用戶通過(guò)歷史數(shù)據(jù)來(lái)提交資產(chǎn)證明，安全逃離 Layer2。
換言之，Plasma 的安全提款對(duì) DA 系統(tǒng)沒有依賴，抗審查提款也不是非要對(duì) DA 系統(tǒng)有依賴（但要保證歷史數(shù)據(jù)可獲?。粵r且，這番話是以太坊基金會(huì)的 Dankrad（Danksharding 提出者）親口說(shuō)的，同時(shí)也是放之四海皆公理的。
參考極客 Web3 過(guò)往文章：《數(shù)據(jù)扣留與欺詐證明：Plasma 不支持智能合約的原因》
其次，拋開 Celestia 及 Blobstream 不說(shuō)，數(shù)據(jù)扣留 /DA 故障問題，就算不用 ETH 作為 DA 層，也可以解決。單說(shuō) Arbitrum 團(tuán)隊(duì)與 Redstone 團(tuán)隊(duì)正在實(shí)現(xiàn)的「數(shù)據(jù)可用性挑戰(zhàn)」，允許排序器只在鏈上發(fā)布一個(gè) DA Commitment（其實(shí)就是 datahash），聲明已經(jīng)在鏈下發(fā)布數(shù)據(jù)。如果有人無(wú)法在鏈下獲取到新產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，則可以針對(duì)鏈上的 DA Commitment 發(fā)起挑戰(zhàn)，要求排序器將數(shù)據(jù)披露到鏈上。
這種機(jī)制設(shè)計(jì)很簡(jiǎn)潔，而且不需要依賴于 Celestia、Avail 或 EigenDA 等第三方 DA，只需要 Layer2 項(xiàng)目方自己設(shè)置鏈下 DAC 節(jié)點(diǎn)即可，堪稱 Celestia 殺手。
下文中，作者打算對(duì) Vitalik 口中的「無(wú)需條件的安全提款」和他所沒有提及的「數(shù)據(jù)可用性挑戰(zhàn)」進(jìn)行解讀，嘗試告訴大家：為何 Celestia 和 Avail、EigenDA 等第三方 DA 項(xiàng)目，不是 DA offchain 且追求安全性的 Layer2 的必選項(xiàng)？
此外，我們之前曾在闡述「比特幣 Layer2 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)」的文章中，談到抗審查提款比 DA 系統(tǒng)更基礎(chǔ)、更關(guān)鍵，今天這篇文章也將就這個(gè)觀點(diǎn)做出進(jìn)一步解釋。
其實(shí)，Vitalik 的這番話不難推敲，是在談?wù)?ZK Rollup 的逃生艙。逃生艙又名 Escape Hatch，是一種在 Layer1 上直接觸發(fā)的提款模式。該模式一旦被觸發(fā)，Rollup 合約將進(jìn)入凍結(jié)狀態(tài)，拒收 Sequencer 提交的新數(shù)據(jù)，并允許任何人出示 Merkle Proof，證明自己在 Layer2 上的資產(chǎn)余額，將屬于自己的資產(chǎn)從 Layer2 官方橋存款地址中轉(zhuǎn)走。
更進(jìn)一步說(shuō)，逃生艙模式是在用戶交易遭到 Layer2 排序器長(zhǎng)時(shí)間的拒絕后，可以由當(dāng)事人在 Layer1 上手動(dòng)觸發(fā)的「去信任化提款機(jī)制」。
不過(guò)，在激活逃生艙模式前，被排序器拒絕的用戶，要先調(diào)用 Layer1 上 Rollup 合約中的強(qiáng)制提款函數(shù)，發(fā)起強(qiáng)制提款請(qǐng)求，并拋出一個(gè)事件讓 Layer2 節(jié)點(diǎn)知曉：有人發(fā)起了強(qiáng)制提款請(qǐng)求。
由于 Layer2 節(jié)點(diǎn)都會(huì)運(yùn)行以太坊 geth 客戶端，會(huì)接收到以太坊區(qū)塊，所以能夠監(jiān)聽到強(qiáng)制提款事件的觸發(fā)
如果強(qiáng)制提款請(qǐng)求被長(zhǎng)時(shí)間無(wú)視，用戶就可以主動(dòng)觸發(fā)逃生艙模式（路印協(xié)議默認(rèn)這個(gè)等待期為 15 天，StarkEx 方案是 7 天）。然后，其操作流程就如同本文開篇所談，用戶提交對(duì)應(yīng)自己資產(chǎn)的 Merkle Proof，證明自己在 Layer2 的資產(chǎn)狀況，然后從 Rollup 相關(guān)合約中把資產(chǎn)提走。
但要構(gòu)造 Merkle Proof，需要先獲知完整的 L2 狀態(tài)，要找一個(gè) L2 全節(jié)點(diǎn)索要數(shù)據(jù)。如果 Vitalik 所說(shuō)的那種極端情況發(fā)生，沒有 Layer2 節(jié)點(diǎn)配合你，你可以自己?jiǎn)?dòng)一個(gè) Layer2 全節(jié)點(diǎn)，通過(guò)以太坊網(wǎng)絡(luò)，獲取 L2 排序器發(fā)布到以太坊上的歷史數(shù)據(jù)，從 Layer2 創(chuàng)世區(qū)塊開始一個(gè)個(gè)同步，直到算出最后的狀態(tài)，構(gòu)造出 Merkle Proof，就可以通過(guò)逃生艙來(lái)安全提款。
顯然，這時(shí)的「抗審查性」，與以太坊 /Layer1 本身等價(jià)。只要有以太坊全節(jié)點(diǎn)提供很久前的歷史數(shù)據(jù)給你就行，接近于去信任化。
但 EIP-4844 后，以太坊全節(jié)點(diǎn)會(huì)自動(dòng)丟掉部分歷史數(shù)據(jù)，使得 Layer2 超 18 天的歷史數(shù)據(jù)不再被 ETH 節(jié)點(diǎn)全網(wǎng)備份，屆時(shí)逃生艙提款的抗審查性，將不再像今天這樣接近于 Trustless。
4844 后，我們需要信任，數(shù)量較為有限的、存儲(chǔ)了全部歷史數(shù)據(jù)的以太坊節(jié)點(diǎn)，愿意提供數(shù)據(jù)給你（Layer2 原生的節(jié)點(diǎn)往往很少，暫且不考慮進(jìn)來(lái)）。屆時(shí)，Layer1 歷史數(shù)據(jù)可檢索 /Layer2 逃生艙提款的信任假設(shè)，將從今天的 Trustless 或 0，變?yōu)?1/N，即假設(shè) N 個(gè)節(jié)點(diǎn)中能有 1 個(gè)為你提供數(shù)據(jù)。
EthStorage 團(tuán)隊(duì)似乎致力于將這個(gè) N 擴(kuò)大，激勵(lì)更多節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)很久前的歷史數(shù)據(jù)。如果 1/N 的分母足夠大，分?jǐn)?shù)還是接近于 0，接近于沒有引入信任假設(shè)。這或許可以適當(dāng)解決 4844 后的歷史數(shù)據(jù)檢索問題。
逃生艙與 DA 的關(guān)系——Validium 的勒索攻擊
在這里我們?cè)俣雀爬ㄏ拢?strong>逃生艙就是讓你通過(guò) Merkle Proof，證明自己的 Layer2 資產(chǎn)狀況，在 Layer1 上去信任的提款。
而 Vitalik 之所以提到，提款涉及的資產(chǎn)安全需要有 DA 作為前提，主要是指 Validium 方案可以因「數(shù)據(jù)扣留攻擊」而無(wú)法提款。（只發(fā)布 stateroot，不發(fā)布對(duì)應(yīng)的交易數(shù)據(jù)）。
具體原理是：排序器可能扣住交易數(shù)據(jù)不放，只向以太坊鏈上發(fā)布一個(gè) Merkle Root（Stateroot），然后通過(guò)有效性證明，設(shè)法讓新的 Stateroot 通過(guò)驗(yàn)證，成為當(dāng)前的合法 Stateroot。
這時(shí)候，大家不知道合法 Stateroot 對(duì)應(yīng)的完整狀態(tài)，無(wú)法構(gòu)造出對(duì)應(yīng)的 Merkle Proof 來(lái)發(fā)動(dòng)逃生艙提款。除非排序器愿意釋放數(shù)據(jù)給你，你才能提款，這被 Arbitrum 的某位技術(shù)負(fù)責(zé)人形象的稱為「贖金問題」（我個(gè)人更喜歡稱之為勒索攻擊）。
但 DA 在鏈下的 Validium，之所以容易出現(xiàn)「勒索攻擊」，是因?yàn)樗约旱臋C(jī)制設(shè)計(jì)不夠完善，如果引入和提款行為相關(guān)的挑戰(zhàn)機(jī)制，或者引入數(shù)據(jù)可用性挑戰(zhàn)，理論上可以解決勒索攻擊問題。
By the way，前文曾提到，允許用戶通過(guò)很久前的歷史數(shù)據(jù)來(lái)提款的Plasma，就不會(huì)出現(xiàn) Validium 這樣的「勒索攻擊」，而 Plasma 也是 DA 在鏈下的（鏈下 DA+ 鏈上驗(yàn)證欺詐證明）。
參考資料：數(shù)據(jù)扣留與欺詐證明：Plasma 不支持智能合約的原因
所以說(shuō)，抗審查提款 / 逃生艙并不是非要依賴于 DA，一切取決于提款流程的機(jī)制設(shè)計(jì)。Vitalik 之所以認(rèn)為，抗審查提款與 DA 綁定，是因?yàn)樗窍热霝橹鞯膹?Validium、智能合約型 Rollup 等既有方案出發(fā)，腦海中已經(jīng)存在了一種思維定式。
但這不代表天底下所有 DA offchain 的 Layer2 都面臨和 Validium 一樣的問題，不代表智能合約型 Rollup 就是一切的終點(diǎn)，創(chuàng)新隨時(shí)都可能發(fā)生（比如后文提到的數(shù)據(jù)可用性挑戰(zhàn)）。
反過(guò)來(lái)，如果你的 Layer2 方案從一開始就不考慮有逃生艙、抗審查提款這類設(shè)計(jì)，你的 Layer2 就肯定不夠去信任 / 安全。換言之，好的 DA 和證明系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)抗審查提款的充分條件，但不是必要條件。
所以我們此前的文章中，提到 Layer2 木桶效應(yīng)中，抗審查提款是比 DA 和證明系統(tǒng)更基礎(chǔ)的短板，是有理由的。
參考資料：《用木桶理論拆解比特幣 / 以太坊 Layer2 安全模型與風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)》
Celestia 殺手：Arbitrum 和 Redstone 的數(shù)據(jù)可用性挑戰(zhàn)
說(shuō)完了逃生艙與 DA 的關(guān)系，我們?cè)賮?lái)回看 DA 本身：Layer2 也不是非要把 DA 數(shù)據(jù)發(fā)布到以太坊上，才能避免排序器搞「數(shù)據(jù)扣留」。
Redstone 和 Arbitrum、Metis 等都在研發(fā)「數(shù)據(jù)可用性挑戰(zhàn)」機(jī)制，允許排序器只在鏈上發(fā)布 DA Commitment（datahash）+Stateroot，聲明已經(jīng)在鏈下發(fā)布狀態(tài)轉(zhuǎn)換參數(shù)（交易數(shù)據(jù)）。如果有人無(wú)法在鏈下獲取到新產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，則可以針對(duì)鏈上的 DA Commitment 發(fā)起挑戰(zhàn)，要求排序器將數(shù)據(jù)披露到鏈上。
如果排序器被挑戰(zhàn)后，沒有及時(shí)在 ETH 鏈上發(fā)布數(shù)據(jù)，則它之前發(fā)布的 datahash/commitment 會(huì)被視為無(wú)效，關(guān)聯(lián)在一起的 stateroot 也會(huì)無(wú)效。顯然，這直接解決了數(shù)據(jù)扣留問題（只發(fā)布 stateroot，不發(fā)布對(duì)應(yīng)的交易數(shù)據(jù)）。
顯而易見，這比起 Validium 和 Optimium 這類 DA offchain 的 Layer2，多出了一個(gè)「數(shù)據(jù)可用性挑戰(zhàn)」。但這么一個(gè)簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)，就足以對(duì) Celestia 和 Avail、EigenDA 等造成有力競(jìng)爭(zhēng)。自己設(shè)置一個(gè) DAC，引入數(shù)據(jù)可用性挑戰(zhàn)，則不需要再依賴于 Celestia。
但相對(duì)的，數(shù)據(jù)可用性挑戰(zhàn)也有需要解決的經(jīng)濟(jì)問題。ZkSync 創(chuàng)始人在和 Arbitrum 技術(shù)負(fù)責(zé)人 battle 時(shí)指出，數(shù)據(jù)可用性挑戰(zhàn)在理論上容易遭到 Dos 攻擊。比如，排序器快速在鏈上發(fā)布數(shù)千個(gè) DA commitment，然后扣住對(duì)應(yīng)的完整數(shù)據(jù)不發(fā)布。它可以通過(guò)這種方式耗盡所有挑戰(zhàn)者的資金，然后發(fā)布一個(gè)無(wú)效區(qū)塊，盜取用戶資產(chǎn)。
當(dāng)然，這種假設(shè)過(guò)于極端，本質(zhì)是一個(gè)攻守雙方的博弈論問題，并且實(shí)際上，排序器更容易被惡意挑戰(zhàn)者 dos 攻擊，遭到連續(xù)挑戰(zhàn)后退化為 Rollup。圍繞著數(shù)據(jù)可用性挑戰(zhàn)的攻守雙方之間的博弈情形，其實(shí)非常有趣，對(duì)應(yīng)的機(jī)制設(shè)計(jì)也會(huì)充分考驗(yàn) Arbitrum 和 Redstone 以及 Metis 項(xiàng)目方的智慧（這個(gè)話題可以單獨(dú)成文了）。
但無(wú)論如何，數(shù)據(jù)可用性挑戰(zhàn)都將為 Layer2 的 DA 方案設(shè)計(jì)帶來(lái)更多的創(chuàng)新，這種方案也將在比特幣 Layer2 生態(tài)畫上濃墨重彩的一筆。
