MT Capital研究报告:DA赛道拆解,Celestia和EigenDA对比研究

DA MT 研究 赛道 2024-02-02 60

摘要:原文作者:Xinwei, Severin, Ian, MT CapitalTL。DRCelestia 目前展现了稳健的质押趋势,其质押率为 48.88%。...

原文作者:Xinwei, Severin, Ian, MT Capital

TL;DR

  • Celestia 目前展现了稳健的质押趋势,其质押率为 48.88% ,质押年化回报率 (APR) 为 15.74% ,并且据预测,在 2024 年底将达到理想的质押率极限。由于在 2024 年 11 月前不会有新的代币解锁,预期其代币实际流通量将持续减少,从而对价格产生正面影响。同时,Celestia 网络目前维持着 100 个活跃节点。

  • Celestia 目前的数据使用率仅为每日总容量的 0.1% ,尽管如此,与以太坊相比其活动正在增长。随着数据使用率的提升,未来费用可能显著增加,若达到全年每日 46, 080 MB 的数据容量,年费用将高达约 520 万美元,是目前以太坊数据费用的 65 倍。用户需求预计将来自于高 TPS 应用和游戏,未来几个月会有大量基于 Celestia RaaS 的链涌现。

  • EigenDA 对纠删码、KZG 承诺、ACeD 等技术的采用以及对 DA 与共识脱钩的解耦,使得 EigenDA 能够在交易吞吐量、节点负载与 DA 成本方面提供远超以太坊 DA 方案的优异表现。对比其他 DA 方案,EigenDA 也拥有更低的启动与质押成本、更快的网络通讯、数据提交速度以及更高的灵活性方面的优势。

  • 对比 Celestia 与 EigenDA,Celestia 的竞争优势在于极低的数据可用性成本与更高的数据吞吐量,这使得 Celestia 更受中小型 L2 与应用链的青睐。EigenDA 的竞争优势在于潜在更高的安全性以及以太坊正统性,这使得 EigenDA 可能成为更多大型 L2 开源节流的理性选择。在未来,Celestia 能够享受到模块化 + 应用链双重趋势浪潮带来的增量市场的增益,EigenDA 则会吃到更多对安全性要求更高的以太坊系存量市场。

  • NEAR 协议通过分片技术和无状态验证增强了扩展性和去中心化,简化了 L2 项目的数据管理。 Avail 则通过模块化系统优化区块链数据处理和存储,支持应用链间异步交互,提升网络性能,并使轻客户端能有效验证数据完整性。这些技术共同推动了区块链技术的用户友好性和去中心化的数字世界发展。

引言

数据可用性层已成为模块化架构中的重要组成部分,DA 逐渐成为了 2024 年最热的赛道之一,市场上关于以太坊 DA、Celestia 以及其他 DA 方案的讨论也层出不穷。本文将对 DA 赛道的核心玩家 Celestia 与 EigenDA 的核心机制、特点、对比情况以及未来发展预期进行深入地探讨,并扫描 DA 赛道的其他玩家,帮助读者一览目前 DA 赛道的发展全貌,了解 DA 赛道未来的竞争格局。

Celestia

Celestia 是第一个一个模块化数据可用性(DA)网络,旨在与用户数量的增长安全地扩展。这种模块性允许任何人轻松启动独立的区块链。

Celestia 技术特点

1. 模块化 DA 网络

Celestia 的设计将执行、共识、结算和数据可用性分离。这种模块化结构允许在每个层面上专业化和优化,提高网络的整体效率和可扩展性。

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source:https://docs.celestia.org/learn/how-celestia-works/monolithic-vs-modular

2. 数据可用性采样(DAS)

DAS 是一种允许轻节点在不下载整个区块的情况下验证数据可用性的方法。轻节点随机采样数据块,如果这些数据可以成功检索和验证,则意味着整个区块的数据是可用的。

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source:https://docs.celestia.org/learn/how-celestia-works/data-availability-layer

3. 命名空间默克尔树(NMTs)

NMTs 使得区块数据可以被划分为不同应用程序的单独命名空间。这意味着应用程序只需要下载和处理与它们相关的数据,大大减少了数据处理需求。

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source:https://docs.celestia.org/learn/how-celestia-works/data-availability-layer

4. 通过轻节点实现可扩展性

更多轻节点参与数据可用性采样,网络可以处理的数据就越多。这种可扩展性特征对于网络增长时保持效率至关重要。

5. 错误扩展数据的欺诈证明

为了应对区块生产者可能出现的数据扩展错误(无论是故意的还是无意的),欺诈证明允许验证并拒绝带有无效数据的区块,增强了网络的安全性。

6. 构建用于数据可用性的 PoS 区块链

Celestia 使用 PoS 区块链,称为 celestia-app,来促进交易和数据可用性。这一层建立在 celestia-core 之上,后者是对 Tendermint 共识算法的改进版本,为处理 DA 层的独特需求而设。

7. 可扩展性

可扩展性的决定性因素有两个:集中采样的数据量(可以采样的数据量)和轻节点目标块头大小(轻节点的块头大小直接影响整体网络的性能和可扩展性)。

针对以上两个因素,Celestia 利用集体采样的原理,即通过许多节点参与数据的部分采样,可以支持更大的数据块(即更高的每秒交易处理量,tps)。这种方法可以在不牺牲安全性的情况下扩展网络容量。此外,在 Celestia 系统中,轻节点的块头大小与块的大小的平方根成正比增长。这意味着,如果要保持与全节点几乎相同的安全性,轻节点将面临与块大小的平方根成比例的带宽成本。

模块化 Celestia Stack 的特性

1.自我主权

Celestia 的 Rollups 与以太坊 Rollups 不同,它们在 Celestia 上运行时,其规范状态是独立确定的。这增加了自主性,允许节点通过软硬分叉自由决定其操作方式。这种自我主权减少了对中央治理的依赖,促进了更多的实验和创新。

2.灵活性

Celestia 的与执行无关的特性意味着其 Rollups 不局限于 EVM 兼容的设计。这种开放性为虚拟机的创新提供了更广阔的空间,有助于推动技术发展。

3.轻松部署

Celestia 简化了区块链的部署过程。利用像 Optimint 这样的工具,开发人员可以快速部署新链,无需担心共识机制的复杂性和高昂的成本。

4.高效的资源定价

Celestia 将活动状态增长和历史数据存储分开处理,提供了更有效的资源定价机制。这种方法减少了执行环境间的相互影响,改善了用户体验。

5.信任最小化桥梁

Celestia 的架构支持创建信任最小化的桥梁,使不同的链能够安全地互联互通。这增强了区块链集群的安全性和互操作性。

6.最低限度的治理

Celestia 的模块化设计降低了对集中式治理的需求。执行层可以独立快速发展,而共识层则保持稳定,这种分离减少了对复杂社会协调的需求。

7.去中心化区块验证

Celestia 强调的是区块验证的去中心化,而不仅仅是区块生产。这种方法增加了网络的安全性和可信赖性。

8.简单性

Celestia 选择了简单且成熟的技术(如 Tendermint)作为其基础,避免了过度复杂化。这种简单性有利于系统的稳定性和可扩展性。

Celestia 的数据成本

Numia Data 最近发布了一篇名为《The impact of Celestia’s modular DA layer on Ethereum L2s: a first look》的报告,其中比较了过去六个月内,不同 Layer 2 (L2) 解决方案在以太坊上发布 CallData 所产生的成本,以及假如它们使用 Celestia 作为数据可用性(DA)层可能产生的成本(在此计算中,将 TIA 价格假设为 12 美元)。这份报告通过比较这两种情况下的成本差异,明显展示了像 Celestia 这样的专用 DA 层对于降低 L2 Gas 费用的巨大经济效益。

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source:https://medium.com/@numia.data/the-impact-of-celestias-modular-da-layer-on-ethereum-l2s-a-first-look-8321 bd 41 ff 25 

代币经济学

创世时的总供应量: 10 亿 TIA。

创世时 TIA 的分配

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source:https://docs.celestia.org/learn/staking-governance-supply

通货膨胀计划: 一开始为 8% ,之后每年下降 10% ,直到达到年度最低 1.5% 

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source:https://docs.celestia.org/learn/staking-governance-supply

TIA 的代币效用

  • 支付数据空间费用: 开发者在 Celestia 上提交 PayForBlobs 交易,使用 TIA 支付费用,以使用其数据可用性层。

  • 引导新的 Rollup: 开发者可以使用 TIA 作为 Gas 代币和货币来启动新的区块链,类似于以太坊基于的 Rollup 中使用的 ETH。这有助于专注于应用程序或执行层的开发,而不需要立即发行新的代币。

  • 权益证明: Celestia 基于 Cosmos SDK 构建,使用权益证明来保障其共识。用户可以将 TIA 委托给验证者,并赚取一部分质押奖励。

  • 去中心化治理: TIA 持有者参与治理,投票决定网络参数和管理社区池,社区池接收 2% 的区块奖励。

代币解锁

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source:https://docs.celestia.org/learn/staking-governance-supply

质押情况

Celestia 目前的质押率为 48.88% ,质押 APR 为 15.74% 。

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source:https://staking-explorer.com/staking/celestia

根据目前质押 APR 和质押率的关系,拟合出以下线性关系:

质押 APR = -0.3331 质押率 + 0.3204 

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source:MT Capital

已知 Celestia 的质押 APR 最低为自身通胀率,为 7.85% 。可以得到质押率的理想极限是 72.6% 。

根据质押率随时间变化的数据进行拟合,可以看出质押率大约在 24 年底达到极限。

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source:MT Capital

又因为 Celestia 在 24 年 11 月前不会有新的解锁情况下,我们可以认为在 24 年 11 月前,Celestia 的实际流通盘会不断减少,我们对 Celestia 在 24 年 11 月前的代币价格持续看好。

目前 Celestia 的活跃节点数量为 100 个。

source:https://wallet.keplr.app/chains/celestia

与以太坊主网相比,Celestia 数据成本降低了 99.9% 。用户可以将数据发布到含有命名空间的 blob 中,通过过滤特定命名空间来访问数据。Celestia 运行两个月以来,用户发布了大量数据到不同的命名空间,但其中 87% 集中在三个主要命名空间。

source:https://twitter.com/smyyguy/status/1744419436449222864

Celestia 目前每天的数据使用率仅为 0.1% ,远低于其每天可支持的 46, 080 MB 数据量。尽管如此,与以太坊目前的 15 个 Rollup 和每天 700 MB 的数据量相比,Celestia 的活动仍在增长。

目前,Celestia 的费用相对较低,但如果数据使用率增长,费用可能显著增加。未来如果 Celestia 以 13 美元的 TIA 价格实现全年 46, 080 MB 的每日数据容量,该网络将产生约 520 万美元的年费。这将是目前发布到以太坊的数据的 65 倍。网络的费用结构可能导致用户之间的竞价战,进而推高费用。

未来的用户需求可能来自于各种应用,如高 TPS 通用链、特定应用程序或游戏。虽然目前难以预测具体需求来源,但游戏和高 TPS Rollup 可能是关键推动因素。未来几个月内,我们将看到大量利用 Celestia 的 RaaS 推出的链涌入市场。

source:https://twitter.com/smyyguy/status/1744419436449222864

Celestia 的新估值模型

考虑到 Celestia 是第一个模块化公链 DA 层,并且 Cosmos 社区对 Celestia 质押者的空投非常慷慨(Dymension 的空投已经覆盖了 Celestia 质押者的成本),后续还会有大量模块化公链相关的项目会给 Celestia 质押者进行空投,所以会有以下的估值思路:

价格(TIA) = 对 DA 层的价值累积 + TIA 作为“模块化货币”的货币溢价 + 所有未来空投的价值

Celestia 生态项目

Cevmos

Cevmos 是一个由 Cosmos EVM 应用链 Evmos 和 Celestia 合作开发的 rollup 堆栈,目标是在 Celestia 上为基于 EVM 的 rollup 提供最佳的结算层。这个名称由 Celestia、Evmos 和 Cosmos 的缩写组合而成。Cevmos 旨在为 rollup 提供一个专门的结算层,以此来降低成本和提高效率,这是其作为强制结算 rollup 方案的一部分。Cevmos 作为结算层,基于 Evmos 构建,并在其之上实现 EVM 的递归 rollup。

不同于 Cosmos 上现有的 Tendermint Core 共识引擎,Cevmos 采用 Optimint(Optimistic Tendermint),这是 Tendermint BFT 的一个替代品,允许开发者利用现有的共识和数据可用性(如 Celestia)来部署 rollup。由于 Cevmos 本身就是一个 rollup,因此在其上构建的所有 rollup 被统称为结算 rollup。每个 rollup 都通过与 Cevmos rollup 之间的最小化双向信任桥梁,实现以太坊上现有 rollup 合约和应用的重新部署,减少迁移工作量。所有 rollup 都将使用 Cevmos rollup 上的 calldata,而 Cevmos 通过 Optimint 对数据进行批量处理,并将其发布到 Celestia 上。

作为一个受限的 EVM 环境,Cevmos rollup 还尝试通过单轮欺诈证明来应对挑战。Cevmos 不仅避免了设计和维护复杂的共识机制,还将 rollup 的高效性和 EVM 的互操作性带到了整个 Cosmos 生态系统中,为 Cosmos 生态的广泛应用和普及提供了一个实用的模块化解决方案。

source:https://blog.dodoex.io/understanding-the-modular-blockchain-celestia-ecosystem-construction-9eb583eaea6b

Dymension

Dymension 是一个基于 Cosmos 的主权 rollup 平台,旨在通过其 Dymension Chain(结算层)、 RDK(RollApp Development Kit 开发套件)和 IRC(rollup 间通信)功能,大大简化了专注于应用的自定义 rollup(称为 rollApp)的开发过程。

Dymension 的自主构建结算层,称为 Dymension hub,是一个采用 Tendermint Core 状态复制模型并基于 PoS 共识机制的链。基于 Dymension hub 构建的 RollApp 不仅继承了 hub 的安全性,还通过 RDK 和 hub 支持的专用模块组实现了相互间的通信。

RollApps 由两个关键部分组成:客户端和服务器。服务器端作为 RollApp 的应用程序端,负责实现自定义的业务逻辑,并构建 RollApp 开发工具包 RDK 的预打包模块。而客户端组件,名为 dymint,是从 Celestia 的 Optimint 衍生而来的,作为 Tendermint 的直接替代品,负责区块生产、对等网络消息传播和层间通信。由于 RollApp 本身不承担共识任务,dymint 可以为现代应用程序提供所需的低延迟性能。

类似于 Cosmos,Dymension RollApps 的目标是创建特定于应用的区块链,以减少共识开销。RDK 在 Cosmos-SDK 的基础上增加新模块并修改现有模块,以确保 RollApp 与 Dymension 协议的兼容性,同时仍然与其他 Cosmos 生态系统工具兼容。RollApps 能够通过 Dymension Hub 与任何支持 IBC 的链互动,因此它们也是 Cosmos 生态系统的一部分。

source:https://blog.dodoex.io/understanding-the-modular-blockchain-celestia-ecosystem-construction-9eb583eaea6b

Eclipse

Eclipse 是一个基于 Cosmos 生态系统的主权 rollup 项目,它特别允许在任何链上使用 Solana VM 来构建可定制的模块化 rollup 结算层。在早期阶段,Eclipse 计划使用 Celestia 作为其共识层和数据可用性(DA)层,同时采用 Solana VM 作为执行和结算的环境。Eclipse 的最终目标是为不同的 Layer 1 异构区块链提供定制化的 rollup 执行层,通过模块化的方法将各种区块链连接起来。此外, Eclipse 计划在未来将基于 Solana VM 的结算层 rollup 进一步发展为 Optimistic rollup 和 zk rollup,从而扩展其功能和应用范围。

source:https://blog.dodoex.io/understanding-the-modular-blockchain-celestia-ecosystem-construction-9eb583eaea6b

Fuel

Fuel 与 Celestia 虽相似,但有明显的不同点。Celestia 专注于数据可用性和共识的优化,处理数据排序,而 Fuel 则定位为模块化的执行层。

Fuel 的一个主要区别在于其运行的全新虚拟机架构——FuelVM,以及配套的 Sway 语言和工具链。FuelVM 是专门为执行智能合约设计的定制虚拟机,能够并行处理交易,并从一开始就为防欺诈设计,适用于 Optimistic rollup 的交易执行层。

FuelVM 综合了 WASM、EVM 和 Solana 的 SeaLevel 特性,但其独特之处在于采用了 UTXO 模型,而不是账户模型。这意味着,Fuel VM 要求每笔交易明确指定它将接触的 UTXO。由于执行引擎能够精确识别每笔交易涉及的状态,它可以轻松识别并行处理无争议的交易。这种设计使 Fuel VM 在处理交易时更加高效和安全。

source:https://blog.dodoex.io/understanding-the-modular-blockchain-celestia-ecosystem-construction-9eb583eaea6b

Celestia 总结和未来展望

Celestia 作为第一个模块化的 DA 网络,专注于随着用户数量的增长而安全地扩展。它的模块化设计使得启动独立区块链变得简单。该网络的核心技术包括数据可用性采样(DAS)和命名空间默克尔树(NMTs),前者允许轻节点在不下载整个区块的情况下验证数据可用性,后者使应用程序仅需处理相关数据,极大减少了数据处理需求。

根据当前质押率和 APR 的关系,预计在 2024 年 11 月之前,Celestia 不会有新的解锁,按目前质押趋势,Celestia 质押率会持续上升,实际流通量将持续减少,预计其代币价格将持续上涨。此外,Celestia 在数据成本上相较以太坊主网降低了 99.9% ,其每天的数据使用率仅为 0.1% ,远低于每天可支持的 46, 080 MB 数据量,展示出巨大的扩展潜力。

Celestia 的 TIA 代币的价值不仅仅基于其在区块链技术中的应用和创新,还包括其在未来可能获得的空投价值。随着区块链技术的发展和模块化公链的进一步普及,Celestia 及其 TIA 代币可能会展现出更大的潜力和价值。

在 Celestia 的生态系统中,包含了多个创新项目如 Cevmos、Dymension、Eclipse 和 Fuel,这些项目利用 Celestia 的模块化特性为特定应用提供定制化解决方案,体现了 Celestia 在区块链技术领域的重要地位和发展潜力。

鉴于其独特的方法和技术创新,Celestia 有望在区块链行业中发挥重要作用。其专注于解决区块链三难题,尤其是可扩展性问题,而不牺牲安全性或去中心化,使其成为不断发展的区块链生态系统中的重要参与者。

EigenDA

EigenDA 介绍

EigenDA 是 EigenLayer 旗下第一款 AVS 产品。EigenDA 旨在依托于以太坊的安全性,使得再质押节点成为 EigenDA 的验证节点,支持 Rollup 将数据发布到 EigenDA,以获得更低成本、更高交易吞吐量的数据可用性服务。

EigenDA 技术架构

EigenDA 紧随以太坊 Danksharding 的最终扩容路径,因此,EigenDA 所采用的 DA 层的技术路径也与以太坊 Danksharding 扩容的技术路径高度相关。更进一步,EigenDA 对纠删码、KZG 承诺、ACeD(Authenticated Coded Dispersal)等技术的采用以及对 DA 与共识脱钩的解耦,能够在交易吞吐量、节点负载与 DA 成本方面提供远超以太坊 Danksharding DA 方案的优异表现。

EigenDA 的具体实现流程如下:

  • 首先,Rollup 的排序器创建好 data blob 后,需要向 Disperser 发送拆分 data blob 的请求。(Disperser 可以由 Rollup 自己运行,也可以使用 EigenLabs 等第三方 Disperser)

  • 其次,Disperser 在收到 data blob 后,需要对 data blob 拆分成不同的数据块,并使用纠删码生成冗余的 data blob 数据块以及对应的 KZG 承诺和 KZG 多揭示证明(KZG multi-reveal proofs)。

  • 接着,Disperser 会把数据块、KZG 承诺和 KZG 多揭示证明分发给不同的 EigenDA 节点(以太坊再质押节点注册为 EigenDA 节点)。EigenDA 节点需要使用 KZG 多揭示证明以及 KZG 承诺验证数据块的有效性。验证无误后,节点需要保存数据并将签名发送到 Disperser 处。

  • 最后,Disperser 会将签名聚合,并将其发送至以太坊主网的 EigenDA 合约中。EigenDA 合约中的签名会被进一步验证,验证无误则流程结束。

source:https://www.blog.eigenlayer.xyz/intro-to-eigenda-hyperscale-data-availability-for-rollups/

与其他 DA 解决方案的思路类似,EigenDA 的核心思想也是用 DAS 技术降低单个节点的存储和验证负载,同时提高全局 DA 共识的吞吐量,用纠删码的冗余来保障数据安全性。不同的是,EigenDA 在具体的技术选择上选择了和以太坊升级同频的 KZG 承诺验证技术。并且,EigenDA 不依赖于共识协议和 P2P 网络传播,而是使用单播(Unicast)来进一步提高共识速度。

另外,EigenDA 在确保节点数据存储以及节点验证方面还有一些更加精细化的设计。

EigenDA 通过 Proof of Custody 确保 EigenDA 节点真实存储了数据块中的数据。每个 EigenDA 节点都必须定期计算并提交某个函数的值,节点必须存储了对应的数据块才能计算出该函数的值。未能成功通过 Proof of Custody 的节点的 ETH 会受到罚没惩罚。

EigenDA 通过 Dual Quorum 证明进一步保障 DA 共识的有效性。EigenDA 会有至少两组独立的 Quorum 来证明数据可用性。例如一组 Quorum 由 ETH 再质押者组成,另一组由 Rollup 原生代币质押者组成。必须两个独立的 Quorum 同时验证的 DA 才会被确认有效。

EigenDA 特点分析

为了更好地区别 EigenDA 与以太坊 DA 以及其他 DA 解决方案的区别与优劣势,我们将二者分开对比。

对比以太坊 DA,EigenDA:

  • EigenDA 节点无需下载和存储所有的数据,仅需存储一小部分数据块,这显著地降低了节点的操作和运营成本。

  • EigenDA 将 DA 与共识解耦,使节点无需等待串行处理的排序过程,可以直接并行地处理数据块可用性的证明,从而显著地提高了网络运行效率。并且,通过纠删码以及 KZG 承诺,节点只需下载小块数据进行存储和验证,网络吞吐量更高。

  • 由于 EigenDA 仅继承了部分的主网安全性,因此从安全性的角度考虑,EigenDA 还是弱于以太坊 DA。

source:https://medium.com/@VendingMachine/avs-token-design-considerations-eigenda-compared-to-celestia-89d416059758

对比其他 DA 解决方案,EigenDA:

  • EigenDA 的节点是 EigenLayer 网络中再质押节点的子集,成为 EigenDA 节点不需要付出额外的质押成本。

  • EigenDA 将 DA 与共识解耦,直接单播,使得数据块的传播不再受限于共识协议和 P2P 网络吞吐量的限制,从而能够极大地缩短通讯、网络延迟和确认时间,提高数据提交速度。

  • EigenDA 继承了部分以太坊的安全性,一般意义上来说,相对其他 DA 解决方案来说安全性更高。

  • EigenDA 还支持 Rollup 灵活地选择不同的质押代币模型、纠删码比率等等,灵活性更高。

  • 由于 EigenDA 的最终确认依赖于以太坊主网上的 EigenDA 合约,因此,在最终确认性的时间开销上,EigenDA 会显著高于其他 DA 解决方案。

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