2024 年 7 月 23 日，经过漫长的等待，Avail 主网终于上线。顾名思义，Avail 是一个数据可用性 (DA) 层项目。很多人可能会想，“Avail 不就是另一个像 Celestia 或 EigenDA 这样的 DA 项目吗?”然而事实并非如此。
从 Avail 的路线图可以看出，Avail 不仅仅是一个 DA 项目，而是一个垂直整合的统一层。虽然社区中已经有大量文章介绍 Avail，但本文将重点介绍 Avail 相较于其他 DA 项目的优势。如果您有兴趣了解 Avail 的基础知识，请参阅以下文章：
Avail： Blockworks 的加密基础设施统一
Redacted Research 的$AVAIL 与 Web3 的统一
1. 最小化信任的互操作性与固定的结算层
与其他 DA 层相比，Avail 最显著的优势是其固定的结算层，称为Avail Nexus，它支持汇总之间信任最小化的互操作性。
1.1 为什么需要具有统一证明体系的轮辐式模型?
为了实现安全桥接，了解对手方网络的规范链和执行的有效性至关重要。共享同一 DA 层的主权汇总在同一 DA 层上发布交易数据，因此很容易了解对手方网络的规范链。但是，仅共享 DA 层并不容易验证对手方网络上的执行有效性。
因此，已经讨论了在主权 Rollup 之间实现信任最小化跨链消息传递的方法，最值得注意的是基于 Cosmos SDK 的 Rollup 之间的 IBC 消息传递。在 IBC 中，通过轻客户端验证对方网络的区块头和 Merkle 证明来实现信任最小化桥接。
但是，不使用 Cosmos SDK 的主权汇总怎么办?它们仍然需要通过轻客户端验证交易对手网络的执行有效性。虚拟机、证明方案(欺诈证明与有效性证明)或 zk 证明系统的差异可能会使构建最小化信任桥接的验证系统变得极具挑战性。
此外，如果主权汇总之间的桥接是以点对点的方式而不是中心辐射模型进行的，那么桥接系统就会变得支离破碎。每个新渠道都需要一个新系统，并且可能会出现多种类型的包装代币，从而导致即使在同一类型的代币之间也存在可互换性问题。
因此，为了在共享同一 DA 层的汇总之间进行桥接的安全性和无缝的用户体验，有必要使用统一的系统来验证执行情况，并采用共享单个结算层的轴辐式桥接模型。
1.2 利用 Nexus
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这实际上就是 Avail Nexus 所做的。Avail Nexus 是基于 Avail 构建的 zk 主权汇总，作为 Avail 生态系统的固定结算层。Avail Nexus 处理 1) 序列器拍卖和 2) 证明聚合，使 Avail 生态系统中的汇总能够快速高效地实现信任最小化的跨链消息传递。
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Avail Nexus 会汇总并验证来自多个 rollup 的各种类型的证明，然后将它们合并为一个简洁的证明。不仅有效性 rollup，乐观 rollup 也可以参与 Avail Nexus。乐观 rollup 可以将其收据和状态根提交给 Nexus，如果在挑战期间未提供任何欺诈证明，则它们将包含在 Nexus 状态中。
聚合证明最终会提交给 Avail DA 和以太坊。由于 Avail DA 缺少执行层，未来将添加一个模块来验证证明。Avail Nexus 上的 Rollups 的状态信息在以太坊网络上验证，其运行的安全假设与使用以太坊作为结算层的 validiums 相同。
2. 使用 KZG 承诺方案进行快速验证
Avail DA 采用 KZG 承诺方案进行有效性证明，允许轻客户端快速简洁地验证数据可用性。此外，由于 KZG 承诺的同态特性，无需欺诈证明即可验证擦除编码的正确性，从而消除了挑战期造成的延迟。
2.1 ELI5：KZG 承诺
在密码学中，承诺是一种在某一时刻承诺一段数据并在稍后显示它以证明原始数据的方法。承诺通常用于压缩或隐藏数据。承诺的两个关键属性是绑定和隐藏。
绑定：一旦数据被提交，就不能被更改，从而确保完整性。
隐藏：无法从承诺中推断出原始数据。
区块链中常见的承诺方案是Merkle树，它将信息压缩成一个单一的值，不会泄露原始数据，并且可以轻松验证特定数据是否包含在Merkle树中。
KZG 多项式承诺方案承诺多项式。数据可以转换为多项式，该多项式具有固定大小的单个承诺值。KZG 承诺的优势在于，验证者可以使用非常小的 KZG 证明(O(1))轻松证明特定数据的包含。与 Merkle 树相比，这是一个显着的优势，因为 Merkle 树的证明大小随数据大小呈对数增长(O(logN))。
2.2 KZG 在 Avail 中的承诺
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让我们深入研究一下 Avail DA 中的数据存储方式以及验证数据可用性的过程。当用户(rollup)将交易数据发送到 Avail 时，数据被排列成二维矩阵。然后使用纠删码生成冗余数据，从而有效地将原始数据加倍。
由于数据量扩大到原来的两倍，恶意区块生产者必须隐藏一半以上的数据才能将其隐藏，因此在数据可用性采样过程中，这种行为极有可能被检测到。每行中的数据都转换为多项式，并且该数据的 KZG 多项式承诺包含在区块头中。以下是 KZG 承诺所实现的功能：
轻客户端可以快速轻松地验证数据可用性：如果轻客户端想要检查特定数据是否包含在某个块中，则得益于 KZG 承诺，完整节点可以提供非常小的 KZG 证明(O(1))。
无需欺诈证明即可验证纠删码的正确性：在 Celestia 中，欺诈证明用于验证纠删码的正确性，这可能会因挑战期而导致延迟。由于 KZG 承诺是同态的，因此可以通过检查纠删码数据的承诺是否与纠删码承诺相匹配来快速验证纠删码的正确性。
3. 使用 BABE 和 GRANDPA 实现安全性和活跃性
大多数区块链网络通常将重点放在其共识机制的安全性或活跃性上。建立在底层(Polkadot SDK)上的 Avail DA 使用 BABE 和 GRANDPA 作为其共识机制，提供与以太坊类似的活跃性和安全性的平衡。
3.1 区块链扩展的盲分配(BABE)
BABE 是 Avail 的区块生产引擎，负责确保活跃度。每个时隙(20 秒)都会通过 VRF 选出一个主要作者来生产区块。一个时隙内可以有多个作者，也可以没有作者。如果选择了多个作者，则竞赛开始，传播次数最多的区块将成为规范链的一部分。如果没有选择主要作者，则通过循环方法选出的次要作者会生产区块。
3.2 基于 GHOST 的递归祖先派生前缀协议(GRANDPA)
GRANDPA 充当类似于以太坊 Casper FFG 的最终确定工具，但不同之处在于它最终确定的是规范链而不是单个区块，从而加快了最终确定过程。在同步环境中，超过三分之二的节点需要诚实才能确定最终确定性，而在异步设置中，它可以处理多达五分之一的拜占庭节点。
4. 具有强大加密经济安全性的生态系统
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Avail Fusion 允许来自其他生态系统的代币为 Avail 生态系统的加密经济安全做出贡献。EigenLayer、Babylon、Symbiotic 和 Karak 等协议因利用 BTC 和 ETH 的巨大安全性而受到关注。随着 Avail Fusion 的实施，Avail 生态系统的安全级别有望显著提高。对 Optimium 和 Validium 的常见批评是由于依赖外部 DA 层而削弱了它们的安全性。带有 Avail Fusion 的 Avail DA 可以减轻这些批评。
有趣的是，Avail 上的 rollup 代币也可以在 Avail Fusion 中使用。rollup 代币经济学最大的缺陷之一是缺乏治理之外的实用性。Avail Fusion 可以通过使用 rollup 代币实现加密经济安全来解决这一问题，从而提高其生产力并加速生态系统的激励飞轮。
然而，一个值得关注的问题就是奖励的分配。如果其他生态系统的代币被用于共识并获得区块奖励，AVAIL 质押者的相对奖励可能会减少。因此，在引入 Avail Fusion 时，需要对外部生态系统代币的质押和奖励比率进行复杂的设计。
5. 各种代币实用程序
代币经济学是加密行业最有前景的领域，也是长期存在的问题。虽然代币可以充当确保协议顺利运行的润滑剂，但设计不佳或缺乏实用性可能会使它们成为一种损害。
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幸运的是，Avail 通过统一层的概念为 AVAIL 代币提供了多种用途，与许多其他协议不同，它在内部集成了多个层和功能：
治理
DA 费用
提供 DA 安全性
质押参与 Nexus 的序列池
质押参与 Nexus 中的证明聚合池
过渡费
考虑到每层的功能和代币效用，Avail 可视为 DA 层、去中心化排序层和 ZKP 聚合层的组合。这凸显了 Avail 生态系统的巨大潜在增长。
6. 最后的想法
虽然以太坊内部的模块化生态系统取得了长足的进步，但以太坊之外的模块化生态系统在互操作性和安全性方面仍不成熟。Avail 通过 Avail DA、Avail Nexus 和 Avail Fusion 为这些问题提供了有效的解决方案，使其成为理想的模块化生态系统。
就像正在进行的基础设施与应用程序之争一样，即使 Avail 构建了完美的基础设施，真正的挑战仍是创建一个动态生态系统。不过，这没什么可担心的。根据Avail 生态系统页面，Avail 已经集成到许多汇总 SDK 中，包括 Arbitrum Orbit 和 Polygon CDK。Conduit 和 AltLayer 等众多 RaaS 平台也支持 Avail DA，总共有 32 个汇总网络将加入 Avail DA。
近年来，模块化生态系统变得更加多样化和广泛。许多模块化项目(例如，rollup、DA 层)正在进入市场，要想在这种竞争环境中生存，项目必须具有独特的优势。Avail 凭借其统一层的概念，执行 DA、排序、ZKP 聚合和重新质押等功能，在市场上占据独特地位。因此，Avail 即将到来的旅程绝对值得期待。