纠正Vitalik关于DA问题与抗审查提款的不严谨言论

访客区块链 2024-01-17 101浏览 0

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作者：Faust，极客web3

2024年1月16日，在一条由以太坊Layer2项目Taiko创始人DanielWang发起，与AA钱包Soul Wallet创始人曾嘉俊互动的推文下，Vitalik说：“Rollup的关键在于无条件的安全保障：即使你被所有人针对，你依然能将资产取走。如果DA依赖于外部系统（以太坊之外），就无法做到这一点。”

由于Vitalik在这条推文的后半段谈到了自己对Validium的看法（Validium是指不用以太坊实现DA数据发布的ZK二层），所以得到了很多人的关注（此前坊间盛传，以太坊基金会认为Layer2=Rollup）。

（需要强调：以太坊社区谈论的DA概念，指的是你能否获取到Layer2新产生的数据，不是说你能否检索到很久前的历史数据。如果不在以太坊链上发布新数据，Layer2节点可能无法顺利解析出最新的L2区块）

但“以太坊Layer2定义之争”及“DA War”早已被无数人听闻，本文不打算对此类话题作出任何探讨，旨在将更多精力聚焦在Vitalik发言的前半段，也就是本文开头涉及的那番话。

Vitalik在此表明，Rollup能够实现去信任化的抗审查提款，即便所有的Layer2节点不配合你，你也能够把自己的资产撤离Layer2；而且，他指出，只有rollup能实现这种“无条件的安全提款”，而依赖于其他DA数据发布方式的Layer2，都不能这么做。

但实际上，Vitalik的这番话并不严谨。

首先，只有Layer1桥接到Layer2的资产才可以跨回到ETH链上，单纯的Layer2原生资产无法跨到Layer1（除非Layer2原生资产在Layer1上部署了桥接资产合约）。

如果像Vitalik说的那样，“所有人都针对你”，你最多可以把L1-L2桥接资产提走，但无法把自己的“Layer2原生Token”提走，此时无论是走普通的withdraw，还是走forced withdraw，或是走Escape Hatch，都没用。

其次，“无需条件的安全提款”不是非要依赖于DA系统。Rollup之前的早期Layer2方案、在以太坊链下实现DA数据发布的Plasma，DA系统故障时（就是指数据扣留发生，除了排序器/委员会之外，其他人无法收到新的交易数据/状态转换信息），一样允许用户通过历史数据来提交资产证明，安全逃离Layer2。

换言之，Plasma的安全提款对DA系统没有依赖，抗审查提款也不是非要对DA系统有依赖（但要保证历史数据可获取）；况且，这番话是以太坊基金会的Dankrad（Danksharding提出者）亲口说的，同时也是放之四海皆公理的。

其次，抛开Celestia及Blobstream不说，数据扣留/DA故障问题，就算不用ETH作为DA层，也可以解决。单说Arbitrum团队与Redstone团队正在实现的“数据可用性挑战”，允许排序器只在链上发布一个DA Commitment（其实就是datahash），声明已经在链下发布数据。如果有人无法在链下获取到新产生的数据，则可以针对链上的DA Commitment发起挑战，要求排序器将数据披露到链上。

这种机制设计很简洁，而且不需要依赖于Celestia、Avail或EigenDA等第三方DA，只需要Layer2项目方自己设置链下DAC节点即可，堪称Celestia杀手。

下文中，作者打算对Vitalik口中的“无需条件的安全提款”和他所没有提及的“数据可用性挑战”进行解读，尝试告诉大家：为何Celestia和Avail、EigenDA等第三方DA项目，不是DA offchain且追求安全性的Layer2的必选项？

此外，我们之前曾在阐述“比特币Layer2风险评估指标”的文章中，谈到抗审查提款比DA系统更基础、更关键，今天这篇文章也将就这个观点做出进一步解释。

逃生舱：Viatlik口中的“无需条件的安全提款”

其实，Vitalik的这番话不难推敲，是在谈论ZK Rollup的逃生舱。逃生舱又名Escape Hatch，是一种在Layer1上直接触发的提款模式。该模式一旦被触发，Rollup合约将进入冻结状态，拒收Sequencer提交的新数据，并允许任何人出示Merkle Proof，证明自己在Layer2上的资产余额，将属于自己的资产从Layer2官方桥存款地址中转走。

更进一步说，逃生舱模式是在用户交易遭到Layer2排序器长时间的拒绝后，可以由当事人在Layer1上手动触发的“去信任化提款机制”。

不过，在激活逃生舱模式前，被排序器拒绝的用户，要先调用Layer1上Rollup合约中的强制提款函数，发起强制提款请求，并抛出一个事件让Layer2节点知晓：有人发起了强制提款请求。

（由于Layer2节点都会运行以太坊geth客户端，会接收到以太坊区块，所以能够监听到强制提款事件的触发）

如果强制提款请求被长时间无视，用户就可以主动触发逃生舱模式（路印协议默认这个等待期为15天，StarkEx方案是7天）。然后，其操作流程就如同本文开篇所谈，用户提交对应自己资产的Merkle Proof，证明自己在Layer2的资产状况，然后从Rollup相关合约中把资产提走。

但要构造Merkle Proof，需要先获知完整的L2状态，要找一个L2全节点索要数据。如果Vitalik所说的那种极端情况发生，没有Layer2节点配合你，你可以自己启动一个Layer2全节点，通过以太坊网络，获取L2排序器发布到以太坊上的历史数据，从Layer2创世区块开始一个个同步，直到算出最后的状态，构造出Merkle Proof，就可以通过逃生舱来安全提款。

显然，这时的“抗审查性”，与以太坊/Layer1本身等价。只要有以太坊全节点提供很久前的历史数据给你就行，接近于去信任化。

但EIP-4844后，以太坊全节点会自动丢掉部分历史数据，使得Layer2超18天的历史数据不再被ETH节点全网备份，届时逃生舱提款的抗审查性，将不再像今天这样接近于Trustless。

4844后，我们需要信任，数量较为有限的、存储了全部历史数据的以太坊节点，愿意提供数据给你（Layer2原生的节点往往很少，暂且不考虑进来）。届时，Layer1历史数据可检索/Layer2逃生舱提款的信任假设，将从今天的Trustless或0，变为1/N，即假设N个节点中能有1个为你提供数据。

EthStorage团队似乎致力于将这个N扩大，激励更多节点存储很久前的历史数据。如果1/N的分母足够大，分数还是接近于0，接近于没有引入信任假设。这或许可以适当解决4844后的历史数据检索问题。

逃生舱与DA的关系——Validium的勒索攻击

在这里我们再度概括下：逃生舱就是让你通过Merkle Proof，证明自己的Layer2资产状况，在Layer1上去信任的提款。

而Vitalik之所以提到，提款涉及的资产安全需要有DA作为前提，主要是指Validium方案可以因“数据扣留攻击”而无法提款。（只发布stateroot，不发布对应的交易数据）。

具体原理是：排序器可能扣住交易数据不放，只向以太坊链上发布一个Merkle Root（Stateroot），然后通过有效性证明，设法让新的Stateroot通过验证，成为当前的合法Stateroot。

这时候，大家不知道合法Stateroot对应的完整状态，无法构造出对应的Merkle Proof来发动逃生舱提款。除非排序器愿意释放数据给你，你才能提款，这被Arbitrum的某位技术负责人形象的称为“赎金问题”（我个人更喜欢称之为勒索攻击）。

但DA在链下的Validium，之所以容易出现“勒索攻击”，是因为他自己的机制设计不够完善，如果引入和提款行为相关的挑战机制，或者引入数据可用性挑战，理论上可以解决勒索攻击问题。

By the way，前文曾提到，允许用户通过很久前的历史数据来提款的Plasma，就不会出现Validium这样的“勒索攻击”，而Plasma也是DA在链下的（链下DA+链上验证欺诈证明）。

所以说，抗审查提款/逃生舱并不是非要依赖于DA，一切取决于提款流程的机制设计。Vitalik之所以认为，抗审查提款与DA绑定，是因为他是先入为主的从Validium、智能合约型Rollup等既有方案出发，脑海中已经存在了一种思维定式。

但这不代表天底下所有DA offchain的Layer2都面临和Validium一样的问题，不代表智能合约型Rollup就是一切的终点，创新随时都可能发生（比如后文提到的数据可用性挑战）。

反过来，如果你的Layer2方案从一开始就不考虑有逃生舱、抗审查提款这类设计，你的Layer2就肯定不够去信任/安全。换言之，好的DA和证明系统，是实现抗审查提款的充分条件，但不是必要条件。

所以我们此前的文章中，提到Layer2木桶效应中，抗审查提款是比DA和证明系统更基础的短板，是有理由的。

参考资料：《用木桶理论拆解比特币/以太坊Layer2安全模型与风险指标》

Celestia杀手：Arbitrum和Redstone的数据可用性挑战

说完了逃生舱与DA的关系，我们再来回看DA本身：Layer2也不是非要把DA数据发布到以太坊上，才能避免排序器搞“数据扣留”。

Redstone和Arbitrum、Metis等都在研发“数据可用性挑战”机制，允许排序器只在链上发布DA Commitment（datahash）+Stateroot，声明已经在链下发布状态转换参数（交易数据）。如果有人无法在链下获取到新产生的数据，则可以针对链上的DA Commitment发起挑战，要求排序器将数据披露到链上。

如果排序器被挑战后，没有及时在ETH链上发布数据，则它之前发布的datahash/commitment会被视为无效，关联在一起的stateroot也会无效。显然，这直接解决了数据扣留问题（只发布stateroot，不发布对应的交易数据）。

显而易见，这比起Validium和Optimium这类DA offchain的Layer2，多出了一个“数据可用性挑战”。但这么一个简单的设计，就足以对Celestia和Avail、EigenDA等造成有力竞争。自己设置一个DAC，引入数据可用性挑战，则不需要再依赖于Celestia。

但相对的，数据可用性挑战也有需要解决的经济问题。ZkSync创始人在和Arbitrum技术负责人battle时指出，数据可用性挑战在理论上容易遭到Dos攻击。比如，排序器快速在链上发布数千个DA commitment，然后扣住对应的完整数据不发布。它可以通过这种方式耗尽所有挑战者的资金，然后发布一个无效区块，盗取用户资产。

当然，这种假设过于极端，本质是一个攻守双方的博弈论问题，并且实际上，排序器更容易被恶意挑战者dos攻击，遭到连续挑战后退化为Rollup。围绕着数据可用性挑战的攻守双方之间的博弈情形，其实非常有趣，对应的机制设计也会充分考验Arbitrum和Redstone以及Metis项目方的智慧（这个话题可以单独成文了）。