糾正Vitalik關於DA問題與抗審查提款的不嚴謹言論

作者：Faust，極客web3

2024年1月16日，在一條由以太坊Layer2項目Taiko創始人DanielWang發起，與AA錢包Soul Wallet創始人曾嘉俊互動的推文下，Vitalik說：“Rollup的關鍵在於無條件的安全保障：即使你被所有人針對，你依然能將資產取走。如果DA依賴於外部系統（以太坊之外），就無法做到這一點。”

由於Vitalik在這條推文的後半段談到了自己對Validium的看法（Validium是指不用以太坊實現DA數據發布的ZK二層），所以得到了很多人的關注（此前坊間盛傳，以太坊基金會認爲Layer2=Rollup）。

（需要強調：以太坊社區談論的DA概念，指的是你能否獲取到Layer2新產生的數據，不是說你能否檢索到很久前的歷史數據。如果不在以太坊鏈上發布新數據，Layer2節點可能無法順利解析出最新的L2區塊）

但“以太坊Layer2定義之爭”及“DA War”早已被無數人聽聞，本文不打算對此類話題作出任何探討，旨在將更多精力聚焦在Vitalik發言的前半段，也就是本文开頭涉及的那番話。

Vitalik在此表明，Rollup能夠實現去信任化的抗審查提款，即便所有的Layer2節點不配合你，你也能夠把自己的資產撤離Layer2；而且，他指出，只有rollup能實現這種“無條件的安全提款”，而依賴於其他DA數據發布方式的Layer2，都不能這么做。

但實際上，Vitalik的這番話並不嚴謹。

首先，只有Layer1橋接到Layer2的資產才可以跨回到ETH鏈上，單純的Layer2原生資產無法跨到Layer1（除非Layer2原生資產在Layer1上部署了橋接資產合約）。 

如果像Vitalik說的那樣，“所有人都針對你”，你最多可以把L1-L2橋接資產提走，但無法把自己的“Layer2原生Token”提走，此時無論是走普通的withdraw，還是走forced withdraw，或是走Escape Hatch，都沒用。

其次，“無需條件的安全提款”不是非要依賴於DA系統。Rollup之前的早期Layer2方案、在以太坊鏈下實現DA數據發布的Plasma，DA系統故障時（就是指數據扣留發生，除了排序器/委員會之外，其他人無法收到新的交易數據/狀態轉換信息），一樣允許用戶通過歷史數據來提交資產證明，安全逃離Layer2。

換言之，Plasma的安全提款對DA系統沒有依賴，抗審查提款也不是非要對DA系統有依賴（但要保證歷史數據可獲取）；況且，這番話是以太坊基金會的Dankrad（Danksharding提出者）親口說的，同時也是放之四海皆公理的。

其次，拋开Celestia及Blobstream不說，數據扣留/DA故障問題，就算不用ETH作爲DA層，也可以解決。單說Arbitrum團隊與Redstone團隊正在實現的“數據可用性挑战”，允許排序器只在鏈上發布一個DA Commitment（其實就是datahash），聲明已經在鏈下發布數據。如果有人無法在鏈下獲取到新產生的數據，則可以針對鏈上的DA Commitment發起挑战，要求排序器將數據披露到鏈上。

這種機制設計很簡潔，而且不需要依賴於Celestia、Avail或EigenDA等第三方DA，只需要Layer2項目方自己設置鏈下DAC節點即可，堪稱Celestia殺手。

下文中，作者打算對Vitalik口中的“無需條件的安全提款”和他所沒有提及的“數據可用性挑战”進行解讀，嘗試告訴大家：爲何Celestia和Avail、EigenDA等第三方DA項目，不是DA offchain且追求安全性的Layer2的必選項？

此外，我們之前曾在闡述“比特幣Layer2風險評估指標”的文章中，談到抗審查提款比DA系統更基礎、更關鍵，今天這篇文章也將就這個觀點做出進一步解釋。

逃生艙：Viatlik口中的“無需條件的安全提款”

其實，Vitalik的這番話不難推敲，是在談論ZK Rollup的逃生艙。逃生艙又名Escape Hatch，是一種在Layer1上直接觸發的提款模式。該模式一旦被觸發，Rollup合約將進入凍結狀態，拒收Sequencer提交的新數據，並允許任何人出示Merkle Proof，證明自己在Layer2上的資產余額，將屬於自己的資產從Layer2官方橋存款地址中轉走。

更進一步說，逃生艙模式是在用戶交易遭到Layer2排序器長時間的拒絕後，可以由當事人在Layer1上手動觸發的“去信任化提款機制”。

不過，在激活逃生艙模式前，被排序器拒絕的用戶，要先調用Layer1上Rollup合約中的強制提款函數，發起強制提款請求，並拋出一個事件讓Layer2節點知曉：有人發起了強制提款請求。

（由於Layer2節點都會運行以太坊geth客戶端，會接收到以太坊區塊，所以能夠監聽到強制提款事件的觸發）

如果強制提款請求被長時間無視，用戶就可以主動觸發逃生艙模式（路印協議默認這個等待期爲15天，StarkEx方案是7天）。然後，其操作流程就如同本文开篇所談，用戶提交對應自己資產的Merkle Proof，證明自己在Layer2的資產狀況，然後從Rollup相關合約中把資產提走。

但要構造Merkle Proof，需要先獲知完整的L2狀態，要找一個L2全節點索要數據。如果Vitalik所說的那種極端情況發生，沒有Layer2節點配合你，你可以自己啓動一個Layer2全節點，通過以太坊網絡，獲取L2排序器發布到以太坊上的歷史數據，從Layer2創世區塊开始一個個同步，直到算出最後的狀態，構造出Merkle Proof，就可以通過逃生艙來安全提款。

顯然，這時的“抗審查性”，與以太坊/Layer1本身等價。只要有以太坊全節點提供很久前的歷史數據給你就行，接近於去信任化。

但EIP-4844後，以太坊全節點會自動丟掉部分歷史數據，使得Layer2超18天的歷史數據不再被ETH節點全網備份，屆時逃生艙提款的抗審查性，將不再像今天這樣接近於Trustless。

4844後，我們需要信任，數量較爲有限的、存儲了全部歷史數據的以太坊節點，愿意提供數據給你（Layer2原生的節點往往很少，暫且不考慮進來）。屆時，Layer1歷史數據可檢索/Layer2逃生艙提款的信任假設，將從今天的Trustless或0，變爲1/N，即假設N個節點中能有1個爲你提供數據。

EthStorage團隊似乎致力於將這個N擴大，激勵更多節點存儲很久前的歷史數據。如果1/N的分母足夠大，分數還是接近於0，接近於沒有引入信任假設。這或許可以適當解決4844後的歷史數據檢索問題。

逃生艙與DA的關系——Validium的勒索攻擊

在這裏我們再度概括下：逃生艙就是讓你通過Merkle Proof，證明自己的Layer2資產狀況，在Layer1上去信任的提款。

而Vitalik之所以提到，提款涉及的資產安全需要有DA作爲前提，主要是指Validium方案可以因“數據扣留攻擊”而無法提款。（只發布stateroot，不發布對應的交易數據）。

具體原理是：排序器可能扣住交易數據不放，只向以太坊鏈上發布一個Merkle Root（Stateroot），然後通過有效性證明，設法讓新的Stateroot通過驗證，成爲當前的合法Stateroot。

這時候，大家不知道合法Stateroot對應的完整狀態，無法構造出對應的Merkle Proof來發動逃生艙提款。除非排序器愿意釋放數據給你，你才能提款，這被Arbitrum的某位技術負責人形象的稱爲“贖金問題”（我個人更喜歡稱之爲勒索攻擊）。

但DA在鏈下的Validium，之所以容易出現“勒索攻擊”，是因爲他自己的機制設計不夠完善，如果引入和提款行爲相關的挑战機制，或者引入數據可用性挑战，理論上可以解決勒索攻擊問題。

By the way，前文曾提到，允許用戶通過很久前的歷史數據來提款的Plasma，就不會出現Validium這樣的“勒索攻擊”，而Plasma也是DA在鏈下的（鏈下DA+鏈上驗證欺詐證明）。

所以說，抗審查提款/逃生艙並不是非要依賴於DA，一切取決於提款流程的機制設計。Vitalik之所以認爲，抗審查提款與DA綁定，是因爲他是先入爲主的從Validium、智能合約型Rollup等既有方案出發，腦海中已經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，創新隨時都可能發生（比如後文提到的數據可用性挑战）。

反過來，如果你的Layer2方案從一开始就不考慮有逃生艙、抗審查提款這類設計，你的Layer2就肯定不夠去信任/安全。換言之，好的DA和證明系統，是實現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木桶效應中，抗審查提款是比DA和證明系統更基礎的短板，是有理由的。

參考資料：《用木桶理論拆解比特幣/以太坊Layer2安全模型與風險指標》

Celestia殺手：Arbitrum和Redstone的數據可用性挑战

說完了逃生艙與DA的關系，我們再來回看DA本身：Layer2也不是非要把DA數據發布到以太坊上，才能避免排序器搞“數據扣留”。

Redstone和Arbitrum、Metis等都在研發“數據可用性挑战”機制，允許排序器只在鏈上發布DA Commitment（datahash）+Stateroot，聲明已經在鏈下發布狀態轉換參數（交易數據）。如果有人無法在鏈下獲取到新產生的數據，則可以針對鏈上的DA Commitment發起挑战，要求排序器將數據披露到鏈上。

如果排序器被挑战後，沒有及時在ETH鏈上發布數據，則它之前發布的datahash/commitment會被視爲無效，關聯在一起的stateroot也會無效。顯然，這直接解決了數據扣留問題（只發布stateroot，不發布對應的交易數據）。

顯而易見，這比起Validium和Optimium這類DA offchain的Layer2，多出了一個“數據可用性挑战”。但這么一個簡單的設計，就足以對Celestia和Avail、EigenDA等造成有力競爭。自己設置一個DAC，引入數據可用性挑战，則不需要再依賴於Celestia。

但相對的，數據可用性挑战也有需要解決的經濟問題。ZkSync創始人在和Arbitrum技術負責人battle時指出，數據可用性挑战在理論上容易遭到Dos攻擊。比如，排序器快速在鏈上發布數千個DA commitment，然後扣住對應的完整數據不發布。它可以通過這種方式耗盡所有挑战者的資金，然後發布一個無效區塊，盜取用戶資產。

當然，這種假設過於極端，本質是一個攻守雙方的博弈論問題，並且實際上，排序器更容易被惡意挑战者dos攻擊，遭到連續挑战後退化爲Rollup。圍繞着數據可用性挑战的攻守雙方之間的博弈情形，其實非常有趣，對應的機制設計也會充分考驗Arbitrum和Redstone以及Metis項目方的智慧（這個話題可以單獨成文了）。

但無論如何，數據可用性挑战都將爲Layer2的DA方案設計帶來更多的創新，這種方案也將在比特幣Layer2生態畫上濃墨重彩的一筆。

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