深入了解 Filecoin 上的数据可用性

编者注：本文转载自分布式资本的 Turan Vural Yuki Yuminaga 于 2024 年 4 月 5 日发布的原创内容。分布式资本成立于 2015 年，是亚洲领先的区块链资产管理公司，管理资产达 $16 亿美元。该公司旨在通过研究和投资，在塑造各行各业区块链技术的未来方面发挥重要作用。本文是这些努力的一个例子，代表了这些作者的独立观点，他们已同意在此发表这些观点。

数据可用性 (DA) 是以太坊扩展的一项核心技术，它允许节点高效地验证数据是否可用于网络，而无需托管相关数据。这对于高效构建滚动和其他形式的垂直扩展至关重要，允许执行节点确保在结算期间交易数据可用。这对于分片和其他形式的水平扩展（计划未来对以太坊网络进行更新）也至关重要，因为节点需要证明存储在网络分片中的交易数据（或 blob）确实可用于网络。

最近，已经讨论并发布了几种 DA 解决方案（例如 Celestia、EigenDA、Avail），所有这些解决方案都旨在为应用程序发布 DA 提供高性能和安全的基础设施。

与以太坊等 L1 相比，外部 DA 解决方案的优势在于它为链上数据提供了廉价且高性能的载体。DA 解决方案通常由自己的公链组成，旨在实现廉价且无需许可的存储。即使经过修改，从区块链本地托管数据仍然极其低效。

鉴于此，我们认为探索诸如 Filecoin 之类的存储优化解决方案作为 DA 层的基础是非常直观的。Filecoin 使用其区块链来协调用户和存储提供商之间的存储交易，但允许数据存储在链下。

在本文中，我们探讨了在去中心化存储网络 (DSN) 上构建 DA 解决方案的可行性。我们特别考虑了 Filecoin，因为它是迄今为止采用最多的 DSN。我们概述了这种解决方案将带来的机遇以及构建它需要克服的挑战。

DA层向依赖它的服务提供以下功能：

1. 用户安全 ：没有节点可以确定不可用的数据是否可用。

2. 全球安全 ：除少数节点外，所有节点都同意数据的可用性/不可用性。

3.高效的数据检索能力。

所有这些都需要高效完成才能实现扩展。DA 层在上述三点上以较低的成本提供了更高的性能。例如，任何节点都可以请求完整的数据副本来证明托管权，但这是低效的。通过提供满足上述三点的系统，我们实现了一个 DA 层，它提供了 L2 与 L1 协调所需的安全性，并在存在恶意多数的情况下提供了更强的下限。

数据托管

发布到 DA 解决方案的数据具有有效期限：足够长以解决争议或验证状态转换。交易数据只需要存在足够长的时间来验证正确的状态转换，或为验证者提供足够的机会来构建欺诈证明。截至本文撰写时，以太坊 calldata 是需要数据可用性（汇总）的项目最常用的解决方案。

高效的数据验证

数据可用性采样 (DAS) 是解决 DA 问题的标准方法。它具有额外的安全优势，可以增强网络参与者从其同行验证状态信息的能力。但是，它依赖于节点来执行采样：响应 DAS 请求是必要的，以确保挖掘的交易不会被拒绝，但节点没有积极或消极的动机来请求样本。从请求样本节点的角度来看，不执行 DAS 不会受到负面惩罚。例如，Celestia 提供了第一个也是唯一一个执行 DAS 的轻客户端实现，为用户提供了更强的安全假设并降低了数据验证成本。

高效访问

DA 需要为使用它的项目提供高效的数据访问。缓慢的 DA 可能会成为依赖它的服务的瓶颈，轻则导致效率低下，重则导致系统错误。

去中心化存储网络

去中心化存储网络（DSN，如 Filecoin 白皮书中所述）是一个无需许可的存储提供商网络，为网络用户提供存储服务。非正式地说，它允许独立存储提供商与需要存储服务的用户协调存储交易，并为寻求廉价存储服务的用户提供廉价且有弹性的数据存储。这是通过记录存储交易并支持智能合约执行的区块链来协调的。

DSN 方案是三个协议的元组：Put、Get 和 Manage。此元组具有容错保证和参与激励等属性。

Put(数据) → 键

要将数据存储在唯一密钥下，客户端需要执行 Put。此操作通过指定数据在网络上存储的期限、为实现冗余而存储的数据副本数量以及与存储提供商协商的价格来完成。

获取（密钥）→数据

客户端执行 Get 来检索密钥下存储的数据。

管理

网络参与者调用管理协议来协调提供商提供的存储空间和服务并修复错误。对于 Filecoin，这是通过区块链进行管理的。区块链记录用户和数据提供商之间的数据交易以及数据正确存储的证明，确保数据交易得到维护。通过发布数据提供商为应对网络挑战而生成的证明来证明数据正确存储。当存储提供商未能按照管理协议的要求及时生成复制证明或时空证明时，就会发生存储错误，这会导致存储提供商的权益被削减。如果多个提供商在网络上托管数据的副本，则可以通过寻找新的存储提供商来完成存储交易，从而实现交易的自我修复。

DSN 机会

DA 项目迄今为止所做的就是将区块链转变为热门的存储平台。由于 DSN 针对存储进行了优化，因此与其将区块链转变为存储平台，不如简单地将存储平台转变为提供数据可用性的平台。存储提供商以原生 FIL 代币形式提供的抵押品可以提供加密经济安全性，以保证数据存储。最后，存储交易的可编程性可以在数据可用性方面提供灵活性。

转换 DSN 功能来解决 DA 问题的最强动机是降低 DA 解决方案下的数据存储成本。如下所述，在 Filecoin 上存储数据的成本比在以太坊上存储数据的成本要便宜得多。鉴于当前的 ETH/USD 价格，将 1 GB 的 calldata 写入以太坊的成本超过 $3 百万，并且在 21 天后被削减。这个 calldata 费用可以占到基于以太坊的 rollup 交易成本的一半以上。然而，Filecoin 上 1 GB 的存储成本每月不到 $0.0002。以此价格或任何类似价格保护 DA 将降低用户的交易成本，并有助于提高 Web3 的性能和可扩展性。

经济安全

在 Filecoin 中，提供存储空间需要抵押。如果提供商未能履行交易或不遵守网络保证，抵押品将被削减。未能提供服务的存储提供商将面临失去抵押品和任何已赚取利润的风险。

激励机制调整

Filecoin 协议中的许多激励措施与 DA 目标一致。Filecoin 为恶意或懒惰行为提供了抑制措施：在达成共识期间，存储提供商必须主动以复制证明和时空证明的形式提供存储证明，在不假设大多数诚实的情况下不断证明存储的存在。如果存储提供商未能提供证明，他们将被削减、从共识中移除并受到其他处罚。当前的 DA 解决方案缺乏对节点执行 DAS 的激励，只能依靠暂时的利他行为来证明 DA。

可编程性

自定义数据交易的能力也使 DSN 成为一个有吸引力的 DA 平台。数据交易可以有不同的持续时间，允许基于 DSN 的 DA 用户只支付他们需要的 DA 费用，还可以通过设置要存储在网络上的副本数量来调整容错能力。通过 Filecoin 上的智能合约 (Actors) 支持进一步的定制，这些合约在 FEVM 上执行。它还促进了 Filecoin 不断增长的 DApps 生态系统，从 Bacalhau 等计算优先的存储解决方案到 DeFi 和 Glif 等流动性质押解决方案。Retriev 通过 Filecoin Actors 提供与许可裁判员挂钩的激励检索。Filecoins 的可编程性可用于定制不同解决方案所需的 DA 要求，以便依赖 DA 的平台无需为超出其需要的 DA 支付费用。

基于DSN的DA架构的挑战

我们在调查中发现，在 DSN 上构建 DA 服务之前需要克服重大挑战。现在我们讨论实施的可行性，并将重点放在 Filecoin 上。

延误证明

Filecoin 上交易和存储数据完整性的加密证明需要时间来证明。当数据提交到网络时，它会被分成 32 GB 的扇区并进行包装。数据封装是复制证明 (PoRep) 和时空证明 (PoST) 的基础，前者证明存储提供商存储了一个或多个唯一的数据副本，后者证明存储提供商在整个存储交易过程中持续存储唯一的副本。封装必须在计算上是昂贵的，以确保存储提供商不会按需封装数据，从而违反所需的 PoReP。当协议定期要求存储提供商提供唯一和连续存储的证明时，封装所需的安全时间必须长于响应窗口，以便存储提供商无法暂时伪造证明或副本。因此，提供商可能需要大约三个小时来封装一个数据扇区。

存储阈值

由于打包在计算上很昂贵，因此打包数据的扇区大小必须在经济上可行。对于存储提供商而言，存储价格必须证明其打包成本是合理的，同样，由此产生的数据存储成本必须足够低（在本例中约为 32 GB 块），以便用户愿意将数据存储在 Filecoin 上。虽然可以打包较小的扇区，但这会推高存储价格以补偿存储提供商。为了解决这个问题，数据聚合器从用户那里收集较小的数据块，并将它们作为接近 32 GB 的块提交给 Filecoin。数据聚合器通过段包含证明 (PoDSI) 和子块 CID (pCID) 来承诺用户数据，其中 PoDSI 保证用户数据包含在扇区中，而当用户从网络检索数据时则使用 pCID。

共识约束

Filecoin 的共识机制预期共识的出块时间为 30 秒，最终确定时间为数小时，这可能在不久的将来得到改善（有关 Filecoin 的快速最终确定性，请参阅 FIP-0086）。这通常太慢，无法支持依赖 DA 处理交易数据的第 2 层所需的交易吞吐量。Filecoin 的出块时间受到存储提供商的硬件底线限制。出块时间越短，存储提供商生成和提供存储证明的难度就越大，并且存储提供商因错过正确存储数据的证明窗口而受到的错误惩罚就越大。为了克服这一挑战，可以使用星际共识 (IPC) 子网来缩短共识时间。IPC 使用与 Tendermint 和 DRAND 类似的共识来实现随机性：在 DRAND 成为瓶颈的情况下，我们将能够使用 IPC 子网实现 3 秒的出块时间；在 Tendermint 出现瓶颈的情况下，Narwhal 等 PoC 已实现数百毫秒内的出块时间。

检索速度

最后一个障碍是检索。从上述约束条件中，我们可以推断出 Filecoin 适合冷存储或热存储。但是 DA 数据是热数据，需要支持高性能应用程序。在 Filecoin 中，激励检索比较困难；数据需要先解封才能提供给用户端，这会增加延迟。目前，快速检索是通过 SLA 或将解封的数据存储在密封扇区中来实现的，这两种方式在 Filecoin 上安全且无需许可的应用程序架构中都不可靠。特别是，Retriev 证明可以通过 FVM 保证检索，而 Filecoin 上与激励挂钩的快速检索仍是进一步探索的领域。

成本分析

在本节中，我们考虑这些设计因素的成本。我们展示了在 Filecoin 上存储 32 GB 的以太坊 calldata、Celestia blobdata、EigenDA blobdata 和扇区的成本（使用接近当前市场价格）。

分析重点介绍了以太坊 calldata 的价格：32 GB 数据为 $1 亿。此价格显示了以太坊共识背后的安全成本，并受以太坊和 Gas 价格波动的影响。Dencun 升级引入了 Proto-Danksharding (EIP-4844)，引入了 Blob 交易，目标是每个区块 3 个 blob，每个 blob 大小约为 125 KB，并引入了可变的 Gas Blob 定价，从而保持了每个区块的目标 blob 数量。这次升级将以太坊 DA 的成本降低了 1/5：32 GB blob 数据为 $2 亿。

Celestia 和 EigenDA 是显著的改进：32 GB 数据的成本分别为 $8,000 和 $26,000。两者都受市场价格波动的影响，在一定程度上反映了共识数据安全的成本：Celestia 使用其原生 TIA 代币，而 EigenDA 使用 Ether。

在上述所有情况下，存储的数据都不是永久性的。以太坊 calldata 存储 3 周，blob 存储 18 天，EigenDA 默认存储 blob 14 天。在当前的 Celestia 实现中，存档节点无限期存储 blob 数据，但轻节点最多只能采样 30 天。

最后两个表格是 Filecoin 与当前 DA 解决方案之间的直接比较。成本等值首先列出给定平台上单个字节数据的成本，然后显示以相同成本在相同时间内可以存储的 Filecoin 字节数。

这表明 Filecoin 比目前的 DA 解决方案便宜几个数量级，在相同时间内存储相同数量的数据仅需花费几分钱。与以太坊节点和其他 DA 解决方案的节点不同，Filecoin 节点经过优化以提供存储服务，其证明系统允许节点证明存储，而不是在网络中的每个节点上复制存储。如果不考虑存储提供商的经济性（例如封装数据的能源成本），Filecoin 存储过程的基本开销可以忽略不计。与以太坊相比，这表明，对于能够在 Filecoin 上提供安全、高性能 DA 服务的系统，每 GB 存在高达数百万美元的市场机会。

吞吐量

下面，我们将考虑 DA 解决方案的容量以及主要 Layer 2 汇总产生的需求。

由于 Filecoin 区块链以 tipsets 形式组织，每个区块高度有多个区块，因此可以进行的交易数量不受共识或区块大小的限制。Filecoin 严格的数据约束是其网络范围的存储容量，而不是共识允许的容量。

对于每日 DA 需求，我们从 Terry Chung 和 Wei Dai 提供的 Rollups DA 和 Execution 中获取数据，其中包括 30 天的每日平均值和单个采样日的数据。这样，我们可以考虑平均需求，而无需忽略与平均值的偏差（例如，Optimism 在 2023 年 8 月 15 日的需求约为 261,000,000 字节，是其 30 天平均值 64,000,000 字节的四倍多）。

从这个选择中，我们可以看到，虽然有机会降低 DA 成本，但 DA 要求需要大幅增加才能有效利用 Filecoins 32GB 扇区大小。虽然用少于 32GB 的数据打包 32GB 扇区会很浪费，但我们可以这样做，同时仍能获得成本优势。

建筑学

在本节中，我们将考虑如果今天构建它，可能的技术架构。我们将在任意 L2 应用程序和 L2 服务的 L1 链的背景下考虑这种架构。我们不将 Filecoin 视为示例 L1，因为该解决方案是外部 DA 解决方案，就像 Celestia 和 EigenDA 一样。

成分

即使在高层次上，Filecoin 上的 DA 也将利用 Filecoin 生态系统的许多不同功能。

交易 ：下游用户在需要DA的平台上进行交易，可能是L2。

使用 DA 的平台 ：这些平台使用 DA 作为服务，可以是 L2 将交易数据发布到 Filecoin DA，也可以是向 L1（例如以太坊）做出承诺。

第 1 层 ：这是任何包含指向 DA 解决方案的数据承诺的 L1。这可能是以太坊，支持使用 Filecoin DA 解决方案的 L2。

聚合器 ：基于 Filecoin 的 DA 解决方案的前端是聚合器，聚合器是一个集中式组件，它接收来自 L2 和其他 DA 用户的交易数据，并将它们聚合到适合封装的 32 GB 扇区中。虽然简单的概念验证将包括一个集中式聚合器，但使用 DA 解决方案的平台也可以运行自己的聚合器。例如，作为 L2 分类器的辅助设备，聚合器的集中化类似于 L2 分类器或 EigenDA 的分散化。一旦聚合器编译出接近 32 GB 的有效载荷，它就会与存储提供商签订存储协议以存储数据。用户保证他们的数据将以 PoDSI（数据段包含证明）的形式包含在扇区中，一旦数据进入网络，就会使用 pCID 来识别他们的数据。这个 pCID 将包含在 L1 上的状态承诺中，以引用支持交易的数据。

验证者 ：验证者向存储提供商请求数据以确保状态承诺的完整性并建立欺诈证明，在发生可证明的欺诈时，这些证明将提交给 L1。

存储优惠 ：一旦聚合器编译了接近 32 GB 的有效载荷，聚合器就会与存储提供商达成存储协议来存储数据。

发布 blob (Put) ：要发起 Put，DA 客户端会向聚合器提交包含交易数据的 blob。这可以通过链上聚合预言机在链下或链上完成。要确认收到 blob，聚合器会向客户端返回 PoDSI，证明其 blob 包含在将提交给子网的聚合扇区中，同时返回 pCID（子片段内容标识符）。一旦 blob 在 Filecoin 上可用，客户端和其他相关方将使用它来引用 blob。

数据交易将在交易达成后的几分钟内出现在链上。延迟的最大障碍是封装时间，这可能需要长达三个小时。这意味着，尽管交易已经完成，用户可以确信数据将出现在网络上，但在封装过程完成之前，无法确保数据可查询。Lotus 客户端具有快速检索功能，其中未封装的数据副本与封装的副本一起存储，并且可以在未封装的数据传输到数据存储提供商后立即提供服务，只要检索交易不依赖于封装数据出现在网络上的证明。但是，此功能由数据提供商自行决定，并且不是作为协议的一部分以加密方式保证的。为了提供快速检索保证，需要更改共识和惩罚/激励机制来执行它。

检索 Blob (Get) ：检索类似于 put 操作。需要进行检索交易，该交易将在几分钟内出现在链上。检索延迟将取决于交易条款以及是否存储了未密封的数据副本以供快速检索。在快速检索的情况下，延迟将取决于网络条件。如果没有快速检索，则需要先解封数据，然后才能将其提供给客户端，这与密封所需的时间相同，大约需要三个小时。因此，如果不进行优化，我们的最大往返时间为六个小时，这需要对数据服务进行重大改进，然后才能成为可行的 DA 或防欺诈系统。

DA 证明 ：DA证明可以分为两步：通过交易过程中向聚合器提交数据时提供的PoDSI，然后通过Filecoin共识机制提供的PoRep和PoST的持续承诺。如前所述，PoRep和PoST为数据保管和持久性提供了有计划、可证明的保障。

该解决方案将大量使用桥接器，因为任何依赖 DA 的客户端（无论是否构建证明）都需要能够与 Filecoin 交互。对于发布到 L1 的状态转换中包含的 pCID，验证器可以进行初步检查，以确保没有提交错误的 pCID。有几种方法可以做到这一点，例如，通过在 L1 上发布 Filecoin 数据的 Oracle 或通过验证器来验证是否存在与 pCID 相对应的数据交易或扇区。同样，验证发布到 L1 的有效性或欺诈性证明也可能需要使用桥接器来确保证明的有效性或欺诈性。目前可用的桥接器是 Axelar 和 Celer。

证券分析

Filecoin 完整性是通过削减抵押品来实现的。抵押品可以在两种情况下被削减：存储错误或共识错误。存储错误是指存储提供商无法提供存储数据的证明（PoRep 或 PoST），这与我们模型中缺乏数据可用性有关。共识错误是指共识中的恶意行为，共识是管理交易账本的协议，而 FEVM 是从交易账本中抽象出来的。

• 扇区错误是未能发布连续存储证明的惩罚。存储提供商有 1 天的宽限期，在此期间他们不会因存储错误而受到惩罚。扇区错误发生 42 天后，该扇区将被终止。产生的费用将被销毁。

  BR（t）= ProjectedRewardFraction（t）* SectorQualityAdjustedPower

• 如果某个扇区出现错误已达 42 天，或者存储提供商故意终止交易，则会发生扇区终止。终止费等于扇区在终止前获得的最高金额，上限为 90 天的收入。未支付的交易费将退还给用户。已发生的费用将被销毁。

  max(SP(t)，BR(StartEpoch，20 天) + BR(StartEpoch，1 天) * 终止奖励因子 * min(SectorAgeInDays，140))

• 在交易终止时，存储市场参与者会被削减，即对交易后存储提供商提供的抵押品进行削减。

Filecoin 提供的安全性与其他区块链的安全性截然不同。虽然区块链数据通常通过共识来保护，但 Filecoin 共识仅保护交易账本，而不是交易引用的数据。存储在 Filecoin 上的数据必须足够安全，以激励存储提供商提供存储。这意味着存储在 Filecoin 上的数据通过错误惩罚和商业激励（例如用户声誉）来保护。换句话说，区块链上的数据错误相当于违反共识，这会破坏区块链的安全性或其交易有效性概念。Filecoin 在其数据存储方面具有容错能力，因此仅使用共识来保护其交易账本和与交易相关的活动。存储提供商未能完成其数据交易的成本是最高 90 天的存储奖励罚款，以及他们为确保交易而提供的抵押品的损失。

因此，Filecoin 提供商发起数据扣留攻击的成本仅仅是检索交易的机会成本。Filecoin 上的数据检索依靠用户支付的费用来激励存储提供商。但是，不响应数据检索请求不会对存储提供商产生负面影响。为了降低单个存储提供商忽略或拒绝数据检索交易的风险，Filecoin 上的数据可以由多个存储提供商存储。

由于 Filecoin 数据背后的经济安全性远低于基于区块链的解决方案，因此还必须考虑对数据操纵的保护。数据操纵通过 Filecoin 证明系统进行保护。数据由 CID 引用，通过它可以立即检测到数据损坏。因此，数据提供者无法提供损坏的数据，因为很容易验证获取的数据是否与请求的 CID 匹配。数据提供者不能将损坏的数据存储在未损坏的数据的位置。在收到用户数据后，提供者必须提供数据扇区正确封装的证明才能启动数据交易（选中此选项）。因此，无法使用损坏的数据发起存储交易。在存储交易的有效期内，提供 PoST 来证明保管权清除（请注意，这既证明了封装数据扇区的保管权，也证明了自上次 PoST 以来的保管权）。由于 PoST 在生成证明时依赖于封装扇区，因此损坏的扇区将导致伪造的 PoST，从而导致错误的扇区。因此，存储提供商既不能存储也不能提供损坏的数据，无法因提供未损坏数据的服务而获得奖励，也无法避免因篡改用户数据而受到惩罚。

通过增加存储提供商向存储市场参与者承诺的抵押品，可以增强安全性，目前抵押品由存储提供商和用户决定。如果我们假设这个抵押品金额足够高（例如与以太坊验证者的抵押品相同）以激励提供商不违约，那么我们可以想象还需要确保什么（尽管这将极其低资本效率，因为需要此抵押品来保护每个交易的 blob 或聚合的 blob 扇区）。数据提供商现在可以选择在存储市场参与者终止存储交易之前最多 41 天内使其数据不可用。假设数据交易很短，我们可以假设数据在交易的最后一天之前都不可用。在没有恶意行为者协调的情况下，可以通过跨多个存储提供商进行复制来缓解这种情况，以便可以继续提供数据服务。

我们可以想想攻击者推翻共识的成本，无论是通过接受虚假证明还是重写账本历史以从订单簿中删除交易，而无需惩罚负责任的存储提供商。但是，值得注意的是，在这种安全漏洞的情况下，攻击者可以随意操纵 Filecoin 的账本。攻击者需要至少拥有 Filecoin 链的多数股权才能进行此类攻击。股权与提供给网络的存储相关，并且当前 Filecoin 链为 25 EiB（10 ¹⁶ 字节），恶意行为者至少需要 12.5 EiB 来提供自己的链以赢得分叉选择规则。这可以通过与共识错误相关的削减来进一步缓解，惩罚是失去所有质押抵押品和区块奖励，并被暂停参与共识。

题外话：防止对其他 DA 解决方案的攻击

虽然上述案例表明了 Filecoin 在保护数据免受扣留攻击方面的缺陷，但这并不是唯一的例子。

• 以太坊 ：一般来说，保证对以太坊网络请求的响应的唯一方法是运行完整节点。因此，完整节点不需要满足共识之外的数据检索请求。PeerDAS 等结构为节点对数据检索的响应引入了对等评分系统，其中得分足够低的节点（本质上是 DA 声誉）可能会与网络隔离。

• 塞拉斯蒂娅 ：Celestia 的每字节安全性比 Filecoin 结构更强，并且可以抵御扣留攻击，但利用这种安全性的唯一方法是托管完整节点。对非内部拥有和运营的 Celestia 基础设施提出的请求将被审查，不会受到惩罚。

• 特征值分析 ：与 Celestia 类似，任何服务都可以运行 EigenDA Operator 节点来确保检索自己的数据。因此，协议之外的任何数据检索请求都需接受审查。另请注意，EigenDA 有一个集中且受信任的分发器，负责数据编码、KZG 承诺和数据分发，类似于我们的聚合器。

检索安全

可检索性是 DA 的必要条件。理想情况下，市场力量会激励经济上合理的存储提供商接受检索交易并与其他提供商竞争，以降低用户价格。假设这足以让数据提供商提供检索服务，那么考虑到 DA 的重要性，要求更高的安全性是合理的。

目前，无法通过上述经济安全性来保证检索。这是因为从加密角度很难以信任最小化的方式证明用户端未收到数据（用户端需要反驳存储提供商声称已发送数据的说法）。为了通过 Filecoins 经济安全性确保检索的安全性，需要协议原生的检索保证。在对协议进行最小更改的情况下，这意味着检索需要与扇区错误或交易终止相关联。Retriev 是一个概念验证，它能够通过使用可信裁判来调解数据检索纠纷来提供数据检索保证。

补充：搜索其他DA解决方案

如上所述，Filecoin 缺乏防止存储（或检索提供商）自私行为所必需的协议原生检索保证。在以太坊和 Celestia 的情况下，保证协议数据可读取的唯一方法是自行托管完整节点，或信任基础设施提供商的 SLA。作为 Filecoin 存储提供商，保证检索并非易事。Filecoin 中的类似设置是成为存储提供商（具有大量基础设施成本）并成功接受与用户发布的存储提供商相同的存储交易，此时人们将付费为自己提供存储。

延迟分析

Filecoin 延迟由多种因素决定，例如网络、拓扑、存储提供商用户配置和硬件功能。我们提供理论分析，讨论这些因素并建立在可以预期的性能之上。

由于 Filecoin 的证明系统设计和缺乏检索激励，Filecoin 并未针对从最初发布数据到最初检索数据提供高性能往返延迟进行优化。Filecoin 上的高性能检索是一个活跃的研究领域，随着存储提供商改进功能和 Filecoin 引入新功能，该领域也在不断变化。我们将“往返”定义为从提交数据交易到最早提交给 Filecoin 的数据可以下载的时间。

区块时间

在Filecoin预期的共识中，数据交易可以在30秒的区块时间内完成，1小时是链上敏感数据（如币转账）的典型确认时间。

数据处理

数据处理时间因存储提供商和配置而异。使用标准存储提供商硬件，封装过程需要 3 个小时。存储提供商通常通过特殊的客户端配置、并行化和投资更强大的硬件来缩短这 3 个小时的时间。这种变化还会影响扇区解封的持续时间，这可以通过 Filecoin 客户端（如 Lotus）中的快速检索选项完全规避。快速检索设置将未封装的数据副本与封装的数据一起存储，大大加快了检索时间。基于此，我们可以假设从接受数据交易到数据在链上可用的最坏情况延迟为 3 小时。

结论和未来方向

本文探讨如何使用现有的 DSN，即 Filecoin 构建 DA。我们将 DA 的要求视为以太坊扩展基础设施的关键要素。我们考虑基于 Filecoin 在 DSN 上构建 DA 的可行性，并以此探索 Filecoin 上的解决方案将为以太坊生态系统带来的机会，或者任何将受益于具有成本效益的 DA 层的机会。

Filecoin 表明 DSN 可以显著提高基于区块链的去中心化系统中的数据存储效率，按当前市场价格每写入 32 GB 数据可节省 $1 亿。尽管对 DA 的需求尚不足以填满 32 GB 扇区，但如果空扇区被填满，DA 的成本优势仍然存在。尽管 Filecoin 上当前的存储和检索延迟不适合热存储需求，但存储提供商的特定操作可以提供合理的性能，以确保数据在 3 小时内可用。

对 Filecoin 存储提供商的信任度增加可以通过可变抵押品进行调整，例如 EigenDA。Filecoin 扩展了这种可调节的安全性，允许在网络上存储大量副本，从而增加了可调节的拜占庭容错能力。为了有力地防止数据扣留攻击，需要解决保证高性能数据检索的问题，但与任何其他解决方案一样，真正保证可检索性的唯一方法是自托管节点或信任基础设施提供商。

我们看到 DA 在进一步开发 PoDSI 方面的机会，它可以（与 Filecoin 当前的证明一起）取代 DAS，以保证数据包含在更大的密封扇区中。根据情况，这可以使缓慢的数据周转变得可以容忍，因为欺诈证明可以在 1 天到 1 周内发出，而 DA 可以按需保证。PoDSI 仍然是一项新技术，并且正在大力开发中，因此我们还不知道高效的 PoDSI 会是什么样子，也不知道围绕它构建系统所需的机制。由于已经有了针对 Filecoin 数据进行计算的解决方案，因此拥有针对密封或未密封数据计算 PoDSI 的解决方案可能并不牵强。

随着 DA 和 Filecoin 领域的发展，解决方案和支持技术的新组合可能会带来新的概念证明。正如 Solana 与 Filecoin 网络的集成所示，DSN 具有作为扩展技术的潜力。Filecoin 上的数据存储成本提供了一个开放的机会，具有很大的优化空间。虽然本文讨论的挑战是在支持 DA 的背景下提出的，但它们的最终解决方案将在 DA 之外构建大量新工具和系统。

相关图表数据来自Filecoin spec、EIP-4844、EigenDA、Celestia implementation、Celenium、Starboard、file.app、Rollups DA and Execution，以及当前的大致市场价格。

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本文来源于网络：深入探讨 Filecoin 数据可用性

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