去中心化存储与数据可用性层的演进

随着数据经济的蓬勃发展，每个人都深度参与其中，不可避免地涉及各种数据存储活动。Web3时代的到来推动了科技领域的全面升级和转型，作为其重要基础设施的去中心化存储将在未来拓展更多应用场景。例如社交数据、短视频、直播、智能汽车等背后的数据存储网络，未来可能采用去中心化存储模式。

数据是Web3时代的核心资产，用户拥有数据的权利是其主要特征。确保用户安全地拥有数据及其代表的资产，消除对资产安全性的担忧，有助于吸引更多用户进入Web3生态。在这一过程中，独立的数据可用性层将成为不可或缺的环节。

从去中心化存储到数据可用性层

传统的中心化云存储方式已难以满足当前市场需求。随着用户对个人信息安全和数据存储的要求不断提高，特别是在一些大型数据运营商发生数据泄露事件后，中心化存储的弊端日益显现。Web3时代的推进和区块链应用的发展，使得数据变得多样化，规模不断增长，个人网络数据的维度更加全面且更具价值，这使得数据安全和隐私保护变得愈发重要。

去中心化存储应运而生，它是Web3领域最早出现也是最受关注的基础设施之一。与传统中心化存储相比，去中心化存储遵循共享经济原则，利用海量边缘存储设备提供服务，数据实际存储在由Provider节点提供的存储上。这种模式下，项目方无法控制这些数据，用户可以真正掌控自己的数据，大大提高了数据的安全系数。

去中心化存储通过分布式方式将文件或文件集分片存储在不同的存储空间上。它解决了中心化云存储的诸多痛点，更符合大数据时代的发展需求，能以更低成本、更高效率地存储非结构化的边缘数据，赋能各项新兴技术。

目前，去中心化存储项目主要有两种类型：一种以出块为目的，通过存储来挖矿，但这种模式可能导致存储和下载速度缓慢；另一种采用一个或几个节点作为中心化节点进行验证，但存在单点故障风险。

与这些项目相比，某些新兴存储解决方案采用了更先进的技术。例如，有的项目通过存储分层机制解决了存储下载速度问题，使其达到秒级。还有项目引入了随机选择的验证节点角色，避免了中心化问题同时保证了安全性。一些项目还开发了创新技术，大幅提高了数据修复能力，提升了存储的安全性、可靠性和可用性。

数据可用性（DA）的本质是让轻节点在不参与共识的情况下，无需存储全部数据或实时维护全网状态，也能高效确保数据的可用性和准确性。这对于保证区块链数据的不可更改性至关重要。独立的数据可用性层有效防止了单点故障问题，最大化保障了数据安全。

此外，Layer2扩容方案如zkRollup也需要使用数据可用性层。Layer2借助Layer1作为共识层，除了将批量交易的结果状态更新到Layer1上，还需要确保原始交易数据的可用性。这样可以在极端情况下恢复Layer2网络状态，避免用户资产被锁定。将数据存放于专属的数据可用性层，而只将数据计算的Merkle根记录于共识层中，是更合理且长远的设计趋势。

独立数据可用性层分析

独立的数据可用层作为一条公链，比由具有主观意识的人组成的可用性委员会更安全。这种设计可以避免因私钥被窃取而导致的链下数据可用性问题，从而保护用户资产。

一些项目致力于使数据可用性层更加去中心化，提供了独立的DA公链，拥有一系列验证节点、区块生产者和共识机制，以此提升安全等级。这种方案中，Layer 2将交易数据发布到DA主链，由验证人对DA Attestation的Merkle Root进行签名，并发送给以太坊主链上的DA Bridge Contract进行验证和存储。这种方式极大地降低了开销。

某些DA解决方案采用乐观证明机制，在网络正常运行时效率非常高。轻节点只需接收数据并按照编码进行恢复，整个流程在不出问题的情况下非常高效。

另一些项目则专注于打造新一代高容量、高可用性的企业级存储网络。这些项目基于区块链点对点技术，实现了高安全、高可靠的大规模分散式数据存储。与传统的一对多中心化存储不同，它们实现了去数据中心化，支持多对多的存储操作。在这些系统中，主链主要保存用于约束所有节点的智能合约，控制着数据上传、存储节点匹配、系统运转和惩罚机制等关键操作。

技术方面，一些项目利用纠删码和数据修复技术改善了存储功能，提高了数据安全性和存储下载效率。除了优化存储易用性，还引入了新的角色来防止节点被恶意攻击，通过多个角色相互制约来维持经济平衡。这些系统能够支持高容量、高可用性的企业级商业存储用途，为NFT、GameFi、DeFi、SocialFi等提供安全可靠的云存储服务，并兼容Web2，代表了区块链与云存储的完美融合。