深入探討Filecoin上的資料可用性
編按：本文轉載自 Fenbushi Capital 的 Turan Vural Yuki Yuminaga 於2024 年4 月5 日發布的原始內容。 Fenbushi Capital 成立於2015 年，是亞洲領先的區塊鏈資產管理公司，資產管理規模達16 億美元。該公司旨在透過研究和投資在塑造各行各業區塊鏈技術的未來方面發揮重要作用。本文就是這些努力的一個例子，代表了這些作者的獨立觀點，他們已同意在此發表。
資料可用性(DA) 是以太坊擴展的一項核心技術，它允許節點有效地驗證資料是否可用於網絡，而無需託管相關資料。這對於高效建立滾動和其他形式的縱向擴展至關重要，允許執行節點確保交易資料在結算期間可用。這對於分片和其他形式的橫向擴展（以太坊網路未來的計畫更新）也至關重要，因為節點需要證明儲存在網路分片中的交易資料（或blob）確實可用於網路。
最近討論並發布了幾種 DA 解決方案（例如 Celestia、 EigenDA、Avail），其目的都是為應用程式發布 DA 提供高效能和安全的基礎設施。
與以太坊等L1 相比，外部 DA 解決方案的優勢在於它為鏈上資料提供了一種價格低廉且性能卓越的載體。 DA 解決方案通常由自己的公鏈組成，這些公鏈旨在實現低價且無需許可的儲存。即使經過修改，從區塊鏈本地託管資料仍然極其低效。
有鑑於此，我們發現，探索儲存最佳化解決方案（如 Filecoin）作為 DA 層的基礎是非常直觀的。 Filecoin 使用其區塊鏈來協調用戶和儲存提供者之間的儲存交易，但允許資料儲存在鏈下。
在這篇文章中，我們研究了建構在去中心化儲存網路(DSN) 之上的 DA 解決方案的可行性。我們特別考慮了 Filecoin ，因為它是迄今為止採用最多的DSN。我們概述了此類解決方案將帶來的機會以及建立該解決方案所需克服的挑戰。
DA 層為依賴它的服務提供以下功能：
1.用戶安全：任何節點都不能確信不可用的資料是可用的。
2.全球安全：除少數節點外，所有節點都同意資料的可用/不可用。
3.高效率的資料檢索能力。
所有這些都需要有效率地完成才能實現擴充。 DA 層在上述三點上以較低的成本提供更高的效能。例如，任何節點都可以要求資料的完整副本來證明託管，但這是低效的。透過提供上述三點的系統，我們實現了一個 DA 層，可提供L2與L1協調所需的安全性，並在存在惡意多數的情況下提供更強的下限。
資料託管
發佈到 DA 解決方案的資料具有有效的生命週期：足夠長的時間來解決爭議或驗證狀態轉換。交易資料只需要足夠長的可用時間來驗證正確的狀態轉換，或給驗證者足夠的機會來建立詐欺證明。截至撰寫本文時，以太坊 calldata 是需要資料可用性項目（rollups）最常用的解決方案。
高效率資料驗證
資料可用性採樣(DAS) 是解決 DA 問題的標準方法。它具有額外的安全優勢，增強了網路 Actor 從其同行驗證狀態資訊的能力。但是，它依賴節點來執行採樣：必須回應 DAS 請求來確保開採交易不會被拒絕，但節點請求樣本並沒有正面或負面激勵。從請求樣本節點的角度來看，不執行 DAS 不會受到負面懲罰。例如，Celestia 提供了第一個也是唯一一個執行 DAS 的輕用戶端實現，為用戶提供了更強大的安全假設，並降低了資料驗證成本。
高效訪問
DA 需要為使用它的專案提供高效率的資料存取。速度慢的 DA 可能會成為依賴其服務的瓶頸，輕則導致效率低下，重則導致系統錯誤。
去中心化儲存網絡
去中心化儲存網路（DSN，如 Filecoin 白皮書中所述）是一個由儲存提供者組成的無需許可的網絡，為網路使用者提供儲存服務。非正式地講，它允許獨立儲存提供者與需要儲存服務的用戶協調儲存交易，並為尋求低價儲存服務的用戶提供低價且有彈性的資料儲存。這是透過記錄儲存交易並支援智能合約執行的區塊鏈進行協調的。
DSN 方案是三個協定的元組：Put、Get 和Manage。此元組具有容錯保證和參與激勵等屬性。
Put（數據） → 鍵
為將資料儲存在唯一金鑰下，用戶端執行 Put。這是透過指定資料在網路上儲存的期限、為實現冗餘而儲存的資料副本數量以及與儲存提供者協商的價格來實現的。
Get（金鑰）→數據
使用者端執行Get 來檢索儲存在金鑰下的資料。
Manage
網路參與者呼叫管理協定來協調提供者提供的儲存空間和服務以及修復錯誤。對於 Filecoin 而言，這是透過區塊鏈進行管理的。此區塊鏈記錄用戶和資料提供者之間的資料交易以及正確儲存資料的證明，從而確保資料交易得到維護。透過發布數據提供者為響應網路挑戰而產生的證明來證明數據是否正確儲存。當儲存提供者未能按照管理協議的要求及時產生複製證明或時空證明時，就會發生儲存錯誤，這會導致儲存提供者的權益被削減。如果多個提供者在網路上託管資料副本，則交易可以透過尋找新儲存提供者來履行儲存交易，從而完成自我修復。
DSN 機會
迄今為止，DA 專案所做的工作一直是將區塊鏈轉變為熱儲存平台。由於DSN 對儲存進行了最佳化，因此與其將區塊鏈轉化為儲存平台，我們可以簡單地將儲存平台轉換為提供資料可用性的平台。儲存提供者以原生 FIL 代幣形式提供的抵押品可以提供加密經濟安全性，從而保證資料儲存。最後，儲存交易的可程式性可以為資料可用性條款提供靈活性。
將 DSN 功能轉化為解決 DA 問題的最有力動機是降低 DA 解決方案下的資料儲存成本。如下所述，在 Filecoin 上儲存資料的成本比在以太坊上儲存資料便宜得多。考慮到目前的以太幣/美元價格，將1 GB 的 calldata 寫入以太坊需要花費超過300 萬美元，而且還要在 21 天後進行剪切。這筆 calldata 費用可能占到以以太坊為基礎的總交易成本的一半以上。然而， Filecoin 上 1 GB 的儲存成本每月不到0.0002 美元。以該價格或任何類似的價格確保DA 將降低用戶的交易成本，並有助於提高Web3的效能和可擴充性。
經濟安全
在 Filecoin 中，提供儲存空間需要抵押品。若提供者未能履行交易或不遵守網路保證時，抵押品就會被削減。未能提供服務的儲存提供者將面臨失去抵押品和其所賺取的任何利潤的風險。
激勵機制調整
Filecoin 協議的許多激勵措施與 DA 目標一致。 Filecoin 為惡意或懶惰行為提供了抑制措施：在共識期間，儲存提供者必須以複製證明和時空證明的形式主動提供儲存證明，在沒有誠實大多數（honest majority）假設的情況下不斷證明儲存存在。若儲存提供者未能提供證明，就會被削減權益、從共識中移除，還會受到其他處罰。目前的DA 解決方案缺乏對節點執行DAS 的激勵，只能依靠臨時利他行為來證明 DA。
可程式性
客製化資料交易能力也使DSN 成為一個有吸引力的 DA 平台。資料交易可以有不同的持續時間，從而使基於DSN 的 DA 用戶只需支付其所需的 DA 費用，還可以透過設定要在整個網路中儲存的副本數量來調整容錯能力。進一步定制透過 Filecoin 上的智能合約（Actors）支持，這些合約在FEVM 上執行。也促使 Filecoin 的 DApps 生態日益壯大，從 Bacalhau 等運算優先儲存解決方案到Glif 等 DeFi 和流動性質押解決方案。 Retriev 透過 Filecoin Actors 提供具有許可裁判的激勵掛鉤檢索。 Filecoin 的可程式性可用於客製化不同解決方案所需的DA 要求，以便依賴 DA 的平台無需為超出其需求的 DA 付費。
基於 DSN 的 DA 架構所面臨的挑戰
在我們的調查中，我們發現了在DSN 上建立DA 服務之前需要克服的重大挑戰。現在我們討論的是實作可行性，我們將把 Filecoin 作為討論重點。
證明延遲
Filecoin 上交易和儲存資料完整性的加密證明需要時間來證明。當資料提交至網路時，它會被劃分為 32 GB 磁區並「封裝」。資料封裝是複製證明(PoRep) 和時空證明(PoST) 的基礎，前者證明儲存提供者儲存了一個或多個唯一資料副本，後者證明儲存提供者在整個儲存交易期間持續儲存了一個唯一副本。封裝的計算成本必須很高，這樣才能確保儲存提供者不會按需封裝數據，從而破壞所需的 PoReP。當協議定期向儲存提供者要求提供唯一且連續儲存的證明時，封裝所需的安全時間必須長於回應窗口，這樣儲存提供者就無法暫時偽造證明或副本。因此，提供者可能需要大約三小時來封裝一個資料扇區。
儲存閾值
由於封裝作業的計算費用較高，因此封裝資料的磁區大小必須具有經濟價值。對於儲存提供者而言，儲存價格必須證明其封裝成本合理，同樣，由此產生的資料儲存成本也必須足夠低（在本例中，大約32 GB 的資料區塊），使用者才願意在Filecoin 上存儲數據。雖然可以封裝較小扇區，但這會推高儲存價格以補償儲存提供者。為解決該問題，資料聚合器從使用者收集較小的資料區塊，作為接近32 GB 的資料區塊提交給 Filecoin 。資料聚合器透過資料段包含證明（PoDSI）和子區塊CID（pCID）對使用者資料進行承諾，資料段包含證明（PoDSI）保證了使用者資料包含在磁區中，子區塊CID（pCID）則是使用者從網路中檢索資料時所使用的。
共識約束
Filecoin 的共識機制「預期共識」（Expected Consensus）的區塊時間為30 秒，最終確定時間為數小時，這可能在不久的將來會有所改善（有關Filecoin 的快速最終確定性請參閱FIP-0086） 。這通常太慢，無法支援依賴DA 處理交易資料的 Layer 2 所需的交易吞吐量。 Filecoin 的區塊時間受儲存提供者硬體下限的限制。區塊時間越短，儲存提供者產生和提供儲存證明的難度就越大，而且儲存提供者因錯過正確儲存資料的證明視窗而受到的錯誤懲罰就越多。為克服這個難題，可以利用星際共識(IPC) 子網路來縮短共識時間。 IPC 使用類似Tendermint 的共識和DRAND 實現隨機性：在DRAND 成為瓶頸的情況下，我們將能夠使用IPC 子網實現3 秒的區塊時間；在Tendermint 出現瓶頸的情況下，Narwhal 等PoC 實現了數百毫秒內的區塊時間。
檢索速度
最後一個障礙是檢索。從上述限制條件中，我們可以推斷 Filecoin 適合冷儲存或溫儲存。然而，DA 數據是熱的，需要支援高效能的應用程式。在 Filecoin 中，激勵掛鉤檢索很困難；資料在提供給使用者端之前需要解封，這會增加延遲。目前，快速檢索是透過SLA 或將未封裝資料與封裝磁區一起儲存來實現的，而在 Filecoin 上的安全且無需許可的應用程式架構中，這兩種方法都不可靠。特別是 Retriev 證明可以透過FVM 保證檢索， Filecoin 上進行激勵掛鉤的快速檢索仍是一個有待進一步探索的領域。
成本分析
在本節中，我們將考慮這些設計因素所帶來的成本。我們展示了將32 GB 儲存為以太坊 calldata、Celestia blobdata、 EigenDA blobdata 以及 Filecoin 上扇區的成本（使用接近當前的市場價格）。
分析強調了以太坊 calldata 的價格： 32 GB 資料的價格為1 億美元。這個價格顯示了以太坊共識背後的安全成本，並受到以太坊和 Gas 價格波動的影響。 Dencun 升級引入了Proto- Danksharding (EIP-4844)，引入了Blob 交易，目標是每個區塊3 個Blob，每個大小約為125 KB，並引入了可變Gas Blob 定價，從而保持每個區區塊的Blob 目標數量。此次升級將以太坊DA 的成本降低了 1/5 ：即 32 GB blob 數據花費2000 萬美元。
Celestia 和 EigenDA 有了顯著改進： 32 GB 數據分別需要 8, 000 美元和 26, 000 美元。兩者都受到市場價格波動的影響，並在一定程度上反映了共識資料安全的成本：Celestia 使用其原生 TIA 代幣，而 EigenDA 使用 Ether。
在上述所有情況下，儲存的資料都不是永久性的。以太坊 calldata 的儲存時間為 3 週，blob 的儲存時間為 18 天，EigenDA 儲存blob 的預設期限為 14 天。在目前的Celestia 實施中，存檔節點無限期地儲存 blob 數據，但光節點最多只能採樣 30 天。
最後兩張表是 Filecoin 和目前DA 解決方案之間的直接比較。成本等價首先列出給定平台上單一位元組資料的成本，然後顯示相同成本下在相同時間內可儲存的 Filecoin 位元組數量。
這表明 Filecoin 比目前的DA 解決方案便宜幾個數量級，在相同時間內儲存相同數量的資料只需花費幾分之一美分。與以太坊節點和其他 DA 解決方案的節點不同，Filecoin 節點經過最佳化，可以提供存儲服務，其證明系統允許節點證明存儲，而不是在網路中的每個節點之間複製存儲。在不考慮儲存提供者經濟效益（如封裝資料的能源成本）的情況下，Filecoin 預存程序的基本開銷可以忽略不計。與以太坊相比，這表明可以在 Filecoin 上提供安全且高效能 DA 服務的系統具有高達每 GB 數百萬美元的市場機會。
吞吐量
下面，我們將考慮DA 解決方案的容量以及主要 Layer 2 rollups 產生的需求。
由於 Filecoin 區塊鏈以 tipsets 的形式組織，每個區塊高度都有多個區塊，因此可以進行的交易數量不受共識或區塊大小的限制。 Filecoin 的嚴格資料約束是其網路範圍的儲存容量，而不是透過共識允許的容量。
對於每日 DA 需求，我們從 Terry Chung 和 Wei Dai 提供的Rollups DA 和 Execution 中獲取數據，其中包括 30 天內的每日平均值和單一採樣日的數據。這樣，我們就可以考慮平均需求，也不會忽略平均值的偏差（例如，Optimism 在2023 年8 月15 日的需求量約為261, 000, 000 字節，是其30 天平均值64, 000 , 000 位元組的四倍多）。
從這個選擇中可以看出，儘管 DA 成本有機會降低，但需要大幅增加 DA 需求才能有效利用 Filecoin 的32 GB 磁區大小。雖然用少於 32 GB 的資料封裝 32 GB 磁區會浪費資源，但我們可以這麼做，同時還能獲得成本優勢。
架構
在本節中，我們將考慮如果我們今天要建構它可以實現的技術架構。我們將在任意L2 應用程式和L2 所服務的L1 鏈的背景下考慮此架構。由於該解決方案是外部 DA 解決方案，就像 Celestia 和 EigenDA 一樣，因此我們不將 Filecoin 視為範例L1。
組件
即使在高層次上， Filecoin 上的 DA 也會利用 Filecoin 生態的許多不同功能。
交易：下游用戶在需要 DA 的平台上進行交易，這可能是L2。
使用DA 的平台：這些平台使用 DA 作為服務，這可以是將交易資料發佈至 Filecoin DA 的L2，也可以是對L1（如以太坊）的承諾。
Layer 1 ：這是包含指向 DA 解決方案資料承諾的任何L1。這可能是以太坊，支援使用 Filecoin DA 解決方案的L2 。
聚合器：基於 Filecoin 的 DA 解決方案前端是一個聚合器，它是一個集中組件，用於接收來自L2和其他 DA 用戶端的交易數據，並將它們聚合成適合封裝的 32 GB 扇區。儘管簡單的概念驗證將包括集中式聚合器，但使用DA 解決方案的平台也可以運行自己的聚合器。例如作為L2排序器的輔助設備，聚合器的集中化與L2排序器或 EigenDA 的分散器類似。一旦聚合器編譯出接近 32 GB 的有效載荷，它就會與儲存提供者達成儲存協定來儲存資料。向使用者保證其資料將以 PoDSI（資料段包含證明）的形式包含在該磁區中，並在資料進入網路後使用 pCID 來識別其資料。該 pCID 將包含在L1 上的狀態承諾中，用於參考支援交易的資料。
驗證者：驗證者向儲存提供者請求資料以確保狀態承諾的完整性並建立詐欺證明，在存在可證明詐欺的情況下，這些證明將提交給L1。
儲存交易：一旦聚合器編譯出接近 32 GB 的有效載荷，聚合器就會與儲存提供者達成儲存交易來儲存資料。
發布blob (Put) ：為啟動 Put，DA 用戶端會將包含交易資料的blob 提交給聚合器。這可以透過鏈下方式完成，也可以透過鏈上聚合預言機以鏈上方式完成。為確認收到blob，聚合器會向使用者端傳回 PoDSI ，從而證明其blob 包含在將提交給子網路的聚合磁區中，同時也會傳回 pCID （子片段內容識別碼）。一旦 blob 在 Filecoin 上提供，用戶端和其他相關方將使用它來引用 blob。
數據交易將在交易達成後幾分鐘內出現在鏈上。延遲的最大障礙是封裝時間，可能需要三個小時。這意味著，儘管交易已經完成，並且用戶可以確信資料將出現在網路中，但在封裝過程完成之前，無法確保資料可查詢。 Lotus 用戶端具有快速檢索功能，其中未封裝的資料副本與封裝副本一起存儲，只要檢索交易不依賴封裝資料出現在網路上的證明，就可以在未封裝資料傳輸至資料儲存提供者後立即提供服務。但是，此功能由資料提供者自行決定，並且不是作為協議的一部分提供加密保證。若要提供快速檢索保證，就需要改變共識和懲罰/激勵機制來強制執行。
檢索blob (Get) ：檢索類似 put 操作。需要進行檢索交易，交易將在幾分鐘內出現在鏈上。檢索延遲將取決於交易條款以及是否儲存未封裝的資料副本以供快速檢索。在快速檢索的情況下，延遲將取決於網路條件。若沒有快速檢索，資料在提供給使用者端之前需要解封，這與封裝所需時間相同，約為三小時。因此，如果不進行最佳化，我們的最大往返時間為六小時，在這成為一個可行的 DA 或詐欺證明系統之前，需要對資料服務進行重大改進。
DA 證明：DA 證明可以分為兩個步驟：透過在交易過程中將資料提交給聚合器時提供的PoDSI，然後透過 Filecoin 共識機制提供的PoRep 和 PoST 的持續承諾。如上所述，PoRep 和 PoST 為資料保管和持久性提供了有計劃且可證明的保證。
該解決方案將大量使用橋接，因為任何依賴DA 的用戶端（無論是否建置證明）都需要能夠與 Filecoin 進行互動。對於發佈到L1的狀態轉換中包含的 pCID ，驗證者可以進行初步檢查，從而確保沒有提交虛假的 pCID 。有幾種方法可以做到這一點，例如，透過在L1 上發布 Filecoin 資料的Oracle 或透過驗證器來驗證是否存在與 pCID 相對應的資料交易或磁區。同樣，對發布至L1的有效性或詐欺證明的驗證可能也需要使用橋接器，從而確信證明的有效性或欺詐性。目前可用的橋接器是 Axelar 和 Celer 。
安全分析
Filecoin 的完整性是透過削減抵押品來實現的。在兩種情況下可以削減抵押品：儲存錯誤或共識錯誤。儲存錯誤是指儲存提供者無法提供儲存資料的證明（PoRep 或 PoST），這與我們模型中缺乏資料的可用性有關。共識錯誤是指共識中的惡意行為，共識是管理交易分類帳的協議，而 FEVM 則是從交易分類帳中抽象化出來的。
扇區錯誤是指因未能發布連續儲存證明而產生的處罰。儲存提供者有一天的寬限期，在此期間不會因儲存錯誤而受到處罰。在扇區出現錯誤的 42 天后，該扇區將被終止。所產生的費用被銷毀。
BR(t) = ProjectedRewardFraction(t) * SectorQualityAdjustedPower
如果某個磁區出現錯誤已達42 天或儲存提供者故意終止交易，則會發生磁區終止。終止費用相當於扇區在終止前獲得的最高金額，上限為 90 天的收入。未支付的交易費將退還給用戶。已發生的費用將被銷毀。
max(SP(t), BR(StartEpoch, 20 d) + BR(StartEpoch, 1 d) * terminationRewardFactor * min(SectorAgeInDays, 140))
在交易終止時，會出現儲存市場 Actor 削減，這是對儲存提供者在交易後提供抵押品的削減。
Filecoin 提供的安全性與其他區塊鏈的安全性截然不同。區塊鏈資料通常透過共識來確保安全，而 Filecoin 共識僅確保交易分類帳的安全，而非交易引用資料的安全。儲存在 Filecoin 上的資料只有具有足夠的安全性，才能激勵儲存提供者提供儲存。這意味著儲存在 Filecoin 上的資料透過錯誤懲罰和商業激勵（例如用戶聲譽）來確保安全。換句話說，區塊鏈上的資料錯誤相當於違反共識，會破壞區塊鏈的安全性或其交易有效性的概念。 Filecoin 在資料儲存方面具有容錯能力，因此僅使用共識來確保其交易帳簿和交易相關活動的安全。儲存提供者未能履行其資料交易的代價是最多價值 90 天的儲存獎勵罰款，及其為確保交易而提供的抵押品將損失。
因此，從 Filecoin 提供者發起的資料扣留攻擊成本，只是檢索交易的機會成本。 Filecoin 上的資料檢索依賴使用者支付的費用來激勵儲存提供者。然而，不回應資料檢索請求不會對儲存提供者產生負面影響。為了降低單一儲存提供者忽略或拒絕資料檢索交易的風險，Filecoin 上的資料可以由多個儲存提供者儲存。
由於 Filecoin 數據背後的經濟安全性遠低於基於區塊鏈的解決方案，因此也必須考慮防止數據操縱。資料操縱透過 Filecoin 證明系統受到保護。資料透過 CID 引用，透過CID 可以立即偵測到資料損壞。因此，數據提供者無法提供損壞的數據，因為很容易驗證所獲取的數據是否與請求的 CID 相符。資料提供者不能將損壞資料儲存在未損壞資料的位置上。收到用戶資料後，提供者必須提供正確封裝資料扇區的證明才能啟動資料交易（選取此項）。因此，不能用損壞的資料啟動儲存交易。在儲存交易的有效期限內，會提供 PoST 來證明託管清空（請注意，這既能證明封裝資料磁區的託管情況，也能證明自上次 PoST 以來的託管情況）。由於 PoST 依賴產生證明時的封裝磁區，因此損壞的磁區會導致偽造的 PoST，從而導致磁區錯誤。因此，儲存提供者既不能儲存也不能提供損壞的數據，不能因為為未損壞的數據提供服務而獲得獎勵，也不能避免因篡改用戶數據而受到懲罰。
可以透過增加儲存提供者向儲存市場 Actor 承諾的抵押品來增強安全性，抵押品目前由儲存提供者和使用者決定。如果我們假設這個抵押品金額足夠高（例如與以太坊驗證者的抵押品相同），足以激勵提供者不違約，那麼我們就能想到還有什麼需要確保安全（儘管這樣做資本效率極低，因為需要該抵押品來確保每個交易blob 或聚合blob 區的安全）。現在，資料提供者可以選擇在儲存市場 Actor 終止儲存交易之前，在最長 41 天的時間內讓資料無法使用。假設資料交易時間較短，我們可以假設資料在交易的最後一天之前不可用。在沒有惡意行為者協調的情況下，可以透過在多個儲存提供者上進行複製來緩解這種情況，以便可以繼續提供資料服務。
我們可以考慮攻擊者推翻共識的成本，要麼接受虛假證明，要麼改寫分類帳歷史，從訂單簿中刪除交易，而不會懲罰負責任的儲存提供者。然而，值得注意的是，在這種安全違規的情況下，攻擊者可以隨心所欲地操縱 Filecoin 的分類帳。攻擊者若要實施此類攻擊，至少需要擁有 Filecoin 鏈的多數權益。權益與提供給網路的儲存有關，目前 Filecoin 鏈的資料量為25 EiB（10 ¹⁶位元組），惡意行為者至少需要12.5 EiB 才能提供自己的鏈來贏得分叉選擇規則。透過與共識錯誤相關的削減，可以進一步減輕這種情況，其懲罰是失去所有質押的抵押品和區塊獎勵，並暫停參與共識。
題外話：阻止對其他DA 解決方案的攻擊
儘管上述情況表明 Filecoin 在保護資料免受扣留攻擊方面存在不足，但它並不是唯一的例子。
以太坊：一般來說，保證對以太坊網路請求得到答案的唯一方法是運行完整節點。因此，完整節點不需要滿足共識以外的資料檢索請求。 PeerDAS 等結構為節點對資料檢索的回應引入了對等評分系統，其中得分足夠低（本質上是DA 聲譽）的節點可能會被隔離在網路之外。
Celestia ：與 Filecoin 結構相比，Celestia 具有更強的每位元組安全性，可以抵禦扣留攻擊，但利用這種安全性的唯一方法是託管完整節點。向 Celestia 基礎設施提出的請求，如果不屬於內部擁有和運營，則會被審查而不會受到處罰。
EigenDA ：與Celestia 類似，任何服務都可以執行 EigenDA Operator 節點來確保檢索自己的資料。因此，任何協議外的資料檢索請求都會受到審查。另請注意， EigenDA 有一個集中且值得信賴的分發器，負責資料編碼、KZG 承諾和資料分發，與我們的聚合器類似。
檢索安全
可檢索性對於DA 來說是必要的。理想情況下，市場力量會激勵經濟上理性的儲存提供者接受檢索交易，並與其他提供者競爭，為用戶壓低價格。假設這足以讓資料提供者提供檢索服務，但鑑於 DA 的重要性，要求更高的安全性也是合理的。
目前，檢索無法透過上述經濟安全性得到保證。這是因為從加密角度很難以信任最小化的方式證明用戶端未收到資料（在用戶端需要反駁儲存提供者聲稱發送資料的情況下）。為了透過Filecoin 的經濟安全性確保檢索安全，需要協議本地檢索保證。在對協議進行最小更改的情況下，這表示檢索需要與磁區錯誤或交易終止相關聯。 Retriev 是一個概念驗證，它能夠透過使用受信任的「裁判」來調解資料檢索糾紛，從而提供資料檢索保證。
補充：其他DA 解決方案的檢索
如上所述，Filecoin 缺乏防止儲存（或檢索提供者）自私行為所必需的協定本地檢索保證。就以太坊和Celestia 而言，保證可以讀取協議資料的唯一方法是自行託管完整節點，或信任基礎設施供應商的SLA 。作為 Filecoin 儲存提供者，保證檢索並非易事。 Filecoin 中的類似設定是成為儲存提供者（需要大量基礎設施成本）並成功接受與作為使用者發布的儲存提供者相同的儲存交易，此時人們將付費為自己提供儲存。
延遲分析
Filecoin 的延遲由多種因素決定，例如網路、拓撲結合、儲存提供用戶端配置和硬體功能等。我們提供的理論分析討論了這些因素以及構建所能預期的性能。
由於 Filecoin 證明系統的設計以及缺乏檢索激勵， Filecoin 並未為提供從初始發布資料到初始檢索資料的高效能往返延遲而進行最佳化。 Filecoin 的高效能檢索是一個活躍的研究領域，隨著儲存提供者能力提升以及 Filecoin 引入新功能，該領域也在不斷變化。我們將「round trip」定義為從提交資料交易到提交至 Filecoin 的資料最早可以下載的時間。
區塊時間
在 Filecoin 的預期共識中，資料交易可以在 30 秒的區塊時間內完成。 1 小時是鏈上敏感資料（如 coin transfers）的典型確認時間。
資料處理
資料處理時間因儲存提供者和配置而異。使用標準儲存提供硬件，封裝過程需要3 小時。儲存提供者通常會透過特殊用戶端配置、並行化和投資功能更強大的硬體來縮短 3 小時的時間。這種變化也會影響磁區解封的持續時間，而 Filecoin 使用者端（如Lotus）中的快速擷取選項可以完全規避這種情況。快速檢索設定將未封裝的資料副本與封裝資料一起存儲，從而大大加快檢索時間。基於此，我們可以假設從接受資料交易到資料在鏈上可用的最壞情況延遲為 3 小時。
結論與未來方向
本文探討如何利用現有的DSN（即 Filecoin）建構 DA。我們考慮了DA 作為以太坊擴展基礎設施關鍵要素的要求。我們考慮基於 Filecoin 構建DSN 上DA 的可行性，並用它來探索 Filecoin 上的解決方案將為以太坊生態帶來的機會，或任何將受益於具有成本效益的DA 層的機會。
Filecoin 證明DSN 可以顯著提高基於區塊鏈的去中心化系統中的資料儲存效率，以當前市場價格計算，每寫入 32 GB 資料可以節省1 億美元。儘管對 DA 的需求還不足以填滿 32 GB 磁區，但如果封裝空磁區，DA 的成本優勢依然存在。儘管目前 Filecoin 上的儲存和檢索延遲不適合熱儲存需求，但儲存提供者的特定操作可以提供合理效能，確保資料在 3 小時內可用。
Filecoin 儲存提供者的信任增加可以透過可變抵押品進行調整，例如在 EigenDA 中。 Filecoin 擴展了這種可調安全性，允許在網路上儲存大量副本，從而增加了可調節的拜占庭容錯性。為了強有力地阻止資料扣留攻擊，需要解決有保證和高效能的資料檢索問題，但是與任何其他解決方案一樣，真正保證可檢索性的唯一方法是自行託管節點或信任基礎設施提供者。
我們在 PoDSI 的進一步發展中看到了 DA 的機會，它可以（與 Filecoin 目前的證明一起）代替 DAS 來保證數據包含在更大的封裝扇區中。根據實際情況，這可能會使資料週轉緩慢變得可以容忍，因為詐欺證明可以在1 天到1 週內發布，而 DA 可以按需保證。 PoDSI 仍然是一個新技術，並且處於大量開發中，因此我們還不知道高效的 PoDSI 會如何，也不知道圍繞它構建系統所需的機制。由於已經有了在 Filecoin 資料上進行計算的解決方案，因此在封裝或未封裝資料上計算 PoDSI 的解決方案可能並非遙不可及。
隨 DA 和 Filecoin 領域的發展，解決方案和支援技術的新組合可能會帶來新的概念驗證。正如 Solana 與 Filecoin 網路的整合所顯示，DSN 具有擴展技術的潛力。 Filecoin 上的資料儲存成本提供了一個開放機會，有很大的最佳化空間。儘管本文所討論的挑戰是在支援 DA 的背景下提出的，但他們的最終解決方案將在 DA 之外建立大量新工具和系統。
相關圖表資料來自 Filecoin spec、EIP-4844、EigenDA、Celestia implementation、Celenium、Starboard、file.app、Rollups DA 和 Execution，以及目前大致市場價格。
