种子轮融资 2700 万美元创始人亲述Avail“三位一体”解决方案和愿景

2024-02-28 09:50 0 比特币

作者：Anurag Arjun，Polygon联合创始人、Avail创始人；翻译：xiaozou@金色财经

2024年2月26日，Avail 宣布获得由Founders Fund和Dragonfly 领投的 2700 万美元种子轮融资，其他著名风险投资公司也参与其中，包括SevenX、Figment、Nomad Capital和一些天使投资者。这一轮融资将用于推动 Avail 三位一体的开发——一个统一整个 web3 生态系统的三阶段路线图。

Polygon联合创始人、Avail创始人Anurag Arjun发文深度探讨了“Avail Trinity”的背景和缘起，以及Avail如何解决当今生态系统面临的用户碎片化和可扩展性问题。

1、综述

Web3的无需许可环境催生了多种突破性技术，这些技术共同推动了如今蓬勃发展的生态系统，而这个生态系统的发展空间还很大。想要达到大规模采用所需的规模，有许多技术挑战需要克服，该生态系统已基于web3技术栈建设了大量创新解决方案。然而，还需要解决的难题就是将所有这些技术融合在一起，作为一个面向最终用户的整体来运行，同时保持生态系统的去中心化精神。

跨生态系统交易的复杂程度超出预期，导致了不必要的碎片化问题。用户采用方面的努力应该倾向于吸引网络新用户，而非聚焦现有的web3社区。

为了解决所有这些问题，Avail正在通过Avail Trinity（三位一体）加速推进web3的统一，该路线图分为三个阶段，可为任何生态系统的最终用户提供安全可扩展且无缝连接的web3体验。

本文，我们将深入探讨Avail Trinity的背景和理论，展示它是如何解决当今生态系统面临的用户碎片化问题及可扩展性问题的。我们将展示Avail DA如何为众多渴望高效数据可用性的rollup打下完美根基，并为通过Avail Nexus（一个无需许可的协调中心）跨web3生态系统无缝实现用户意图（intent）奠定基础。Avail Fusion Security使Avail Trinity变得完整，解决了日益增长的共享安全需求，让欣欣向荣的web3统一生态系统更加强大。

2、前言

如果你曾经尝试过跨多链网络进行交易，那么你就会清楚相应的体验还没有准备好迎接大规模采用。

具备非常深刻的对区块链架构的技术理解，就可以着手解决这个长期问题了。通过第一性原理往回追溯，我们可以得出创建区块链统一体验所需的技术基础。该基础将连接各个独立的L2 rollup网络和L1，同时仍然支持跨生态系统的开发人员进行无需许可的去中心化创新和实验。

Rollup是作为可扩展性挑战解决方案的一部分而开发的，它在链下处理交易，然后将多个交易打包为单个链上交易。Rollup虽然有效地降低了费用并增强了以太坊的可扩展性，但却带来了新的复杂性：

● 由于可用性有限，对更多区块空间的需求导致成本上升。

● L2生态系统的激增加剧了市场的碎片化问题，进一步阻碍了用户体验和规模经济。

随着这些问题得以解决，多年来一直止步不前的区块链系统的可扩展性和互操作性潜力终于可以实现。

3、Avail解决方案

Avail正在利用异步消息传递原则（与在互联网上扩展应用程序的原则相同）来扩展区块链，而现在正是最佳建设时机。

Avail Trinity由基础数据可用性（DA）层、Nexus互操作性层和Fusion Security网络层共同构成。

● DA层专为数据可用性构建，经高度优化，是区块链的最底层，具有构建跨生态系统互操作性所需的最小功能。

● Nexus作为运行在Avail之上的一个轻量级但强大的ZK rollup，支持跨rollup和跨生态系统结算。

● Fusion Security可以汇集众多代币的加密经济安全性，以服务和保障Avail网络。

Avail的使命是简化rollup体验，为所有不同生态系统的用户和开发人员提供高效的统一平台。

这种垂直集成模式旨在解决如今越来越多的麻烦和用户碎片化问题，使rollup能够无缝触及整个区块链领域的用户和流动性。

Avail的愿景是在灵活的模块化区块链生态系统中提供一致的用户体验，借鉴Web2的经验在Web3中进行创新。通过将先进的技术、清晰的路线图和快速的执行，Avail正在构建的不仅仅是产品，还在为区块链领域开创一个崭新阶段，为更好的可扩展性和无缝用户交互时代铺平道路。

4、背景与启发

我们可以从web2中学到什么？

互联网上的应用程序是如何真正实现规模化的？异步微服务。

互联网不是一台巨大的世界计算机，而是一系列相互连接的计算机，它们根据业务用例执行特定任务，在需要时相互通信。

Amazon是一组专门从事电子商务的相关微服务。Visa运营着一系列处理支付的微服务。

● 当用户在Amazon上单击产品的购买按钮时，就会触发从浏览器到Amazon产品微服务的调用。

● 然后会调用Visa微服务向用户发送支付页面。

● 一旦用户填写了支付详情，另一个验证支付请求就会发送给Visa微服务。

● 一旦支付通过验证，就会向Amazon产品微服务发送一个回调，让用户知道产品已购买并且支付已完成。

如果碰到黑色星期五这样的节假促销日，Amazon和Visa微服务将扩大规模，满足更多的互联网需求。

关键是，互联网只有通过异步微服务才能扩展到如此大的规模。区块链也将如此。

我们如何在web3中实现这一点？

UPI是一个很好的学习榜样。就用户量和交易量而言，它是世界上最大的支付系统之一。目前，UPI每月处理交易超过100亿笔，这证明了该系统的规模之大。

UPI是一个使不同银行的客户能够交互的系统。但它在刚推出时并没有那么成功。银行最初对是否加入该系统非常犹豫——政府并没有强制要求加入UPI。银行表示主要顾虑是，如果它们支持了UPI交易，最终结果将是客户账户里的资金转移到其他银行（流动性外流）。

解决这个问题使用了互惠原则。互惠原则取代了经济激励，被用来传达这样一种观念：银行只有在允许“pay-out”（向外支付）的情况下，才能加入UPI获取其他银行客户的“pay-in”（支付流入）。

尽管这是一个有关需许可设置的例子（web2中的银行），web3的无需许可统一层仍然应该内嵌互惠原则，这对整个生态系统来说是有益无害的。

互惠原则有助于各银行打开他们的客户和钱包之门，进行有效合作，以确保最终客户尽可能获得最佳用户体验。

这样的合作对生态系统有益无害。但这只有在底层技术使用正确原语来实现合作的情况下才有可能实现。UPI拥有这些，我们设计了Avail，将全球范围的web2系统的经验带入web3。

将web2的经验带入web3

互联网的发展为区块链世界提供了珍贵的见解。互联网的扩展主要是通过异步微服务实现的，异步微服务是一个由相互连接的计算机组成的网络，每个计算机执行特定的任务，在需要事进行通信。

● Amazon和Visa等平台就是这种模式的范例，它们分别针对电子商务和支付处理提供一系列专门的微服务。

● 这些服务独立扩展以满足需求，展示了去中心化异步操作的效力。

● 像UPI（统一支付接口）这类系统的成功进一步突显了互联互惠在扩展大型复杂系统中的重要性。

在web3中，我们正在见证一个类似的复杂性和增长阶段。如今，以太坊上出现了许多rollup和Layer 2解决方案，这导致了用户和流动性的碎片化问题，以及用户体验的脱节，让人想起早期的互联网挑战。现在我们来深入了解这些问题，以及Avail是如何协助解决这些问题的。

模块化生态系统现状

Rollup已经成为公认的区块链扩展解决方案。随着rollup技术的成熟和发展，以及不断融合更高效的、特定于应用程序的新的先进技术，它们正在成为各区块链平台的标准功能。我们看到rollup正越来越多地获取多链采用，这种发展趋势是显而易见的。

然而，这一发展引起了人们对用户体验的重大关注，因为有数百个链，每个链上都有无数的用户交互。

主要的L2参与者在应对这些挑战的过程中，都制定了各自独特的解决方案。不幸的是，这导致了进一步的碎片化问题。

虽然这些生态系统允许在其边界内进行顺畅的整合操作，但跨生态系统操作会产生摩擦，这对用户在更广泛的区块链领域中寻求无缝的互操作性构成了障碍。

基于有效性证明的DA层为基础

基于第一性原理的思维，统一堆栈的底层需要是一个基于有效性证明的使用数据可用性抽样构建的DA层。

DA层是区块链中必不可少的一层，因为它是共识和排序的整合点。虽然DA层需要其他组件（即执行）来构建区块链，但它充当的是信任的根，对交易进行排序并就这些交易顺序达成共识。

当执行层从基础层检查排序和DA保证时，最有效且信任最小化的执行方法是对排序承诺进行抽样。通过使承诺以有效性证明为基础，使其成为无可辩驳的事实之源。这正是KZG承诺在Avail DA中发挥的作用。然而，为了获得针对已提交排序的可用性保证，客户端要么必须下载完整数据，要么必须对纠删码数据执行抽样，以提供高可信度的可用性。前者强制客户端运行基础层全节点，因此Avail使对纠删码数据执行DAS的轻客户端能够高效地验证可用性。

有效性证明支持的DAS是Avail DA的超能力，它是我们构建Avail Trinity的支点。

Avail Trinity

Avail生态系统旨在为用户和开发人员提供卓越体验，在不妥协的情况下平衡可扩展性，互操作性和安全性三大基本要素。该平台的结构主要为以下三层：

● 基础数据可用性（DA）层

这一层是通用基础层，任何区块链都可以利用它来增强其可扩展性和安全性。Avail DA简单而强大的设计非常灵活，适应各链需求，不强加特定的约束或偏见。

● 面向互操作性的Nexus层

Nexus层是Avail的协调组件，它为rollup内部消息传递提供了一个无需许可的框架。

这一层对于创建跨多场景的无缝用户体验至关重要，无论用户使用的是单个rollup，还是在Avail中跨多个rollup，或是与外部生态系统中的链进行交互。

● Fusion安全层

Fusion允许Avail基础链将非原生代币与Avail原生代币结合在一起，以保护Avail平台安全，从而实现强大可靠的安全层。

Fusion Security将为构建在Avail上的rollup代币提供更高的安全性和更多效用。

Fusion还将有助于将其他区块链的更多流动性引入Avail生态系统并将其锁定。

5、Avail DA

DA层是区块链网络的核心基础，充当可扩展的共享事实源。它确保每次诞生一个新区块时，网络中的所有相关数据都在，没有任何隐藏或删除，从而支持它继续运行。

虽然很重要，但DA层需要其他层来创建区块链，特别是决定区块链状态变化的执行层。执行层通过rollup被高效扩展，但是如果没有一个优化的DA层，数据可用性很快就会成为瓶颈。

（1）Avail DA层工作原理

Avail DA层是一个去中心化区块链网络。它创建区块空间并确保其安全，其他区块链可以将这些区块空间用作自己的数据可用性层。

使用专门的AppID，区块链将交易数据发布到Avail，随后这些数据被提交，变得可用。

● 发布在Avail区块上的数据由Avail网络验证，但并未执行（因为这是执行层的工作）。

● Avail的数据可用性区块链可以支持任何区块链网络。

● Avail使用有效性证明，所以开发人员和用户无需信任Avail网络确认数据是可用的；他们可以自己验证。

● 发布到Avail的数据通过纠删码进行扩展，从增加了数据冗余。

● Avail使用KZG多项式承诺确保数据在Avail区块头中留下痕迹。

● 一旦新区块被验证者最终确定，有效性证明就可用来保证数据在区块确认后立即可用。

● Avail的提名权益证明（NPoS）区块链是使用Polkadot SDK构建的，它将支持多达1000个外部验证者。

（2）数据可用性抽样（DAS）

DAS是一个核心概念，用于有效验证其他网络、钱包和用户在Avail区块链上可用的数据。

使用Avail的Light Client（轻客户端），用户可以快速对Avail区块链进行抽样，以验证证明数据可用的有效性证明。这种高效且简洁的代码可以在不同的产品和设备上轻松部署，包括用户的手机和浏览器。

8、扩展能力

通过Avail轻客户端和数据可用性抽样，Avail支持可扩展区块，可增加区块大小，并随着需求的增长支持更多区块。

这是由于轻客户端和DAS的独特特性。

Avail轻客户端可以对网络中的数据子集进行抽样，并验证该数据的可用性。轻客户端可以通过8-30个样本快速生成接近100%的数据可用性保证，提供与全节点相当的安全保障。当跨轻客户端网络进行复制时，轻客户端网络本身开始形成链当前状态的副本，为整个网络增加冗余。最终，你将获得带有验证器和轻客户端网络的Avail网络的副本。

有了更多的轻客户端，网络就有了更强大的数据抽样能力。随着网络中发生更多的DAS，轻客户端网络的覆盖范围将变得足够大，就可以对更大的区块进行抽样了。这将带来一个正反馈循环，即随着区块空间越来越大，网络中轻客户端的数量也将越来越多。与随着需求增加可用区块空间减少的单体链设计相反，Avail的DA层将能够根据需求扩展DA区块空间。

9、维持排序

维持交易排序是构建区块链系统的基本要求。随着每个新的Avail区块的出现，区块链上的交易将出现新的排序。

虽然维持发布数据排序的责任在于Avail DA验证器集，但验证责任却外包给了用户。为了确定链的正确性，用户必须：

● 验证数据可用性：就是根据已确立的排序检查数据可用性。用户可以根据Avail验证器集确定的排序执行数据可用性抽样（DAS）来实现这一点。Avail使用Avail DA中的有效性证明可实现大约60秒的最终确定性，可以说是如今的DA层可提供的最快的最终确定性保证。

● 验证执行：这是通过验证特定于rollup的执行证明来实现的。

实际上，在默认情况下，这些验证过程将整合到用户钱包中。这种整合确保用户不需要具备验证技术，也不需要运行专门的软件。这种方法不仅简化了用户体验，还保持了Avail生态系统内交互的可靠性和完整性。

6、Avail Nexus

能够轻松地对rollup提供支持也就意味着将迎来成千上万rollup的到来。也就是说，与这些rollup交互的最终用户体验将是碎片化的。在多链世界中，区块链用户的体验已受到一定影响，如果在不改变可组合性的情况下进一步增加rollup数量，将带来更严重的问题。这就是为什么我们正在构建Avail Nexus，它作为rollup的统一验证中心，使用Avail DA作为信任的根。

Avail Nexus是基于Avail的自定义ZK协调rollup，包括：

● 证明聚合和验证层

● 排序器/slot拍卖机制

Nexus还将聚合证明定期提交给以太坊和Avail DA层进行验证。由Avail DA中的一个自定义模块来验证聚合证明。

背景

Rollup对于解决可扩展性问题至关重要。当涉及到吸引更多用户时，单体链总归是一个瓶颈。在理想化的未来，每个dapp都是自己的rollup，只受自身性能的限制。但是，这一未来最重要的部分是dapp之间的无缝通信。模块化的世界一定会像指示跨rollup通信的消息传递协议一样高效。

跨rollup通信涉及到跨链桥，如果要与单体链提供的安全性相媲美，那么对这些跨链桥来说，信任最小化是很重要的。当在同一DA层上的rollup之间进行桥接时，就不会涉及跨信任和安全区域，因为它们都依赖于相同的共识和经济安全来决定排序（存在细微差别），但是对于无需信任的桥接来说，rollup需要知道执行是否正确，这是相当重要的，它必须自己验证，这样它就不必信任其他人依靠其提供这些保证。这就引出了一系列重要的问题。

● 如何在不成为瓶颈的情况下进行状态验证？

● Rollup如何了解生态系统内其他rollup上的消息或事件，消息传递是否可异步实现？

● Rollup A如何知晓rollup B的规范排序？

● 安全假设是否在不同rollup之间有所变化？

● 需要多少跨链桥，即使它们是通用的？

Avail Nexus旨在大规模解决这些问题。

设计

当一条区块链想要与另一条链对话时，为了自身的安全，它需要回答两个重要的问题。

1. 链的规范和最终顺序是什么？

2. 执行是否有效？

共识决定了链的规范顺序，通用的 DA 层在这方面提供了统一的安全性。DA 层为其交易顺序提供 Rollups 共识，对于具有相同 DA 层的 Rollups，这是改变游戏规则的。所有rollup（包括其自己的rollup）的交易顺序由相同的共识决定，因此即使存在重组，所有rollup的顺序也将由该重组决定。

然而，即使对于具有公共 DA 层的Rollup来说，确定执行是否有效也是一个难题。

让我们想象一下 NFT Rollup 想要确认付款 Rollup 上的付款的情况。跨Rollup通信大致如下所示：

红色线表示从支付Rollup到 NFT Rollup的信息流。尽管这看起来很简单，但随着更多的Rollup加入生态系统，复杂性就会增加。

即使对于一些想要相互通信的Rollup，结构最终也会看起来像这样，它们之间有独特的桥实例，执行上述所有功能。

当我们认识到每个Rollup可能具有独特的状态转换函数，并根据其特定领域定制设计选择时，挑战变得更加明显。执行的验证可能取决于博弈论，结合欺诈证明或依赖于零知识证明（ZK 证明）的有效性证明系统。即使在 ZK rollups 中，证明系统本身也可能表现出变化，从 Groth16 到 PLONK。

Rollup 并不真正需要知道其他 Rollup 的细节和状态转换函数是什么，而只需要能够验证这些状态转换函数的执行是否如实执行，并且需要能够理解这些与他们相关的执行。此外，通过验证单个证明，他们是否可以基本上验证与他们相关的所有执行的有效性，这将改变游戏规则。验证中心为跨链通信和事件启用某些接口，并在其背后抽象Rollup的特定于域的详细信息，正是提供了这一点。Avail Nexus 就是这一理念的体现。

聚合证明

ZK 证明有一个非常重要的特性，那就是简洁。验证语句所需的计算资源比得出语句本身要少得多。在区块链的背景下，状态验证比通过执行状态转换函数到达某个状态要容易得多。除此之外，能够通过单个证明（聚合）证明 n 个证明有效的可能性是开创性的。现在，我们不再需要单独验证 Rollup 的有效性证明，而是验证单个聚合证明会验证截至该点参与 Rollup 的所有有效性证明，这意味着验证所有参与 Rollup 的整个历史记录的有效性。

Avail Nexus 在其运行时会验证在满足某些条件的情况下提交给它的所有有效性证明，并创建一个简洁的证明来证明已完成此操作。然后将该证明提交给 Avail 基础层，由所有节点进行验证。本质上，它成为一个神圣的结算层。任何参与的 Rollup 都可以通过验证这个简洁的证明来对任何其他 Rollup 进行状态验证，最重要的是，通过 L1 桥，这个世界就可以访问外部世界。

实现细节可能会发生变化，但可以通过验证 Zeth 实例内部的证明或使用更多目标证明聚合工具（例如Nebra构建的工具）来执行聚合。

一个重要的细节是Avail Nexus本身就是一个ZK rollup。每个聚合证明在Rollup世界中都是一个新的区块或batch。区块头是某种状态的承诺，用于存储 Nexus 之前的Rollup区块头，以及截至该点为止Rollup生成的所有事件的列表。此外，这甚至允许乐观的Rollup参与。乐观Rollup将能够向 Nexus 提交其收据和状态根，并且欺诈证明将是 ZK 欺诈证明，从而缩短挑战期。如果在挑战期内没有提交欺诈证明，则乐观Rollup生成的收据（或事件）将包含在 Nexus 状态中。

回到 NFT 和支付的例子，现在的实现看起来像这样。

橙色部分描述了两条链之间的信息流。Avail Nexus 提供的收据根描述了基于历史记录中所有Rollup生成的所有事件构建的树的根。重要的是，可以为事件证明非包含证明。在当前的实现中，事件全部存储为稀疏 Merkle 树，事件的哈希值作为其索引，并且 Nexus 强制每个事件都是唯一的。

同步组合的应用程序可以准确预测并且更容易构建。然而，随着用例的扩展和用户体验要求的提高，同步组合并不能提供足够的灵活性。在单片链或单个Rollup中，应用程序位于同一系统中，并且很容易同时拥有两种结构。应用程序之间的任何通信都需要在区块时间内进行，但是像 future 这样的高级结构可以用来存储未来的承诺，并且在这些 future 实现的时候，可以完成某些预先提交的执行（我们在 web2 中知道它们是callback）。

当我们从单链世界转向具有许多Rollup的模块化世界时，对异步可组合性的需求变得更加明显。一条链停止的情况并不理想，因为它正在等待另一条链上的付款完成。任何类型的通信都需要能够跨多个区块进行。除此之外，对于任何异步组合的系统，原子属性变得很重要。所有部分完成的执行都需要在外部条件失败时恢复。正如上面所展示的，这些都是 Avail Nexus 解决的挑战。Avail Nexus 通过聚合证明在模块化世界中提供统一的体验。这允许future存储等自定义实现，并跨系统证明未来的完成。（在这种结构中，Rollup本身不会因外部故障而恢复，但Rollup会进入新状态，未来被取消。）本质上，只有在支付完成后，NFT 才能转移给某人。支付Rollup，就像我们在 web2 世界中所熟悉的 UX 一样。

订单和执行验证

今天以太坊上的 rollups 承担了使用以太坊作为 DA 的成本。当 Gas 费上涨时，他们支付的费用约为 1300-1600 美元/MB，甚至更高。因此，我们看到许多链希望使用 Avail 作为其链的 DA 层。这可降低 70-90% 的运营成本，具体取决于他们的施工选择和batch大小。他们仍然在以太坊上发布证明并将其用作结算层。事实上，他们只是使用以太坊作为他们的规范桥。

虽然我们将在接下来的几个月中继续看到这种趋势，但实际上，如果每个区块有数百个Rollup在以太坊上自行解决，以太坊的执行将无法再次扩展。我们希望 Avail 验证者继续在以太坊上建立一座桥梁，以便能够访问那里的用户和流动性。但我们将通过 Avail Nexus 来分摊桥接成本。

参与 Avail Nexus 的Rollup将由 Avail Rollup和验证其证明。经过验证的证明将通过 Vector 桥到达以太坊，Vector 桥是一个从 Avail 到以太坊的基于 ZKP 的共识证明桥。以太坊仍然能够验证执行的聚合证明，并且不必依赖 Avail 验证者，除了 DA 和顺序之外，这与 Validiums 的假设相同。

现在唯一的区别是 Avail Nexus 成为Rollup的规范桥，而以太坊则使用相同的桥进行保证。该设计降低了以太坊上的执行成本，从每个验证验证一个证明到验证参与 Avail Nexus 的所有Rollup的单个证明。然后，Rollup可以像正常情况一样在以太坊上退出。