Datenverfügbarkeit (DA) bezeichnet die Garantie, dass die in einem Blockchain-Block enthaltenen Transaktionsdaten für jeden Netzwerkteilnehmer, der sie überprüfen muss, vollständig zugänglich und abrufbar sind. dezentrales SystemDie Datenverfügbarkeit gewährleistet, dass beim Veröffentlichen eines neuen Blocks durch einen Blockproduzenten die zugrundeliegenden Daten – jede Transaktion und jede Zustandsänderung – dem Netzwerk tatsächlich zur Verfügung gestellt und nicht zurückgehalten werden. Ohne diese Garantie können Validatoren und Nutzer die Korrektheit des Blockchain-Zustands nicht unabhängig überprüfen, was den vertrauenslosen Charakter des Systems untergräbt.

Das Problem der Datenverfügbarkeit wird im Kontext modularer Blockchain-Architekturen besonders kritisch und Layer-2-Skalierungslösungen Beispielsweise bei Rollups. Bei einem optimistischen Rollup sendet ein Sequenzer einen komprimierten Stapel von Transaktionen an die Layer-1-Blockchain. Sind die zugrundeliegenden Transaktionsdaten nicht verfügbar, können Betrugsprüfer den Zustand nicht rekonstruieren, um ungültige Zustandsübergänge anzufechten. Ähnlich verhält es sich bei Zero-Knowledge-Rollups: Obwohl der ZK-Beweis mathematisch die rechnerische Korrektheit garantiert, benötigen Nutzer dennoch Zugriff auf die Transaktionsdaten, um ihre Kontostände zu rekonstruieren und eigene Auszahlungsnachweise zu generieren.

Datenverfügbarkeit unterscheidet sich grundlegend von Datenspeicherung. Datenspeicherung betrifft die dauerhafte Aufbewahrung historischer Daten, während Datenverfügbarkeit lediglich erfordert, dass Daten für einen ausreichend langen Zeitraum zu Verifizierungszwecken zugänglich sind. Diese Unterscheidung hat die Entwicklung dedizierter Datenverfügbarkeitsschichten vorangetrieben: spezialisierte Blockchains, die ausschließlich für die temporäre Speicherung von Daten optimiert sind, die andere Blockchains zur Verifizierung benötigen. Projekte wie Celestia, EigenDA, Avail und Near DA repräsentieren diese Kategorie von Blockchain-Infrastruktur. Ethereum selbst führte mit EIP-4844 (Proto-Danksharding) einen nativen Datenverfügbarkeitsmechanismus ein, der einen neuen Transaktionstyp namens „Blobs“ schuf. Dieser ermöglicht die temporäre und kostengünstige Datenverfügbarkeit für Rollups und wurde später durch das Fusaka-Upgrade deutlich erweitert.

Herkunft & Geschichte

2018: Das Problem der Datenverfügbarkeit wird von Mustafa Al-Bassam, Alberto Sonnino und Vitalik Buterin in der Forschungsarbeit „Fraud and Data Availability Proofs: Maximising Light Client Security and Scaling Blockchains without Honest Majority Assumptions“ formalisiert. Diese Arbeit führt das Konzept des Data Availability Sampling (DAS) ein, mit dem Light Clients probabilistisch überprüfen können, ob Daten verfügbar sind, ohne den gesamten Datensatz herunterladen zu müssen.

2019: LazyLedger wurde von Mustafa Al-Bassam als Blockchain speziell für die Datenverfügbarkeit entwickelt und war der erste formale Entwurf für eine Blockchain, die ausschließlich für die Ordnung und Bereitstellung von Transaktionsdaten optimiert war, anstatt Transaktionen auszuführen. LazyLedger entwickelte sich später zu Celestia weiter.

2020: Ethereum-Forscher, darunter Dankrad Feist, entwickeln das Konzept des Danksharding, eines auf Datenverfügbarkeit ausgerichteten Sharding-Designs für Ethereum, das es dem Netzwerk ermöglichen soll, große Mengen an aggregierten Daten zu verarbeiten. Dies stellt einen Paradigmenwechsel in Ethereums Skalierungsstrategie dar – von Execution-Sharding hin zu Data-Availability-Sharding.

2021 (Oktober): Celestia Labs (ehemals LazyLedger Labs) stellt das Celestia-Projekt öffentlich vor und positioniert es als erste modulare Datenverfügbarkeitsschicht. Die Vision ist, die Datenverfügbarkeit von der Ausführung und dem Konsens zu entkoppeln, sodass Rollups ihre Daten an Celestia anstatt an teure Ethereum-Aufrufdaten senden können.

2022: Die These der modularen Blockchain findet breite Beachtung. Sie basiert auf der Idee, dass zukünftige Blockchains in spezialisierte Schichten für Ausführung, Datenverfügbarkeit, Konsensfindung und Abwicklung unterteilt werden. Polygon Avail (später als unabhängiges Projekt Avail ausgegliedert) kündigt seine dedizierte Datenverfügbarkeitsschicht an.

2023: Die Ethereum Foundation führte von Januar bis August die KZG-Trusted-Setup-Zeremonie für EIP-4844 durch, die letztendlich über 141,000 Beiträge anzog und damit zu einer der größten kryptografischen Zeremonien ihrer Art wurde. Im Laufe des Jahres wurde EIP-4844 (Proto-Danksharding) in öffentlichen Entwicklungsnetzen umfassend getestet, um die Aktivierung des Mainnets vorzubereiten. Im Oktober startete das Celestia-Mainnet und wurde damit zur ersten dedizierten Live-Datenverfügbarkeitsschicht. Rollups können nun Transaktionsdaten zu einem Bruchteil der Kosten von Ethereum-Calldata an Celestia senden.

2024 (März): Das Dencun-Upgrade von Ethereum aktiviert EIP-4844 am 13. März im Mainnet und führt damit Blob-Transaktionen ein. Die Kosten für das Posten von Rollup-Daten auf Ethereum sinken dadurch drastisch und nahezu sofort, da L2-Knoten wie Arbitrum, Optimism, Base und zkSync von Calldata auf Blobs für das Posten von Daten umstellen.

2024 zu 2025: EigenDA startet als Datenverfügbarkeitsschicht, die durch neu gestapeltes ETH mittels EigenLayer gesichert ist. Near Protocol stellt Near DA vor, das seine Sharded-Architektur für kostengünstige Datenverfügbarkeit nutzt. Der Markt für Datenverfügbarkeitslösungen wird zunehmend wettbewerbsintensiver, mit differenzierten Sicherheitsmodellen und Preisgestaltungen bei Celestia, EigenDA, Avail und Near DA.

2025 (Dezember): Das Fusaka-Upgrade von Ethereum wird am 3. Dezember im Mainnet aktiviert. Im Mittelpunkt steht PeerDAS (EIP-7594), das erstmals echtes Data Availability Sampling in das Blob-System von Ethereum einführt. Fusaka führt außerdem Blob Parameter Only (BPO)-Forks ein. Dieser Mechanismus ermöglicht es Ethereum, die Blob-Kapazität durch schlanke, reine Konfigurationsaktualisierungen anstelle vollständiger, koordinierter Hard Forks zu erhöhen.

2026 (Januar): Zwei BPO-Forks erhöhten das Blob-Ziel pro Block in Ethereum von ursprünglich 6 (maximal 9) auf 10 (maximal 15) und dann auf 14 (maximal 21), was einer Steigerung der Datenkapazität um etwa das 2.3-Fache innerhalb eines Monats entspricht. PeerDAS reduziert die Bandbreite, die ein typischer Knoten zur Speicherung von Blob-Daten benötigt, um rund 87.5 %, da die Knoten nun Datenabschnitte stichprobenartig abrufen, anstatt jeden Blob vollständig herunterzuladen.

„Die Datenverfügbarkeit ist das wichtigste und am wenigsten verstandene Problem bei der Skalierung von Blockchains. Man kann die schnellste Ausführungs-Engine der Welt haben, aber wenn die Daten nicht verfügbar sind, ist das System nicht sicher.“ Vitalik Buterin, Endgame-Beitrag, 2021.

Einfach ausgedrückt

Die Verfügbarkeit von Daten ist wie ein öffentliches Schwarzes Brett auf einem Marktplatz. Wenn der Bürgermeister ein neues Gesetz veröffentlicht, muss jeder es lesen können, um seine Rechtmäßigkeit zu überprüfen und es zu befolgen. Verdeckt der Bürgermeister das Schwarze Brett jedoch mit einer Plane, können die Bürger das Gesetz nicht überprüfen, obwohl es formal existiert. Die Verfügbarkeit von Daten stellt sicher, dass die Plane nie angebracht wird: Die Daten sind jederzeit lesbar.

Stellen Sie sich einen Lehrer vor, der Prüfungen korrigiert, sich aber weigert, den Schülern die korrigierten Arbeiten zu zeigen. Der Lehrer behauptet, alle hätten bestanden, doch ohne Einblick in die tatsächlichen Antworten und Noten können die Schüler ihre Ergebnisse nicht überprüfen. Die Verfügbarkeit der Daten ist daher Voraussetzung dafür, dass der Lehrer die korrigierten Arbeiten – wenn auch nur vorübergehend – zur Einsichtnahme zugänglich macht.

Stellen Sie sich eine Lebensmittelkontrolle in einem Restaurant vor. Der Kontrolleur kommt vorbei, verfasst einen Bericht und hängt die Bewertung für eine gewisse Zeit im Schaufenster aus. Die Kunden benötigen den Bericht nicht dauerhaft; er muss lediglich lange genug verfügbar sein, damit jeder Interessierte ihn einsehen kann. Ähnlich verhält es sich mit der Datenverfügbarkeit: Daten müssen für einen bestimmten Zeitraum zugänglich sein, nicht unbedingt dauerhaft gespeichert.

Es ist wie in einem Gerichtssaal, wo vor Prozessbeginn alle Beweismittel beiden Seiten zugänglich gemacht werden müssen. Verweigert die Staatsanwaltschaft die Herausgabe von Beweismitteln, kann die Verteidigung ihre Arbeit nicht richtig ausführen, und der Prozess ist unfair. Übertragen auf die Blockchain bedeutet das: Verweigert ein Blockproduzent die Herausgabe von Transaktionsdaten, können die Validatoren ihre Aufgaben nicht erfüllen, und die Sicherheitsgarantien der Blockchain brechen zusammen.

Stellen Sie sich eine Prüfung mit erlaubten Hilfsmitteln im Vergleich zu einer Prüfung ohne Hilfsmittel vor. Bei erlaubten Hilfsmitteln hat jeder Zugriff auf die benötigten Quellen, um die Antworten zu überprüfen. Ohne diese Verfügbarkeit handelt es sich um eine Prüfung ohne Hilfsmittel, bei der man darauf vertrauen muss, dass die Antworten korrekt sind.

Wichtig: Datenverfügbarkeit ist nicht dasselbe wie Datenspeicherung. Ein System kann die Datenverfügbarkeit gewährleisten (die Daten sind bei Bedarf zur Verifizierung zugänglich), ohne eine dauerhafte Speicherung (die Daten bleiben dauerhaft erhalten) zu garantieren. Die meisten Datenverfügbarkeitslösungen löschen Daten nach einem festgelegten Zeitraum. Ethereum-Blobs werden nach etwa 18 Tagen gelöscht, und Celestia löscht Daten ähnlich nach seinem eigenen Verfügbarkeitszeitraum. Die Archivierung historischer Daten ist ein separates Thema, das von Full Nodes, Indexern und dedizierten Speicherlösungen wie Filecoin oder Arweave übernommen wird.

Wichtige technische Merkmale

Datenverfügbarkeitsstichprobe (DAS)

• DAS ermöglicht es Light Clients, zu überprüfen, ob Blockdaten verfügbar sind, ohne den gesamten Block herunterladen zu müssen.
• Jeder Light-Client entnimmt zufällig eine kleine Anzahl von Datenblöcken aus dem Block.
• Wenn alle Stichprobenblöcke abrufbar sind, erhält der Client eine Wahrscheinlichkeitssicherheit dafür, dass die vollständigen Daten verfügbar sind.
• Mit genügend unabhängigen Light Clients, die jeweils unterschiedliche zufällige Datenblöcke abtasten, erreicht das kollektive Netzwerk eine sehr hohe Zuverlässigkeit der Verfügbarkeit.
• DAS ist die Schlüsselinnovation, die großblockige DA-Schichten praktikabel macht, da Knoten keine enorme Bandbreite zur Datenverifizierung benötigen.
• Auf Ethereum wurde DAS im Rahmen des Fusaka-Upgrades im Dezember 2025 durch PeerDAS in Betrieb genommen. Dadurch können reguläre Nodes nur einen Bruchteil der Blob-Daten erfassen und verwalten, anstatt alle Daten herunterzuladen.

Erasure Codierung

• Die Blockdaten werden vor ihrer Verteilung an das Netzwerk mittels Reed-Solomon-Erasure-Codierung kodiert.
• Die Originaldaten werden erweitert, typischerweise verdoppelt, und redundant gespeichert, sodass der vollständige Datensatz aus einer Teilmenge der kodierten Daten rekonstruiert werden kann.
• Dies bedeutet, dass ein Angreifer, der einen Blockproduzenten manipulieren will, einen Großteil der kodierten Daten zurückhalten müsste, um auch nur einen Teil der Originaldaten erfolgreich zu verbergen.
• In Kombination mit DAS stellt die Löschungscodierung sicher, dass selbst eine kleine Anzahl zufälliger Stichproben das Zurückhalten von Daten mit überwältigender Wahrscheinlichkeit aufdecken kann.
• Celestia, das Blob-System von Ethereum und Avail nutzen alle Erasure Coding als grundlegendes primitives System.

Wie die Datenverfügbarkeit in Rollups funktioniert

1. Ein Rollup-Sequenzer sammelt Benutzertransaktionen und ordnet sie zu einem geordneten Stapel an.
2. Der Sequenzer komprimiert den Batch und sendet ihn als Daten an die DA-Schicht (Ethereum Blobs, Celestia, EigenDA usw.).
3. Die DA-Schicht stellt sicher, dass die Daten über ihr Knotennetzwerk verteilt und zum Abruf verfügbar gemacht werden.
4. Bei optimistischen Rollups laden die Betrugsprüfer die Daten von der DA-Schicht herunter, führen die Transaktionen erneut aus und fechten innerhalb des Prüfungszeitraums alle ungültigen Zustandswurzeln an.
5. Bei ZK-Rollups garantiert der ZK-Beweis zwar die Korrektheit der Berechnung, die Benutzer benötigen jedoch die DA-Daten, um ihren eigenen Zustand zu rekonstruieren und Auszahlungsnachweise zu generieren.
6. Nach Ablauf des DA-Fensters (z. B. nach etwa 18 Tagen bei Ethereum-Blobs) können die Daten zwar aus der DA-Schicht entfernt werden, bleiben aber weiterhin von Full Nodes und Indexern archiviert.
7. Die Sicherheit des Rollups hängt von der DA-Garantie ab; werden Daten zurückgehalten, verschlechtert sich das Sicherheitsmodell des Rollups.

KZG-Verpflichtungen (Kate-Zaverucha-Goldberg)

• EIP-4844 verwendet KZG-Polynom-Commitments, um Blob-Daten kryptografisch zu sichern.
• Ein KZG-Commitment ist ein kompakter kryptografischer Beweis, der sich auf den gesamten Blob-Inhalt bezieht und somit eine effiziente Verifizierung ermöglicht.
• Validatoren können überprüfen, ob ein Blob seinem Commit entspricht, ohne die vollständigen Blob-Daten herunterzuladen.
• KZG-Commitments unterstützen effiziente DAS, indem sie Punktauswertungen des committeten Polynoms ermöglichen.
• Die KZG-Trusted-Setup-Zeremonie für Ethereum fand von Januar bis August 2023 statt und zog über 141,000 Teilnehmer an, was sie zu einer der größten Zeremonien dieser Art in der Geschichte der Kryptographie macht.

EIP-4844 Proto-Danksharding (Ethereum Blobs)

• Es wurde ein neuer Transaktionstyp eingeführt, der große Datenblöcke (jeweils 128 KB) transportiert.
• Bei seinem Start im März 2024 strebte Ethereum 3 Blobs pro Block mit einem Maximum von 6 an.
• Blobs existieren in einem separaten Gebührenmarkt von regulären Ethereum-Transaktionen und verfügen über einen eigenen Basisgebührenmechanismus.
• Blob-Daten werden von Clients der Konsensschicht temporär gespeichert und nach etwa 18 Tagen gelöscht.
• Proto-Danksharding reduzierte die Kosten für die Veröffentlichung von L2-Daten drastisch und senkte die typischen L2-Transaktionsgebühren von Dollar auf Cent.
• Das Fusaka-Upgrade (Dezember 2025) und die darauf folgenden Blob-Parameter-Only-Forks erhöhten das Blob-Ziel von Ethereum auf 14 und das Maximum bis Januar 2026 auf 21, was etwa dem 2.3-Fachen der ursprünglichen Kapazität entspricht. Weitere Steigerungen werden erwartet, da das Netzwerk seine Leistung überwacht.

Dedizierte DA-Layer vs. Ethereum DA

• Celestia: Speziell entwickelte DA-Schicht mit nativer DAS-Unterstützung, Erasure Coding und eigenem PoS-Konsensmechanismus. Bietet niedrige DA-Kosten, verwendet aber zur Sicherheit ein eigenes Validator-Set anstelle des Ethereum-Validators.
• EigenDA: Die Data-Averaging-Schicht (DA) ist durch neu gestapeltes Ethereum (EigenLayer) gesichert und übernimmt so die wirtschaftliche Sicherheit von Ethereum. Sie bietet einen hohen Datendurchsatz, ohne dass Datenrollups direkt auf Ethereum veröffentlicht werden müssen.
• Verfügbar: Eigenständige DA-Chain mit KZG-Commitments und DAS mit anwendungsspezifischen Gültigkeitsnachweisen, die als universelle DA-Schicht für Rollups über verschiedene Ökosysteme hinweg dienen soll.
• In der Nähe von DA: Nutzt die Sharded-Architektur des Near-Protokolls, um kostengünstige Datenakzeptanz (DA) bereitzustellen und profitiert dabei von der bestehenden Shard-Kapazität und dem Validator-Netzwerk von Near.
• Ethereum-Blobs: Native Data Access (DA), eingebettet in den Ethereum-Konsens, bietet höchste Sicherheitsgarantien, unterstützt durch alle Validatoren von Ethereum und wird nun auch von produktivem DAS über PeerDAS unterstützt, allerdings zu höheren Kosten pro Byte als einige dedizierte DA-Schichten.

Vorteile Nachteile

Vorteile	Nachteile
Rollup Security Foundation: Die Datenverfügbarkeit ist die entscheidende Sicherheitsgarantie, die es Rollups ermöglicht, die Sicherheit ihrer Datenverfügbarkeitsschicht zu erben und so vertrauensloses Skalieren ohne Beeinträchtigung der Überprüfbarkeit zu ermöglichen.	Kosten-Sicherheits-Abwägung: Preisgünstigere Data-Access-Layer (Celestia, EigenDA) bieten niedrigere Kosten, aber andere Sicherheitsgarantien als das direkte Posten von Daten auf Ethereum, wodurch ein Spektrum zwischen Sicherheit und Erschwinglichkeit entsteht.
Modulare Skalierbarkeit: Die Trennung von DA und Ausführung ermöglicht es jeder Schicht, unabhängig zu skalieren, sodass die Ausführungsschichten auf Geschwindigkeit und die DA-Schichten auf Durchsatz optimieren können.	Komplexität für Entwickler: Das korrekte Verständnis und die Implementierung von DA erhöhen die Komplexität des Rollup-Designs erheblich und erfordern Fachkenntnisse in Erasure Coding, Commitment-Schemata und Sampling-Protokollen.
Drastische Kostensenkung: EIP-4844 und die darauf folgende Fusaka-Blob-Erweiterung reduzierten die L2-Datenkosten erheblich und ermöglichten so Sub-Cent-Transaktionen auf vielen Rollups.	Risiko der Datenbereinigung: Da DA-Layer nur temporäre Verfügbarkeit und keine dauerhafte Speicherung gewährleisten, besteht das Risiko, dass historische Daten unzugänglich werden, wenn sie nach Ablauf des DA-Fensters nicht archiviert werden.
Light Client Verification: DAS ermöglicht es ressourcenbeschränkten Geräten, die Datenverfügbarkeit zu überprüfen, ohne ganze Blöcke herunterzuladen, und unterstützt so die Dezentralisierung durch die Senkung der Knotenanforderungen.	Fragmentierungsrisiko: Die Vielzahl konkurrierender Data-Engineering-Layer (Celestia, EigenDA, Avail, Near DA, Ethereum Blobs) fragmentiert das Ökosystem und führt zu Interoperabilitätsproblemen.
Zensurwiderstand: Die garantierte Datenverfügbarkeit bedeutet, dass keine Partei Informationen selektiv zurückhalten kann, um den aggregierten Status zu manipulieren oder Benutzer daran zu hindern, ihre Kontostände nachzuweisen.	Anforderungen für die vertrauenswürdige Einrichtung: Die in EIP-4844 verwendeten KZG-Commitments erfordern eine einmalige Vertrauenseinrichtungszeremonie, wodurch die kryptografische Annahme eingeführt wird, dass die Zeremonie ehrlich durchgeführt wurde.
Verifizierung ohne Genehmigung: Jeder kann den Zustand der Blockchain unabhängig überprüfen, indem er auf die verfügbaren Daten zugreift. Dadurch bleibt der vertrauenslose Charakter der Blockchain auch in einer modularen Architektur erhalten.	Aufstrebende Technologie: Mehrere DA-Lösungen und -Funktionen befinden sich noch in der frühen Entwicklungsphase und sind weniger praxiserprobt als etablierte monolithische Blockchain-Architekturen.
Zukunftssicheres Design: Der modulare DA-Ansatz ist so konzipiert, dass er mit zukünftigen Hardwareverbesserungen skaliert, da der DA-Durchsatz mit der Anzahl der am DAS teilnehmenden Light Clients steigt.	Netzwerkeffekte und Bootstrapping: Neue DA-Schichten müssen ausreichend viele Validator- und Knotennetzwerke aufbauen, um sinnvolle Sicherheitsgarantien zu gewährleisten, was ein Kaltstartproblem erzeugt.
Flexible Sicherheitsmodelle: Rollups können ihre DA-Schicht basierend auf ihren spezifischen Sicherheits- und Kostenanforderungen auswählen; hochwertige DeFi-Protokolle verwenden möglicherweise Ethereum DA, während Gaming-dApps günstigere Alternativen bevorzugen.	Lebendigkeitsabhängigkeiten: Wenn eine DA-Ebene ausfällt oder Fehler in der Verfügbarkeit auftreten, können alle davon abhängigen Rollups keine neuen Batches veröffentlichen, wodurch ein Single Point of Failure für den gesamten Rollup-Stack entsteht, der auf dieser Ebene basiert.

Risikomanagement

Datenvorenthaltungsangriffe:

• Ein böswilliger Blockproduzent könnte einen Blockheader und ein Commitment veröffentlichen, aber die eigentlichen Daten zurückhalten und so andere daran hindern, Zustandsübergänge zu überprüfen.
• Abhilfe: Stichprobenartige Datenverfügbarkeitsprüfung durch eine ausreichende Anzahl von Clients mit geringem Datenaufkommen gewährleistet, dass Datenverweigerung mit überwältigender Wahrscheinlichkeit nachweisbar ist.
• Rollups sollten Ausweichmechanismen implementieren, die Statusaktualisierungen stoppen, wenn DA nicht innerhalb des erwarteten Zeitraums bestätigt werden kann.

Liveness-Fehler der DA-Schicht:

• Wenn die zugrunde liegende DA-Schicht offline geht, können Rollups keine neuen Transaktionsstapel erstellen und werden dadurch effektiv blockiert.
• Abhilfemaßnahmen: Rollups mit Ausweichmechanismen gestalten, die es Nutzern ermöglichen, Gelder direkt von L1 abzuheben, selbst wenn die DA-Schicht nicht verfügbar ist.
• Erwägen Sie Multi-DA-Strategien, bei denen kritische Daten zur Redundanz auf mehreren DA-Ebenen veröffentlicht werden können.

Unterschiede bei den Sicherheitsannahmen:

• Die verschiedenen Data-Integrate-Ebenen (DA-Ebenen) verfügen über grundlegend unterschiedliche Sicherheitsmodelle. Ethereum DA wird durch das gesamte Ethereum-Validatorenset mit einem Staking von zig Milliarden Dollar gesichert, während neuere DA-Ebenen möglicherweise eine deutlich geringere wirtschaftliche Sicherheit aufweisen.
• Risikominderung: Verstehen und kommunizieren Sie klar die Sicherheitsannahmen Ihrer gewählten Datenzugriffsschicht; hochwertige Anwendungen sollten Datenzugriffsschichten mit höherer wirtschaftlicher Sicherheit bevorzugen.
• Überwachen Sie den Staking-Wert und die Validator-Dezentralisierung dedizierter DA-Layer, da diese Metriken die Sicherheitsgarantien direkt beeinflussen.

Datenrekonstruktion und Archivierungsrisiko:

• Nach Ablauf des DA-Fensters (z. B. nach etwa 18 Tagen bei Ethereum-Blobs) ist die Verfügbarkeit von Daten aus der DA-Schicht nicht mehr garantiert.
• Abhilfemaßnahmen: Sicherstellen, dass Rollup-Betreiber und Community-Mitglieder vollständige Archivierungsknoten betreiben, die historische Daten über das DA-Fenster hinaus speichern.
• Integrieren Sie dezentrale Speichernetzwerke wie Filecoin oder Arweave, um wichtige historische Daten dauerhaft zu archivieren.

Regulierungs- und Compliance-Risiko:

• Die temporäre Datenverfügbarkeit mit Datenbereinigung kann mit regulatorischen Anforderungen an die Datenaufbewahrung in Finanzanwendungen in Konflikt geraten.
• Abhilfemaßnahmen: Implementierung von Archivierungsstrategien, die die Einhaltung relevanter Datenaufbewahrungsvorschriften unabhängig vom Bereinigungsplan der DA-Schicht gewährleisten.
• Dokumentieren Sie die Richtlinien zum Datenlebenszyklus klar und stellen Sie sicher, dass institutionelle Nutzer den Unterschied zwischen Datenspeicherung und permanenter Speicherung verstehen.

Kulturelle Relevanz

Das Konzept der Datenverfügbarkeit hat in der Blockchain-Kultur eine bemerkenswerte Wandlung durchgemacht: von einem eher unbedeutenden akademischen Thema zu einem der meistdiskutierten Aspekte der Skalierungsdebatte. Die Frage „Wohin verschwinden die Daten?“ wurde zum Schlachtruf der Kritiker von Layer-2-Lösungen, die befürchteten, dass die Speicherung von Daten außerhalb der Blockchain die Sicherheit gefährden könnte. Diese Frage veranlasste die Branche, sich direkt mit dem Problem der Datenverfügbarkeit auseinanderzusetzen, was zur These der modularen Blockchain führte, die heute einen Großteil der Skalierungsdiskussion prägt.

Der Start von Celestia im Oktober 2023 markierte einen kulturellen Meilenstein und bestätigte die Idee, dass Blockchains gezielt für eine einzige Funktion (Datenverfügbarkeit) entwickelt werden können, anstatt alles abdecken zu wollen. Die Debatte „modular versus monolithisch“ prägte die Jahre 2023 und 2024 maßgeblich, mit starken Befürwortern auf beiden Seiten. Anhänger monolithischer Blockchains, insbesondere in der Solana-Community, argumentierten, dass die Trennung von Datenverfügbarkeit und -verwaltung unnötige Komplexität hinzufüge, während Befürworter modularer Blockchains im Ethereum- und Celestia-Ökosystem argumentierten, dies sei der klarste Weg zu einem Datendurchsatz im Internetmaßstab.

„Die Zukunft der Blockchain ist modular. Genau wie das Internet Netzwerk-, Transport- und Anwendungsschichten trennte, werden Blockchains Ausführung, Abwicklung und Datenverfügbarkeit trennen.“ Mustafa Al-Bassam, Gründer von Celestia, 2022.

Die Aktivierung von EIP-4844 im März 2024 wurde als eines der wirkungsvollsten Ethereum-Upgrades seit dem Merge gefeiert, da die Rollup-Gebühren quasi über Nacht drastisch sanken und sich zeigte, dass die Optimierung der Datenverfügbarkeit unmittelbare und spürbare Auswirkungen auf die Kosten für Endnutzer haben kann. Das Fusaka-Upgrade im Dezember 2025 führte diese Entwicklung weiter aus, indem es erstmals echtes Data Availability Sampling (DAS) in Ethereum einführte und die Diskussion von „Wird Ethereum DAS erhalten?“ zu „Wie schnell kann Ethereum die Blob-Kapazität skalieren, jetzt, wo es DAS hat?“ verlagerte.

Beispiele aus der Praxis

Ethereum EIP-4844 Rollup Kostenreduzierung

Szenario: Vor dem Dencun-Upgrade gab ein großer Ethereum L2-Server täglich einen beträchtlichen Betrag für Ethereum-Calldata-Kosten für das Posten von Transaktionsstapeln aus.

Implementierung: Nach der Aktivierung von EIP-4844 im März 2024 erfolgte die Umstellung des Rollups von der Speicherung von Transaktionsdaten als Calldata (permanent, teuer) auf Blob-Transaktionen (temporär, kostengünstig). Durch den separaten Preismechanismus des Blob-Gebührenmarktes wurden die Datenkosten des Rollups vom Gaspreismarkt von Ethereum entkoppelt.

Ergebnis: Die Kosten für die Veröffentlichung der Daten durch das Rollup sanken deutlich, und diese Reduzierung wurde in Form wesentlich niedrigerer Transaktionsgebühren an die Nutzer weitergegeben. Ähnliche Kostensenkungen wurden auch bei anderen wichtigen Layer-2-Lösungen wie Optimism, Base und zkSync beobachtet.

Celestia als DA-Schicht für ein Solana Virtual Machine Rollup

Szenario: Für einen Solana Virtual Machine (SVM) Rollup, der auf Ethereum abgewickelt wird, wird eine DA-Schicht mit hohem Durchsatz benötigt, um eine hohe Zieltransaktionsrate zu unterstützen und gleichzeitig die Überprüfbarkeit aufrechtzuerhalten.

Implementierung: Der Rollup wählte Celestia als Datenverfügbarkeitsschicht und veröffentlichte komprimierte Transaktionsstapel im DA-Netzwerk von Celestia. Dank Celestias Erasure Coding und DAS-Protokoll standen die Rollup-Daten zur Verifizierung bereit, ohne dass Validatoren den vollständigen Datensatz herunterladen mussten. Die State Roots wurden zur endgültigen Abwicklung an Ethereum übermittelt.

Ergebnis: Durch die Zusammenführung wurden DA-Kosten weit unter den Ethereum-Calldata-Preisen erzielt, wodurch DeFi- und Gaming-Anwendungen mit hohem Durchsatz bei niedrigen Datenkosten ermöglicht und gleichzeitig die Abwicklungssicherheit auf Ethereum-Niveau aufrechterhalten wird.

EigenDA für Rollup-Anwendungen mit hohem Durchsatz

Szenario: Ein auf einer L2-Architektur aufbauendes Hochfrequenz-DeFi-Protokoll benötigte einen Datenverfügbarkeitsdurchsatz, der über die damalige Blob-Kapazität von Ethereum hinausging.

Implementierung: Das Protokoll wurde auf einem Rollup implementiert, wobei EigenDA als Datenverfügbarkeitsschicht diente. Der höhere Durchsatz von EigenDA erfüllte problemlos die Datenanforderungen des Protokolls, und die Sicherheit wurde durch neu gestaktes ETH über EigenLayer gewährleistet, wodurch ein hohes Maß an wirtschaftlicher Sicherheit erreicht wurde, ohne dass nativer Ethereum-Blob-Speicherplatz benötigt wurde.

Ergebnis: Durch die Zusammenführung wurde ein deutlich höherer Datendurchsatz erzielt als mit Ethereum-Blobs allein zu diesem Zeitpunkt möglich war. Dies ermöglichte DEX-Operationen im Orderbuchstil mit schnellen Orderaktualisierungen. Das neu strukturierte ETH-Sicherheitsmodell bot einen Mittelweg zwischen der unabhängigen Sicherheit von Celestia und der nativen Datenintegrität von Ethereum.

Datenverfügbarkeits-Stichprobe von Celestia-Lichtknoten

Szenario: Eine mobile Wallet-Anwendung wollte überprüfen, ob Celestia-Blöcke (die für DA verwendet werden) gültige, verfügbare Daten enthalten, ohne einen vollständigen Celestia-Knoten zu betreiben, was erhebliche Bandbreite und Speicherplatz erfordern würde.

Implementierung: Die Wallet integrierte das Light-Node-Protokoll von Celestia, das Data Availability Sampling durchführt, indem es zufällig kleine Datenblöcke vom Netzwerk anfordert und diese anhand der Erasure-Codierung des Blocks überprüft.

Ergebnis: Der mobile Light Node überprüfte die Datenverfügbarkeit mit sehr hoher Sicherheit, indem er nur einen kleinen Teil der Daten jedes Blocks herunterlud. Dadurch ist er praktisch auf mobilen Geräten einsetzbar und ermöglicht den Benutzern eine vertrauenswürdige DA-Verifizierung, ohne auf einen zentralen RPC-Anbieter angewiesen zu sein.

Vergleichstabelle

Funktion	Ethereum Blobs (EIP-4844)	Celestia	EigenDA	Verfügbar
Sicherheitsmodell	Vollständiges Ethereum PoS-Validierungsset	Unabhängiger PoS mit TIA-Staking	Neu gestaltetes ETH über EigenLayer	Unabhängiges PoS mit AVAIL-Staking
Datendurchsatz (Stand Anfang 2026)	Ziel sind 14 Blobs pro Block, maximal 21 (etwa 149 bis 224 KB/s), gegenüber einem Zielwert von 3 und einem Maximum von 6 beim Start.	Ungefähr 0.17 MB/s	Etwa 10 MB/s, mit dem Ziel eines deutlich höheren Durchsatzes.	Ungefähr 1.4 MB/s
Datenerhaltung	Nach etwa 18 Tagen wurde die Pflanze dann beschnitten.	Konfigurierbar, üblicherweise etwa 30 Tage	Konfigurierbar pro Rollup	Über 30 Tage
DAS-Unterstützung	Ja, über PeerDAS (aktiviert mit dem Fusaka-Upgrade, Dezember 2025)	Ja (nativ, Produktion)	Teilweise (ausbreitungsbasiert)	Ja (nativ, Produktion)
Verpflichtungsschema	KZG-Polynomverpflichtungen	Namensraumbasierte Merkle-Bäume plus Erasure Coding	KZG-Zusagen	KZG-Zusagen
Ökosystemadoption	Alle wichtigen Ethereum L2s (Arbitrum, Optimism, Base, zkSync)	Eclipse, Manta Network, verschiedene Rollup-as-a-Service-Anbieter	Mantle, Celo und verschiedene L2s	Validium-ähnliche Rollups

Hinweis: Die Durchsatz- und Kostenwerte für DA-Schichten ändern sich schnell mit der Aufrüstung der Netzwerke; betrachten Sie sie daher eher als Richtwerte denn als exakte Werte.

Verwandte Begriffe

• Aufrollen: Eine Layer-2-Skalierungslösung, die Transaktionen außerhalb der Blockchain ausführt, die Transaktionsdaten aber zur Verifizierung an eine DA-Schicht sendet, den Hauptnutzer von Datenverfügbarkeitsdiensten.
• Proto-Danksharding (EIP-4844): Das Ethereum-Upgrade, das Blob-Transaktionen einführte und einen dedizierten, kostengünstigeren Datenverfügbarkeitsmechanismus für Rollups auf Ethereum bereitstellte.
• Danksharding: Das umfassendere Sharding-Design für Ethereum, dessen wichtigster Schritt PeerDAS und die Erhöhung der Fusaka-Blob-Kapazität sind, zielt darauf ab, die Blob-Kapazität und das native Data Availability Sampling weiter auszubauen.
• Löschcodierung: Eine Datenkodierungstechnik, die Daten Redundanz hinzufügt, sodass das Original aus einer Teilmenge rekonstruiert werden kann; die mathematische Grundlage, die das Data Availability Sampling ermöglicht.
• Modulare Blockchain: Ein Architekturmodell, bei dem Ausführung, Abrechnung, Konsens und Datenverfügbarkeit von separaten spezialisierten Blockchains anstatt von einer einzigen monolithischen Blockchain verwaltet werden.
• Validium: Eine Skalierungslösung ähnlich einem ZK-Rollup, jedoch mit Datenverfügbarkeit außerhalb der Blockchain anstatt auf Ethereum, wodurch etwas Sicherheit gegen geringere Kosten eingetauscht wird.
• Anrufdaten: Das Datenfeld einer Ethereum-Transaktion, das historisch von Rollups für die Datenübertragung vor der Einführung von Blobs verwendet wurde, wird dauerhaft gespeichert, ist aber vergleichsweise teuer.
• KZG-Verpflichtung: Ein kryptografisches Polynom-Commitment-Schema, das in EIP-4844 verwendet wird, um Blob-Daten effizient zu bestätigen und zu verifizieren, ohne dass ein vollständiger Daten-Download erforderlich ist.
• Light-Client: Ein Blockchain-Client, der die Gültigkeit von Blöcken und die Datenverfügbarkeit überprüft, ohne den vollständigen Kettenstatus herunterzuladen und zu speichern; ermöglicht durch DAS.
• Betrugssicher: Ein Mechanismus, der bei optimistischen Rollups verwendet wird, bei dem jede Partei einen ungültigen Zustandsübergang anfechten kann, indem sie die strittigen Transaktionen erneut ausführt; dies erfordert jedoch, dass die zugrunde liegenden Daten verfügbar sind.
• Klecks: Ein großes Datenobjekt (128 KB), das Ethereum-Transaktionen gemäß EIP-4844 beigefügt wird und speziell für die Veröffentlichung von Rollup-Daten mit temporärer Speicherung und einem separaten Gebührenmarkt entwickelt wurde.
• Celestia: Die erste dedizierte modulare Datenverfügbarkeitsschicht, die DAS und Erasure Coding nutzt, um einen hohen Durchsatz und geringere Kosten für die Aggregation über mehrere Ökosysteme hinweg zu gewährleisten.

FAQ

F: Was versteht man unter Datenverfügbarkeit und warum ist sie für die Skalierung von Blockchain-Systemen wichtig? Die Datenverfügbarkeit garantiert, dass die Daten in einem Blockchain-Block tatsächlich für jeden zugänglich sind, der sie überprüfen muss. Dies ist für die Skalierung entscheidend, da Layer-2-Rollups darauf angewiesen sind, ihren Zustand durch Zugriff auf die zugrunde liegenden Transaktionsdaten verifizieren zu können. Wenn ein Rollup einen Zustandsanspruch erhebt, die Daten aber nicht verfügbar sind, kann niemand falsche Ansprüche anfechten (bei optimistischen Rollups) oder seinen eigenen Zustand rekonstruieren (bei ZK-Rollups). Die Datenverfügbarkeit bildet somit die grundlegende Sicherheitsgrundlage des gesamten Rollup-Skalierungs-Ökosystems.

F: Worin besteht der Unterschied zwischen Datenverfügbarkeit und Datenspeicherung? Datenverfügbarkeit bedeutet, dass Daten bei Bedarf innerhalb eines definierten Zeitraums zur Überprüfung zugänglich sind. Datenspeicherung hingegen bedeutet, dass Daten dauerhaft aufbewahrt werden. Die meisten DA-Lösungen garantieren jedoch nur temporäre Verfügbarkeit. Ethereum-Blobs werden nach etwa 18 Tagen gelöscht, und Celestia verwendet einen ähnlichen Zeitraum. Nach der Löschung können die Daten zwar noch auf Archivierungsknoten, Indexern oder in permanenten Speichernetzwerken vorhanden sein, die DA-Schicht garantiert ihre Verfügbarkeit jedoch nicht mehr. Stellen Sie sich DA wie den Lesesaal einer Bibliothek vor, in dem Sie während der Öffnungszeiten auf Bücher zugreifen können, im Gegensatz zu einem Tresor, in dem Bücher dauerhaft aufbewahrt werden.

F: Wie funktioniert Data Availability Sampling (DAS)? DAS ermöglicht es einem Light Client, die Verfügbarkeit der Daten eines Blocks zu überprüfen, indem er zufällig eine kleine Anzahl von Datenblöcken anfordert, anstatt den gesamten Block herunterzuladen. Die Daten werden zunächst mit Erasure Coding versehen, um Redundanz zu erzeugen, sodass eine Teilmenge den gesamten Block rekonstruieren kann. Jeder Light Client fordert einige zufällige Blöcke an. Erhalten die Clients alle Blöcke zurück, ist der Client sich der Verfügbarkeit der Daten sehr sicher. Durch die vielen unabhängigen Stichproben von Light Clients wird die Wahrscheinlichkeit, dass nicht verfügbare Daten unentdeckt bleiben, extrem gering, obwohl kein einzelner Client den gesamten Block heruntergeladen hat. Ethereum hat diese Funktionalität im Dezember 2025 mit dem Fusaka-Upgrade über PeerDAS für seine eigenen Blobs eingeführt.

F: Um wie viel wurden die Rollup-Kosten durch EIP-4844 gesenkt, und hat sich daran seither etwas geändert? Vor EIP-4844 wurden Rollups als Ethereum-Calldata gespeichert, die dauerhaft im zentralen Gasgebührenmarkt von Ethereum abgelegt und bewertet werden. Mit EIP-4844 wurden Blobs eingeführt: große Datenobjekte mit einem eigenen Gebührenmarkt und temporärem Speicher (gelöscht nach etwa 18 Tagen). Da Blobs nicht mit regulären Ethereum-Transaktionen um Gas konkurrieren und nur temporären Speicher benötigen, sanken die Kosten pro Byte bei der Einführung im März 2024 drastisch. Seitdem haben das Fusaka-Upgrade und die Blob Parameter Only-Forks die Blob-Kapazität von Ethereum mehr als verdoppelt, was die Blob-bezogenen Kosten im Allgemeinen niedrig gehalten oder sogar gesenkt hat, da die Kapazität schneller gewachsen ist als die Nachfrage.

F: Sollte ein Rollup Ethereum-Blobs oder eine dedizierte DA-Schicht wie Celestia verwenden? Dies hängt von den Prioritäten des Rollups ab. Ethereum-Blobs bieten eine sehr hohe Sicherheitsgarantie, da sie vom gesamten Ethereum-Validatorset validiert werden und nun durch PeerDAS von produktivem DAS profitieren. Allerdings können sie weiterhin höhere Kosten und – zumindest historisch gesehen – einen geringeren Durchsatz als einige dedizierte Layer aufweisen. Celestia und andere dedizierte DA-Layer bieten einen hohen Durchsatz und niedrigere Kosten, setzen aber für die Sicherheit auf eigene, kleinere Validatorsets. Hochwertige DeFi-Rollups bevorzugen typischerweise Ethereum DA für maximale Sicherheit, während Gaming- und Social-Rollups, die niedrige Kosten priorisieren, Celestia oder EigenDA wählen. Einige Rollups verwenden einen hybriden Ansatz, indem sie kritische Daten auf Ethereum und weniger kritische Daten auf einem dedizierten DA-Layer veröffentlichen.

F: Was passiert, wenn nach Ablauf des DA-Fensters keine Daten mehr verfügbar sind? Nach Ablauf des DA-Fensters (z. B. etwa 18 Tage bei Ethereum-Blobs) entfernt die DA-Schicht die Daten und garantiert deren Verfügbarkeit nicht mehr. Die Daten sind jedoch in der Regel weiterhin auf Archivierungs-Full-Nodes, Block-Explorern und dedizierten Indexierungsdiensten verfügbar. Die zentrale Sicherheitsannahme ist, dass während des DA-Fensters alle notwendigen Verifizierungen stattgefunden haben: Betrugsnachweise wurden eingereicht, ZK-Nachweise verifiziert und die Nutzer ihren Zustand wiederhergestellt. Nach diesem Fenster ist der Zustand der Blockchain durch diese Verifizierungsmechanismen effektiv finalisiert, sodass die Rohdaten hauptsächlich für historische Analysen und nicht mehr für die laufende Sicherheit benötigt werden.

F: Welcher Zusammenhang besteht zwischen Datenverfügbarkeit und MEV? Datenverfügbarkeit und MEV überschneiden sich auf vielfältige Weise. DA-Schichten, die Batch-Posting nutzen, wie beispielsweise Rollup-Sequenzer, die Transaktionen an Ethereum senden, schaffen MEV-Möglichkeiten im Zusammenhang mit der Reihenfolge der Batches. Verzögert sich die Datenverfügbarkeit oder wird sie zurückgehalten, kann dies zu Informationsasymmetrien führen, die von versierten Akteuren ausgenutzt werden. Das Design der DA-Schicht beeinflusst auch die Transparenz ausstehender Transaktionen; einige Designs legen ausstehende Daten den Validatoren vor der Finalisierung offen und ermöglichen so potenziell die MEV-Extraktion direkt auf der DA-Schicht. Dies ist weiterhin ein aktives Forschungsgebiet und Gegenstand der Protokollentwicklung.

Quellen

• Mustafa Al-Bassam, Alberto Sonnino und Vitalik Buterin, „Beweisführung und Datenverfügbarkeitsnachweise“
• EIP-4844: Shard-Blob-Transaktionen: https://www.eip4844.com/
• Celestia-Dokumentation: https://docs.celestia.org/
• Ethereum-Roadmap, Danksharding und Fusaka: https://ethereum.org/en/roadmap/
• EigenDA-Dokumentation
• Verfügbare Projektdokumentation: https://docs.availproject.org/
• Dankrad Feist, KZG Polynomial Commitments
• Ethereum Foundation, Datenverfügbarkeit
• Ethereum Foundation Blog, „Abschluss der KZG-Zeremonie“
• Blog der Ethereum Foundation, „Fusaka Mainnet-Ankündigung“