Explication détaillée d'EigenDA : apporter la disponibilité des données à très grande échelle au cumul

Auteur : Équipe EigenLabs, Traduction : Golden Finance xiaozou

Vous devriez déjà savoir ce qu'est la disponibilité des données et pourquoi elle est importante pour la blockchain et le rollup.

EigenDA est un service de disponibilité des données (DA) décentralisé, sécurisé et à haut débit sur Ethereum utilisant la primitive de restauration EigenLayer. EigenDA, développé par EigenLabs, sera le premier service de vérification active (AVS) lancé sur EigenLayer. Une fois lancé, restaker pourra déléguer les engagements aux opérateurs de nœuds qui effectuent des tâches de vérification EigenDA pour gagner des frais de service, et rollup pourra publier des données sur EigenDA pour réduire les coûts de transaction. un débit de transaction plus élevé et une composabilité sécurisée dans l'écosystème EigenLayer, la sécurité et le débit sont conçus pour évoluer horizontalement avec le nombre de re-stakers et d'opérateurs choisis pour servir le protocole.

Nous prévoyons qu’EigenDA apporte les contributions suivantes à l’écosystème Ethereum :

• Une solution DA innovante pour les rollups dédiée à la mise à l'échelle éventuelle d'Ethereum, avec une sécurité provenant et une valeur ajoutée pour les parties prenantes et les validateurs d'Ethereum. EigenDA repose sur certaines idées fondamentales et sur la base de données sous-jacente de Danksharding, une mise à niveau importante de l'écosystème Ethereum qui peut jouer un rôle dans la mise à l'épreuve de ces technologies.
• **Une norme à haut débit et à faible coût qui permet le développement de nouveaux cas d'utilisation en chaîne. **EigenDA prendra en charge les applications dans les jeux multijoueurs, les réseaux sociaux et le streaming vidéo, avec des modèles flexibles de frais variables et fixes.
• **Facteurs clés pour protéger la décentralisation. **Dans un système de sécurité partagé comme EigenLayer, si chaque opérateur de nœud doit télécharger et stocker toutes les chaînes qui utilisent le système, très peu d'opérateurs de nœuds pourront le faire et le système se retrouvera avec un risque de centralisation. EigenDA a été conçu pour empêcher cette tendance à la centralisation ; il est très performant dans la répartition du travail entre plusieurs nœuds participants, ne nécessitant qu'une petite quantité de travail de la part de chaque opérateur de nœud.
• **Preuve du pouvoir de la confiance programmable. ** EigenDA tente de prouver qu'en plus du consensus Ethereum, les acteurs et validateurs Ethereum peuvent prendre en charge l'infrastructure Ethereum critique, les utilisateurs AVS (tels que EigenDA) et AVS (tels que le rollup utilisant EigenDA) peuvent obtenir de nouvelles affaires et le succès du modèle de jeton. , qui repose sur la modularité du réseau de confiance Ethereum.

Nous sommes heureux de constater que plusieurs équipes ont clairement exprimé leur intention d'intégrer EigenDA dans leur infrastructure L2, notamment : Celo passant de L1 à Ethereum L2 ; Mantle et ses produits de support en dehors de l'écosystème BitDAO ; fournissant l'exécution de zkWASM Layer Fluent ; Offshore qui fournit Déplacez la couche d'exécution ; la couche N qui fournit un cumul hybride zk-OP conçu pour les applications financières, etc.

Nous continuerons à rechercher des partenaires de couche de base pour créer EigenDA et inviterons divers rollups pour en savoir plus sur le protocole - en particulier ceux qui travaillent sur des cas d'utilisation à haut débit (nécessitant 10 Mbps et au-delà).

1. Architecture technique

La figure ci-dessous montre le flux de données de base d'EigenDA.

• Le responsable de la commande crée un bloc de transactions et envoie des requêtes pour disperser le blob de données.
• Responsable de l'effacement du codage des blobs de données en blocs, de la génération d'engagements KZG et de preuves KZG, et de l'envoi de ces engagements, blocs et preuves aux nœuds opérationnels du réseau EigenDA.
• Sera capable de gérer son propre disperseur ou d'utiliser un service de dispersion géré par un tiers (tel qu'EigenLabs) pour plus de commodité et d'amortissement des coûts de vérification de signature. Rollup peut utiliser le service de dispersion de manière optimiste, de sorte qu'en cas d'absence de réponse ou de censure du service, rollup puisse utiliser son propre disperseur pour obtenir des avantages d'amortissement en mode optimiste sans sacrifier la résistance à la censure.
• Les nœuds EigenDA vérifient les blocs de données qu'ils reçoivent par rapport aux engagements KZG, enregistrent les données, puis génèrent des signatures et renvoient les signatures au disperseur pour agrégation.

2. Considérations techniques

Maintenant que nous avons une compréhension de base de l'architecture d'EigenDA, discutons des avantages et des performances pour lesquels ce système est conçu. Vous trouverez ci-dessous une courte liste de fonctionnalités que nous pensons essentielles pour une couche de disponibilité des données de cumul efficace et utile :

• Économie *Débit
• sécurité *Personnalisabilité

Nous examinerons chaque fonctionnalité du point de vue d'EigenDA.

(1) Économie

Aujourd’hui, de nombreux L2 utilisent Ethereum comme couche de disponibilité des données en raison des garanties de sécurité cryptoéconomique d’Ethereum. Cela entraîne des coûts extrêmement élevés et instables, les cumuls étant en concurrence avec tous les autres utilisateurs d'Ethereum pour un espace de bloc limité basé sur la tarification de la congestion. Par exemple, Arbitrum et Optimism ont dépensé des dizaines de millions de dollars en coûts de données d’appel (disponibilité des données) d’Ethereum jusqu’à présent cette année, avec des coûts mensuels variables. Une proposition de valeur majeure des systèmes de disponibilité des données est de réduire considérablement ces coûts et de fournir une structure de coûts plus prévisible pour les cumuls.

réduire les coûts

Les coûts liés à l'exploitation d'un système DA comportent trois aspects fondamentaux. Analysons comment EigenDA minimise la structure des coûts sous-jacente dans chaque dimension :

• Coût en capital du gage. Les donateurs promettent des fonds pour sécuriser la couche DA et peuvent espérer recevoir un certain pourcentage de leurs revenus pour compenser leurs coûts d'opportunité. EigenDA réduit le coût en capital du jalonnement grâce à l'utilisation d'EigenLayer, qui utilise un modèle de sécurité partagé qui permet d'utiliser le même jalonnement dans une variété d'applications, créant ainsi des économies d'échelle.
• Les coûts d'exploitation. EigenDA n'exige pas que chaque nœud télécharge et stocke toutes les données. Au lieu de cela, il utilise un codage d'effacement pour diviser les données en blocs de données plus petits et nécessite uniquement que les opérateurs téléchargent et stockent un seul bloc de données, une petite partie de l'ensemble des données. Cela le rend moins cher par opérateur de nœud par rapport au stockage d'un blob entier, ce qui rend EigenDA « léger » et peut être exploité par de nombreux nœuds. À mesure que de plus en plus de nœuds rejoignent le réseau EigenDA, le coût en ressources de chaque nœud du réseau diminuera. Cela permet à un grand nombre d’opérateurs de nœuds de sécuriser EigenDA à un coût faible et légèrement en baisse.
• Coût des embouteillages. L'utilisation de la bande passante dans toutes les blockchains se rapproche de la capacité du système et les données commencent à devenir plus coûteuses pour lutter contre les problèmes de congestion. EigenDA atténue la congestion de deux manières : la première consiste à avoir un débit plus élevé, en essayant de faire de la congestion un phénomène rare ; la deuxième méthode consiste à permettre la réservation de bande passante, EigenDA peut garantir un débit planifié de cumul à un coût réduit. Pour maintenir la flexibilité, EigenDA permet également aux rollups de payer le débit à la demande.

Économie du cumul

L’économie du rollup est fondamentalement différente de l’économie L1 car les coûts DA sont non seulement élevés, mais également imprévisibles, et les coûts proviennent de jetons non natifs. Cela rend difficile pour les rollups de prendre des engagements de prix envers les utilisateurs et de subventionner l'adoption initiale, car ils doivent supporter le « risque de change » entre leurs propres jetons de rollup et les jetons utilisés pour payer les frais DA. En revanche, L1 paie une inflation fixe et peut fournir gratuitement un certain nombre de transactions par seconde pour attirer les utilisateurs.

Chez EigenLayer, nous explorons un mécanisme de cumul permettant de payer aux participants un jeton de cumul natif à un taux de réservation prévisible à long terme, à des conditions acceptables pour le restaker EigenLayer. Cela combine les avantages d’échelle inhérents à un système de sécurité partagé avec les avantages inhérents des paiements par jetons natifs stables pour aider à amorcer l’utilisation des rollups.

(2)Débit

Le débit est une autre proposition de valeur fondamentale des systèmes DA. EigenDA est conçu pour évoluer horizontalement, de sorte que plus il y a d'opérateurs sur le réseau, plus le réseau peut prendre en charge un débit élevé. Lors de tests privés sur un ensemble de 100 nœuds présentant des caractéristiques de performances standard, EigenDA a démontré un débit allant jusqu'à 10 Mbit/s, avec une feuille de route pour une extension à 1 Gbit/s. Cela ouvre la porte à des applications gourmandes en bande passante telles que les jeux multijoueurs et le streaming vidéo sur Ethereum.

EigenDA offre un débit élevé grâce à trois piliers de sa conception :

• Découpler DA et consensus. Les systèmes DA existants associent la preuve de disponibilité des blobs de données et l'ordre des blobs de données dans une architecture « monolithique ». L'attestation des données est parallèle et les nœuds peuvent attester indépendamment de la disponibilité de différents blobs de données ; cependant, le classement nécessite que les blobs de données soient sérialisés, créant ainsi un décalage de consensus important. Bien que ce couplage puisse être bénéfique pour la sécurité du système en tant que source ultime de commande, il n'est ni nécessaire ni utile dans un système DA conçu pour accompagner la blockchain Ethereum, qui possède son propre système de commande, quel que soit le mode de cumul. il pour le règlement. En éliminant le tri et la complexité inutile liés à la conception d'un système DA pur, EigenDA améliore considérablement le débit et la latence.
• Codage d'effacement. EigenDA permet au cumul de prendre les données que vous souhaitez publier sur EigenDA, de les diviser en morceaux de données plus petits et d'effacer le code de ces morceaux avant de stocker les données en fragments. EigenDA utilise l'engagement polynomial KZG (le schéma mathématique de base des preuves ZK), obligeant les nœuds à télécharger uniquement une petite quantité de données [O(1/n)] au lieu de télécharger l'intégralité du blob. Contrairement aux systèmes qui utilisent des preuves de fraude pour détecter le codage malveillant des données, EigenDA utilise des preuves de validité sous la forme d'engagements KZG pour permettre aux nœuds de vérifier le codage correct des données.
• Monodiffusion directe au lieu de P2P. Les solutions DA existantes transfèrent les blobs à l'aide de réseaux peer-to-peer (P2P), dans lesquels un opérateur reçoit des blobs de ses pairs (points finaux), puis diffuse à nouveau les mêmes blobs à d'autres. Cela limite considérablement le taux de DA réalisable. Dans EigenDA, Disperser envoie des blobs directement aux opérateurs EigenDA. En s'appuyant sur la monodiffusion (communication directe) pour décentraliser les données, EigenDA peut confirmer la DA au sein de la latence du réseau local sans avoir à passer par des protocoles de potins coûteux. Cela élimine la pénalité importante en matière de commérages qui accompagne le P2P et entraîne des délais de livraison de données plus rapides.

(3) Sécurité

Nous utilisons la sécurité comme un terme générique qui englobe la sûreté et la vitalité, ainsi que la décentralisation et la résistance à la censure. Les fonctionnalités suivantes démontrent la sécurité d’EigenDA :

• Couche propre. En utilisant le re-staking, EigenDA emprunte deux aspects différents de la sécurité au système EigenLayer : l'un est la sécurité économique et l'autre est la décentralisation. EigenDA a été conçu pour exploiter EigenLayer et deux éléments de confiance différents dans l'écosystème Ethereum de manière synergique.
• Preuve d'engagement. Dans EigenDA, un mode clé d'échec de l'opérateur de nœud est que la durée de stockage réelle de l'élément de données n'atteint pas le temps requis lorsque le nœud signe l'élément de données. Pour résoudre ce problème, EigenDA utilise un mécanisme appelé escrow proof, initialement proposé par Justin Drake et Dankrad Feist de la Fondation Ethereum. Avec une preuve de séquestre, chaque opérateur de nœud doit régulièrement calculer la valeur de la fonction, qui ne peut être calculée que lorsqu'il a stocké le bloc blob alloué. S'ils valident les blobs sans calculer la fonction, l'ETH détenu par les nœuds peut être réduit par toute personne ayant accès à leurs éléments de données.
• Double quorum. EigenDA dispose également d'une fonctionnalité appelée Dual Quorum, qui peut nécessiter deux quorums indépendants pour prouver la disponibilité des données. Par exemple, un quorum sera composé de restakers ETH (quorum ETH), et le deuxième quorum peut être compromis par un quorum natif de cumul.
• Résistance à la censure. EigenDA offre une résistance à la censure transitoire plus élevée que les couches DA couplées. En effet, les architectures DA couplées s'appuient généralement sur un seul leader ou un seul proposant de bloc pour ordonner linéairement les blobs de données, créant ainsi un goulot d'étranglement instantané en matière de révision. En revanche, dans EigenDA, les nœuds cumulatifs peuvent directement décentraliser et recevoir les signatures d'une majorité de nœuds EigenDA, améliorant ainsi la résistance à la censure d'une majorité de nœuds EigenDA sans être liés à un seul leader.

(4) Analyse de sécurité

Comme mentionné précédemment, EigenDA est construit sur le jalonnement ETH via EigenLayer et utilise des codes d'effacement avec un taux de codage configurable qui peut être défini par cumul. Il existe trois perspectives différentes pour analyser la sécurité d'un système blockchain comme EigenDA ; examinons chaque perspective spécifiquement et comment elle s'applique à EigenDA comme mentionné ci-dessus :

Tolérance aux pannes byzantine (BFT : Tolérance aux pannes byzantine) : supposons que certains nœuds sont honnêtes et respectent pleinement l'accord, tandis que l'autre partie des nœuds est malveillante et peut s'écarter de l'accord à volonté.

• DA est sécurisé, c'est-à-dire que les données peuvent être récupérées tant que X % des nœuds sont honnêtes, X pouvant aller de 10 % à 50 %, selon le taux de codage.
• Modèle d'équilibre de Nash : supposez que les nœuds avec différentes collisions agissent indépendamment et analysez le mécanisme d'incitation économique de chaque nœud ou nœud de collision à petite échelle en suivant le protocole.
• Tant que la collision est inférieure à (1-X), le stockage des données et leur fourniture aux utilisateurs constituent l'équilibre de Nash : le stockage des données est garanti comme étant un équilibre grâce aux preuves de dépôt, qui confisqueront l'ETH des nœuds qui ne stockent pas de données. ; la fourniture de données est garantie comme étant un équilibre, car les données sont réparties sur de nombreux nœuds, créant un marché concurrentiel pour la fourniture de données.

Modèle cryptoéconomique pur : suppose que toutes les participations sont détenues par le même nœud et modélise les coûts de la corruption économique.

• Tant que les données sont disponibles, ou équivalentes à celles-ci, et tant que X% des nœuds sont honnêtes, l'ETH mis en jeu par tout nœud qui n'héberge pas les données sera réduit. Cependant, EigenDA n’est pas inconditionnellement sécurisé sur le plan cryptoéconomique ; si tous les nœuds s’entendent et retiennent les données, il ne sera peut-être pas possible de les réduire. Dans le modèle Dual Quorum décrit précédemment, les jetons de gage sont des jetons natifs ETH et rollup. Même s'il est impossible de réduire l'ETH, le rollup peut également réduire les jetons natifs.

Comme nous pouvons le voir, EigenDA est construit sur un modèle de confiance qui nécessite non seulement la confiance économique de la part du jalonnement d'ETH, mais également la décentralisation et l'indépendance des opérateurs de nœuds afin de fonctionner en toute sécurité. Heureusement, EigenLayer permet à EigenDA d'emprunter les deux mécanismes de confiance à Ethereum.

(5) Personnalisation

Les développeurs de rollups peuvent ajuster les paramètres de manière flexible en fonction des besoins de mise en œuvre d'EigenDA. La nature modulaire d'EigenDA permet aux cumuls de personnaliser les compromis sécurité/vivabilité, les modèles de jetons mis en jeu, le codage d'effacement, les jetons de paiement disponibles, et bien plus encore.

Comme indiqué ci-dessus, certaines des décisions flexibles les plus importantes dans EigenDA sont des décisions économiques. Par exemple, les rollups peuvent choisir d'utiliser un jalonnement à double quorum, où ils mettent en jeu leurs propres jetons pour garantir la disponibilité des données ; ils peuvent également choisir une structure de coûts à la demande ou planifiée.

3. Considérations stratégiques

Enfin, nous pensons qu'EigenDA apporte une valeur stratégique aux rollups en plus des caractéristiques techniques ci-dessus.

• Les jalonneurs et validateurs Ethereum sont le cœur battant qui alimente EigenLayer et, à son tour, EigenDA. En adoptant EigenDA, le rollup peut s'aligner sur ces parties prenantes d'Ethereum qui valorisent explicitement la décentralisation, la résistance à la censure, les logiciels open source et l'innovation composable et sans autorisation. *EigenDA prévoit d'être le premier des nombreux AVS lancés dans l'écosystème EigenLayer. Nous prévoyons qu'à mesure que le nombre d'AVS augmentera, il y aura des avantages de composabilité entre eux qui profiteront aux utilisateurs finaux de ces AVS, et nous espérons inclure une grande variété de cumuls. Par exemple, après EigenDA, nous nous attendons à voir des cas d'utilisation d'AVS lancés, notamment le tri, les confirmations rapides, les réseaux d'observateurs, le pontage, le tri équitable et même l'intelligence artificielle.
• EigenDA en est aux premières étapes d'un long voyage pour réaliser sa vision ambitieuse. L'équipe EigenLabs recherche des partenaires de base. Ils espèrent travailler en étroite collaboration avec nous autour d'EigenDA. Ils espèrent également coopérer sur de nombreux projets pendant une longue période et devenir à terme des partenaires à long terme. Nous espérons que c’est l’occasion de travailler ensemble pour conduire l’écosystème Ethereum vers une innovation plus ouverte, et nous sommes impatients de soutenir vos projets dans la mesure du possible.

4. La voie à suivre

Conformément à notre philosophie de conception, nous avons une feuille de route EigenDA par étapes dans laquelle diverses fonctionnalités d'EigenDA seront construites et publiées étape par étape. La première version d'EigenDA sera lancée sur le testnet plus tard cette année.