Interprétation de la façon dont EigenDA réalise la disponibilité des données à très grande échelle de Rollup

Écrit par : EigenLabs

Compilé par : Deep Wave TechFlow

EigenDA est un service de disponibilité de données (DA) sécurisé, à haut débit et décentralisé, construit sur Ethereum, utilisant le module de base de re-staking d'EigenLayer. Développé par EigenLabs, EigenDA sera le premier service de vérification active (AVS) lancé sur EigenLayer. Une fois lancés, les restakers pourront déléguer leurs droits de jalonnement aux opérateurs de nœuds qui effectuent des tâches de vérification pour EigenDA en échange de paiements de service, et Rollup pourra publier des données sur EigenDA pour des coûts de transaction inférieurs, des transactions plus élevées. Débit et composabilité de sécurité au sein du L'écosystème, la sécurité et le débit d'EigenLayer sont conçus pour évoluer horizontalement en fonction du nombre de reprises et d'opérateurs choisis pour servir le protocole.

Nous espérons qu’EigenDA apportera les contributions suivantes à l’écosystème Ethereum :

Fournissez des solutions DA innovantes pour Rollup, contribuez à l’objectif ultime de la mise à l’échelle d’Ethereum et obtenez la sécurité et la valeur des acteurs et des validateurs d’Ethereum. EigenDA est construit sur certaines idées et bibliothèques de base qui constituent des améliorations clés de Danksharding et peuvent jouer un rôle dans les tests de combat de ces technologies.

Fournir des normes à haut débit et à faible coût pour promouvoir la croissance de nouveaux cas d’utilisation en chaîne. EigenDA prendra en charge des applications telles que les jeux multijoueurs, les réseaux sociaux et le streaming vidéo, avec des modèles de coûts flexibles comprenant des frais variables et fixes.

Garantir les éléments clés de la décentralisation. Dans un système de sécurité partagé comme EigenLayer, si chaque opérateur de nœud doit télécharger et stocker chaque chaîne utilisant le système, peu d'opérateurs de nœuds peuvent suivre le rythme et le système peut éventuellement devenir centralisé. EigenDA est conçu pour empêcher cette tendance à la centralisation ; il répartit le travail entre de nombreux nœuds participants pour atteindre des performances élevées, obligeant chaque opérateur à effectuer seulement une petite quantité de travail.

Prouver la puissance de la confiance programmable. EigenDA tente de prouver que les jalonneurs et les validateurs d'Ethereum peuvent prendre en charge l'infrastructure critique d'Ethereum. En plus du consensus Ethereum, les utilisateurs AVS (tels que EigenDA) et AVS (tels que Rollup utilisant EigenDA) peuvent faire confiance à la modularité du réseau dans Ethereum. , nous avons mis en œuvre avec succès de nouveaux modèles commerciaux et de jetons.

Nous sommes ravis de voir plusieurs équipes prévoir déjà d'intégrer EigenDA dans leur infrastructure L2, notamment : Celo pour sa transition de L1 à Ethereum L2 ; Mantle et sa gamme de produits complémentaires dans l'écosystème BitDAO ; et Fluent proposant la couche d'exécution zkWASM ; Offshore. fournit la couche d'exécution Move ; la couche N fournit un cumul hybride zk-OP pour les applications financières, etc.

Architecture technologique

La figure suivante montre le flux de données de base dans EigenDA.

Le Rollup Sequencer crée des blocs avec des transactions et envoie des requêtes pour disperser des blocs de données.

Le Disperser est responsable du codage de l'effacement des blocs de données en blocs, de la génération des engagements KZG et des preuves de révélation multiples KZG, et de l'envoi des engagements, des blocs et des preuves aux nœuds opérationnels du réseau EigenDA.

Rollup peut exécuter son propre Disperser ou utiliser un service décentralisé fourni par un tiers (tel qu'EigenLabs) pour faciliter et répartir le coût de la vérification des signatures. L'utilisation par Rollup de services décentralisés lui permet d'utiliser son propre Disperser comme sauvegarde lorsque le service ne répond pas ou est censuré, obtenant ainsi des avantages amortis sans sacrifier la résistance à la censure.

Les nœuds EigenDA utilisent plusieurs preuves de révélation pour vérifier les blocs reçus par rapport aux engagements KZG, conserver les données, puis générer et renvoyer des signatures à Disperser pour agrégation.

Considérations techniques

Maintenant que nous avons une compréhension de base de l'architecture d'EigenDA, discutons des avantages et des fonctionnalités pour lesquels ce système est conçu. Voici une brève liste de certaines des fonctionnalités que nous pensons nécessaires pour une couche de disponibilité des données efficace et utile pour Rollup :

• Économique *Débit
• sécurité *Personnalisation.

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

Économique

Aujourd’hui, de nombreux L2 utilisent Ethereum comme couche de disponibilité des données en raison de ses garanties de sécurité crypto-économique. Cela entraîne des coûts extrêmement élevés et une forte volatilité, car Rollup est en concurrence avec tous les autres utilisateurs d'Ethereum pour un espace de bloc limité, avec une tarification basée sur la congestion. Par exemple, Arbitrum et Optimism ont dépensé cette année des dizaines de millions de dollars en frais de disponibilité des données sur Ethereum, sans cohérence d’un mois à l’autre. L'une des principales propositions de valeur d'un système de disponibilité des données est de réduire considérablement ces coûts et de fournir à Rollup une plus grande prévisibilité dans sa structure de coûts.

réduire les coûts

Il existe trois dimensions fondamentales des coûts associés à l’exploitation d’un système de disponibilité des données. Analysons comment EigenDA minimise la structure des coûts sous-jacente dans chaque dimension :

Le coût du capital promis. Pour protéger la couche de disponibilité des données, les parties prenantes peuvent souhaiter recevoir un pourcentage du produit pour compenser leur coût d'opportunité. EigenDA réduit le coût du capital de mise en jeu en utilisant EigenLayer, qui utilise un modèle de sécurité partagé qui permet de partager la même mise en jeu entre diverses applications, créant ainsi des économies d'échelle.

les coûts d'exploitation. Plutôt que d'exiger que chaque nœud télécharge et stocke toutes les données, EigenDA utilise un codage d'effacement pour diviser les données en morceaux plus petits et oblige les opérateurs à télécharger et à stocker un seul morceau qui représente une fraction de la taille totale du bloc de données. Cela réduit le coût par opérateur par rapport au stockage de blocs de données complets, permettant à de nombreux nœuds d'exploiter EigenDA « à la légère ». À mesure que davantage de nœuds rejoignent le réseau EigenDA, le coût des ressources supporté par chaque nœud du réseau diminuera également. Cela permet à EigenDA d'assurer la sécurité à moindre coût par un grand nombre d'opérateurs et de parvenir à une réduction progressive des coûts, concrétisant ainsi le concept d'abondance plutôt que de rareté.

Coûts de congestion. Lorsque l’utilisation de la bande passante d’une blockchain approche la capacité du système, le coût des données commence à augmenter. EigenDA réduit la congestion de deux manières : 1. Grâce à un débit plus élevé, il tente de faire de la congestion un phénomène rare ; 2. En autorisant la réservation de bande passante, EigenDA peut garantir le débit de la réservation Rollup à un prix réduit. Pour maintenir la flexibilité, EigenDA permet également à Rollup de payer le débit à la demande.

Économie du cumul

Les aspects économiques du Rollup sont fondamentalement différents de ceux du L1, car les coûts de disponibilité des données sont non seulement élevés et imprévisibles, mais sont également payés en jetons non natifs. Cela rend difficile pour Rollup 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 Rollup et les jetons utilisés pour payer la disponibilité des données. En revanche, L1 paie un montant fixe d'inflation et peut fournir gratuitement un certain nombre de transactions par seconde pour attirer les utilisateurs.

EigenDA étudie les moyens de permettre à Rollup de payer les parties prenantes en jetons Rollup natifs à un taux de réservation à long terme prévisible, selon des conditions approuvées par les parties prenantes d'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 contribuer à favoriser l’adoption de Rollup.

Débit

Le débit est une autre proposition de valeur fondamentale des systèmes de disponibilité des données. EigenDA est conçu pour évoluer horizontalement, c'est-à-dire que plus il y a d'opérateurs sur le réseau, plus le débit du réseau est élevé. Lors de tests privés utilisant 100 nœuds présentant des caractéristiques de performances standard, EigenDA a démontré un débit allant jusqu'à 10 Mbit/s, et prévoit d'évoluer jusqu'à 1 Gbit/s. Cela ouvre la porte à des applications basées sur Ethereum gourmandes en bande passante, telles que les jeux multijoueurs et le streaming vidéo.

EigenDA atteint un débit élevé grâce à trois piliers dans sa conception :

L’AD est découplée du consensus. Les systèmes DA existants combinent la preuve de la disponibilité des blobs de données et l'ordre des blobs de données dans une architecture « monolithique ». La vérification de la disponibilité des données peut se faire en parallèle, car les nœuds peuvent prouver indépendamment la disponibilité de différents blocs de données ; cependant, le classement nécessite la sérialisation des blocs de données, ce qui entraîne un décalage de consensus important. Si ce couplage peut être bénéfique en termes de sécurité pour les systèmes conçus pour être la source de commande finale, il n'est ni nécessaire ni approprié pour les systèmes DA conçus pour être utilisés avec la blockchain Ethereum. Utile car la blockchain Ethereum elle-même dispose d'un système de commande pour règlement. En simplifiant la complexité inutile du tri et en concevant un système DA pur, EigenDA réalise des améliorations significatives en termes de débit et de latence.

Codage d’effacement. EigenDA permet au cumul de diviser les données à publier sur EigenDA en morceaux plus petits et d'effacer le code de ces morceaux avant de stocker les données. En utilisant les engagements polynomiaux KZG (le schéma mathématique de base des preuves ZK), EigenDA n'a besoin que de télécharger de petites quantités de données, plutôt que de télécharger des blocs de données entiers. Contrairement aux systèmes qui utilisent des preuves de fraude pour détecter les erreurs de codage malveillantes 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.

Communication directe au lieu du P2P. Les solutions DA existantes utilisent des réseaux peer-to-peer (P2P) pour transmettre des fragments de données, où les opérateurs reçoivent des fragments de données de leurs pairs, puis rediffusent les mêmes fragments de données à d'autres. Cela limite considérablement les taux DA réalisables. Dans EigenDA, le Disperser envoie des blocs de données directement à l'opérateur EigenDA. En s'appuyant sur une communication directe pour décentraliser les données, EigenDA peut retarder la confirmation de DA sur le réseau natif. Cela élimine la pénalité importante en matière de ragots introduite par le P2P et entraîne des délais d'engagement de données plus rapides.

Fonctions de sécurité

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

EigenLayer. En utilisant le re-staking, EigenDA emprunte deux aspects de sécurité différents au système EigenLayer : 1. La sécurité économique ; 2. La décentralisation. EigenDA est conçu pour exploiter de manière synergique ces deux éléments de confiance différents dans EigenLayer et l’écosystème Ethereum.

Preuve d'engagement. Un mode de défaillance clé pour les opérateurs dans EigenDA est que les nœuds signent des éléments de données sans les stocker pendant la durée requise. Pour résoudre ce problème, EigenDA utilise un mécanisme appelé escrow proof, initialement proposé par Justin Drake et Dankrad Feist de la Fondation Ethereum. Avec les preuves de dépôt, chaque opérateur doit périodiquement calculer et s'engager sur la valeur d'une fonction qui ne peut être calculée que s'il a stocké le bloc de données qui lui est alloué. S'ils attestent d'un bloc de données avant de calculer cette fonction, toute personne ayant accès à leurs éléments de données peut réduire l'ETH détenu par le nœud.

Modèle de double arbitrage. EigenDA dispose également d'une fonctionnalité appelée double quorum, dans laquelle deux quorums indépendants peuvent être demandés pour attester de la disponibilité des données. Par exemple, un quorum pourrait être composé de re-stakers ETH (quorum ETH) et un deuxième quorum pourrait être composé de stakers du jeton natif du rollup.

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 les blocs de manière linéaire, créant ainsi un point d'étranglement de censure instantané. En revanche, dans EigenDA, les nœuds cumulatifs peuvent distribuer et recevoir des signatures directement à une majorité de nœuds EigenDA, augmentant ainsi la résistance à la censure d'une majorité de nœuds EigenDA plutôt que d'être limités à un seul leader.

Analyse de sécurité

Comme indiqué précédemment, EigenDA est construit sur le jalonnement ETH via EigenLayer et utilise un codage d'effacement avec un taux de codage configurable qui peut être défini par cumul. Il existe trois angles différents pour l'analyse de la sécurité d'un système blockchain comme EigenDA ; nous décrivons chaque angle et comment il s'applique à EigenDA ci-dessus :

Tolérance aux pannes byzantine (BFT) : on suppose que certains nœuds sont honnêtes et suivent complètement le protocole, tandis que d'autres nœuds sont malveillants et peuvent s'écarter du protocole à volonté.

EigenDA 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 d'encodage.

Modèle d'équilibre de Nash : analyse les incitations économiques de chaque nœud ou petit nœud de collusion à suivre le protocole, en supposant que le comportement des nœuds entre les différents nœuds de collusion est indépendant.

Tant que la taille de la collusion est inférieure à (1-X), le stockage et la fourniture de données aux utilisateurs constituent un équilibre de Nash : le stockage des données est garanti comme équilibre par une preuve de stockage, et l'ETH du nœud stockant les données sera réduit. ; fournir des données en les diffusant sur de nombreux nœuds garantis, déclenchant ainsi un marché concurrentiel pour la fourniture de données.

Modèle cryptoéconomique pur : supposez que toutes les actions sont détenues par le même nœud et modélisez le coût de la corruption économique.

Tant que les données sont disponibles, ou tant que X% des nœuds sont honnêtes, tout nœud qui n'héberge pas les données verra son ETH mis en jeu réduit. Cependant, EigenDA ne dispose pas d’une sécurité cryptoéconomique inconditionnelle ; si tous les nœuds s’entendent et retiennent les données, il peut être impossible de les supprimer. Dans le modèle à double arbitrage décrit précédemment, dans le cas du jalonnement à la fois de jetons ETH et de jetons de cumul natifs, le cumul peut réduire les jetons natifs même si l'ETH ne peut pas être réduit.

Comme nous pouvons le constater, EigenDA repose 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 pour fonctionner en toute sécurité. Heureusement, EigenLayer permet à EigenDA d'emprunter ces deux mécanismes de confiance à Ethereum.

Personnalisation

Les développeurs de Rollup peuvent implémenter EigenDA avec flexibilité et ajuster les paramètres si nécessaire. La nature modulaire d'EigenDA permet aux cumuls de personnaliser les compromis sécurité/vivabilité, les modes de jetons de jalonnement, le codage d'effacement, les jetons de paiement acceptés, etc.

Comme indiqué dans la section précédente, 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 leurs propres jetons sont mis en jeu pour garantir la disponibilité des données ; ou les rollups peuvent choisir une structure de coûts à la demande ou réservée.

Considérations stratégiques

En fin de compte, nous pensons qu'EigenDA apporte une valeur stratégique au cumul au-delà de ses attributs techniques.

Les jalonneurs et les validateurs d'Ethereum sont la force principale qui anime EigenLayer, et donc également la force qui anime EigenDA. En adoptant EigenDA, Rollup peut s'aligner sur ces parties prenantes d'Ethereum qui valorisent clairement la décentralisation, la résistance à la censure, les logiciels en libre accès et l'innovation composable et sans autorisation.

EigenDA devrait être l’un des premiers AVS à être lancé dans l’écosystème EigenLayer. Nous prévoyons qu'à mesure que le nombre d'AVS augmente, il y aura des avantages combinatoires entre eux, qui profiteront aux utilisateurs finaux des AVS, et nous nous attendons à ce que ces utilisateurs incluent différents types de Rollups. Par exemple, après EigenDA, nous nous attendons à voir le lancement d'AVS avec des cas d'utilisation tels que le tri, la reconnaissance rapide, la surveillance des réseaux, le pontage, le tri équitable et même l'intelligence artificielle.