EigenDA の詳細説明: 超大規模データのロールアップへの可用性を実現

著者:EigenLabsチーム、翻訳:Golden Finance xiaozou

データの可用性とは何か、そしてそれがブロックチェーンとロールアップにとって重要である理由はすでに知っているはずです。

EigenDA は、EigenLayer 再ステーキング プリミティブを使用した、イーサリアム上の安全で高スループットの分散型データ アベイラビリティ (DA) サービスです。 EigenLabs によって開発された EigenDA は、EigenLayer 上で開始される最初の アクティブ検証サービス (AVS) になります。有効化されると、retaker は、EigenDA 検証タスクを実行してサービス料金を獲得する ノード オペレーター に誓約を委任できるようになり、rollup はトランザクション コストを削減するためにデータを AigenDA に公開できるようになります。より高いトランザクション スループットと、EigenLayer エコシステム全体の安全な構成可能性、セキュリティとスループットは、再ステーキングとプロトコルを提供することを選択したオペレーターの数に応じて水平方向に拡張できるように設計されています。

私たちは、EigenDA がイーサリアム エコシステムに次のような貢献をすることを計画しています。

  • イーサリアムの最終的なスケーリングにコミットしたロールアップ用の革新的な DA ソリューション。セキュリティはイーサリアムのステーカーとバリデーターから得られ、価値はイーサリアムのステーカーとバリデーターによって貢献されます。 AigenDA は、いくつかの核となるアイデアと Danksharding の基礎となるデータベースに基づいて構築されており、Danksharding はイーサリアム エコシステムへの重要なアップグレードであり、これらのテクノロジーの実際のテストで役割を果たすことができます。
  • **新しいオンチェーンのユースケースの開発をサポートする高スループットかつ低コストの標準。 **EigenDA は、柔軟な変動料金モデルと固定料金モデルを使用して、マルチプレーヤー ゲーム、ソーシャル ネットワーキング、ビデオ ストリーミングにわたるアプリケーションをサポートします。
  • **分散化を保護するための重要な要素。 **EigenLayer のような共有セキュリティ システムでは、すべてのノード オペレーターがシステムを使用してすべてのチェーンをダウンロードして保存する必要がある場合、それを実行できるノード オペレーターはほとんどなくなり、システムは最終的に集中化のリスクにさらされることになります。 EigenDA は、この集中化の傾向を防ぐために構築されており、複数の参加ノード間で作業を分散する場合に高いパフォーマンスを発揮し、各ノード オペレーターが必要とする作業量はわずかです。
  • ** プログラム可能な信頼の力の証明。 **EigenDA は、イーサリアムのコンセンサスに加えて、イーサリアムのステーカーとバリデーターが重要なイーサリアム インフラストラクチャ、AVS (EigenDA など) と AVS ユーザー (EigenDA を使用したロールアップなど) をサポートできることを証明しようとしています。イーサリアム信頼ネットワークのモジュール性について。

Celo の L1 から Ethereum L2 への移行、Mantle と BitDAO エコシステム外のそのサポート製品、zkWASM 実行 Layer Fluent の提供、Offshore を含むいくつかのチームが、EigenDA を L2 インフラストラクチャに統合する意向を明確にしていることを嬉しく思います。移動実行レイヤー、金融アプリケーション向けに設計された zk-OP ハイブリッド ロールアップを提供するレイヤー N など。

私たちは引き続き、EigenDA を構築するベースレイヤーパートナーを探し、プロトコルについて詳しく学ぶためにさまざまなロールアップ、特に高スループットのユースケース (10 MBps 以上のスループットを必要とする) ロールアップに取り組んでいるパートナーを招待します。

1. 技術アーキテクチャ

以下の図は、EigenDA の基本的なデータの流れを示しています。

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  • ソーターはトランザクションのブロックを作成し、データ BLOB を分散するリクエストを送信します。 *コーディングデータブロブをブロックに消去し、KZGコミットメントとKZG証明を生成し、これらのコミットメント、ブロック、証明をEigenDAネットワークのオペレーティングノードに送信する責任を負います。
  • 利便性と署名検証コストの償却のために、独自の分散機を実行することも、サードパーティ (EigenLabs など) が運営する分散サービスを使用することもできます。 Rollup は分散サービスを楽観的に使用できるため、サービスの応答不能や検閲が発生した場合に、Rollup は独自の分散サービスを使用して、検閲への耐性を犠牲にすることなくオプティミスティック モードで償却の利点を得ることができます。
  • EigenDA ノードは、受信したデータ ブロックを KZG コミットメントに対して検証し、データを保存してから署名を生成し、集約のために署名を分散装置に返します。

2. 技術的な考慮事項

これで、EigenDA のアーキテクチャの基本を理解できたので、このシステムが達成するように設計された利点とパフォーマンスについて説明しましょう。以下は、優れた有用なロールアップ データ可用性レイヤーに不可欠であると思われる機能の短いリストです。

  • 経済学 *スループット
  • 安全性
  • カスタマイズ性

それぞれの機能をEigenDAの観点から見ていきます。

(1) 経済学

現在、多くの L2 は、イーサリアムの暗号経済的セキュリティ保証により、データ可用性レイヤーとしてイーサリアムを使用しています。その結果、ロールアップは輻輳料金に基づいて限られたブロック スペースをめぐって他のすべてのイーサリアム ユーザーと競合するため、コストが非常に高く不安定になります。たとえば、ArbitrumとOptimismの両社は、今年これまでにイーサリアムのコールデータ(データ可用性)コストに数千万ドルを費やしており、月々の費用は変動する。データ可用性システムの主な価値提案は、これらのコストを大幅に削減し、ロールアップに対してより予測可能なコスト構造を提供することです。

コストカット

DA システムの運用にかかるコストには、基本的に 3 つの側面があります。 EigenDA が各次元で基礎となるコスト構造をどのように最小化するかを分析してみましょう。

  • 質権の資本コスト。誓約者は DA 層を確保するために資金を約束し、機会費用を相殺するために収益の一定割合を受け取ることを望む場合があります。 EigenDA は、EigenLayer の使用を通じてステーキングの資本コストを削減します。EigenLayer は、さまざまなアプリケーション間で同じステーキングを使用できるようにする共有セキュリティ モデルを採用し、規模の経済を生み出します。
  • 運用費用。 EigenDA では、各ノードがすべてのデータをダウンロードして保存する必要はなく、イレイジャー コーディングを使用してデータをより小さなデータ ブロックに分割し、オペレーターは完全なデータ ブロブのごく一部である単一のデータ ブロックをダウンロードして保存するだけで済みます。これにより、BLOB 全体を保存するよりも各ノード オペレーターのコストが安くなり、EigenDA が「軽量」になり、多くのノードで操作できるようになります。より多くのノードがEigenDAネットワークに参加するにつれて、ネットワーク内の各ノードのリソースコストは減少します。これにより、多数のノード オペレーターが、わずかに低いコストで EigenDA を保護できるようになります。
  • 混雑コスト。すべてのブロックチェーンの帯域幅使用率はシステム容量に近づき、輻輳問題に対処するためにデータのコストが高くなり始めます。 EigenDA は 2 つの方法で輻輳を緩和します: 1 つ目の方法は、輻輳をまれな現象にしようとして、スループットを高めることです。2 つ目の方法は、帯域幅の予約を許可することで、EigenDA は割引コストでロールアップ スケジュールされたスループットを保証できます。柔軟性を維持するために、EigenDA ではロールアップでスループットをオンデマンドで支払うこともできます。

ロールアップ経済学

DA コストは高いだけでなく予測不可能であり、コストは非ネイティブ トークンから発生するため、ロールアップ エコノミクスは L1 エコノミクスとは根本的に異なります。これにより、ロールアップ企業は、独自のロールアップ トークンと DA 料金の支払いに使用されるトークンとの間の「為替レート リスク」を負担しなければならないため、ユーザーに価格を約束したり、初期導入に補助金を出したりすることが困難になります。対照的に、L1 は固定インフレ率を支払い、ユーザーを引き付けるために 1 秒あたり一定量のトランザクションを無料で提供できます。

EigenLayer では、EigenLayer 再ステーカーが受け入れ可能な条件で、予測可能な長期予約レートでネイティブ ロールアップ トークンを参加者に支払うためのロールアップ メカニズムを検討しています。これにより、共有セキュリティ システムの固有のスケール上の利点と、安定したネイティブ トークンの支払いの固有の利点が組み合わされ、ロールアップの使用を容易に行うことができます。

(2) スループット

スループットは、DA システムのもう 1 つの基本的な価値提案です。 EigenDA は、ネットワーク上のオペレーターが増えるほど、ネットワークがサポートできるスループットが増加するように、水平方向に拡張するように設計されています。標準的なパフォーマンス特性を持つ 100 ノードのセットでのプライベート テストで、EigenDA は最大 10 MBps のスループットを実証し、1 GBps まで拡張するロードマップを備えています。これにより、イーサリアムでのマルチプレイヤー ゲームやビデオ ストリーミングなど、帯域幅を大量に消費するアプリケーションへの扉が開かれます。

EigenDA は、その設計の 3 つの柱を通じて高スループットを提供します。

  • DA とコンセンサスを分離します。既存の DA システムは、データ BLOB の可用性証明とデータ BLOB の順序付けを「モノリシック」アーキテクチャに結合します。データ構成証明は並行して行われ、ノードはさまざまなデータ BLOB の可用性を独立して証明できますが、順序付けにはデータ BLOB をシリアル化する必要があるため、重大なコンセンサス ラグが生じます。この結合は、最終的な注文ソースとしてシステムのセキュリティにとって有益である可能性がありますが、独自の注文システムを持つイーサリアム ブロックチェーンに付随するように設計された DA システムでは、ロールアップがどのように行われるかに関係なく、必要も役に立ちません。決済が完了した場合はそれに依存します。純粋な DA システム設計の順序と不必要な複雑さを取り除くことで、EigenDA はスループットとレイテンシを大幅に改善します。
  • イレージコーディング。 EigenDA を使用すると、ロールアップは、EigenDA に公開したいデータを取得し、それをより小さなチャンクに分割し、データを断片化して保存する前にそれらのチャンクを消去コード化することができます。 EigenDA は KZG 多項式コミットメント (ZK 証明の中核となる数学的スキーム) を使用します。これにより、ノードは BLOB 全体をダウンロードせずに、少量のデータ [O(1/n)] のみをダウンロードするだけで済みます。不正証明を使用してデータの悪意のあるエンコードを検出するシステムとは異なり、EigenDA は KZG コミットメントの形式で有効性の証明を使用し、ノードがデータの正しいエンコードを検証できるようにします。
  • P2P ではなく直接ユニキャスト。既存の DA ソリューションは、ピアツーピア (P2P) ネットワークを使用して BLOB を転送します。この場合、オペレーターはピア (エンドポイント) から BLOB を受信し、同じ BLOB を他のユーザーに再度ブロードキャストします。これにより、達成可能な DA レートが大幅に制限されます。 EigenDA では、Disperser は BLOB を EigenDA オペレーターに直接送信します。データを分散化するためにユニキャスト (直接通信) に依存することで、EigenDA は高価なゴシップ プロトコルを経由することなく、ローカル ネットワークの遅延内で DA を確認できます。これにより、P2P に伴う重大なゴシップ ペナルティが排除され、データ配信時間が短縮されます。

(3) セキュリティ

私たちはセキュリティを、安全性と生存性、さらには分散化と検閲への抵抗をカバーする包括的な用語として使用しています。次のプロパティは、EigenDA のセキュリティを示しています。

  • EigenLayer。再ステーキングを使用することにより、EigenDA は、EigenLayer システムからセキュリティの 2 つの異なる側面を借用します。1 つは経済セキュリティ、もう 1 つは分散化です。 EigenDA は、EigenLayer と、イーサリアム エコシステムにおける 2 つの異なる信頼要素を相乗的に活用するように構築されています。
  • エスクローの証拠。 EigenDA では、ノード オペレーターの障害の主なモードは、データ項目の実際の保存時間が、ノードがデータ項目に署名するときに必要な時間に達しないことです。この問題を解決するために、EigenDA は、イーサリアム財団の Justin Drake と Dankrad Feist によって元々提案されたエスクロー プルーフと呼ばれるメカニズムを使用します。 Proof of Escrow を使用すると、各ノード オペレーターは関数値を定期的に計算する必要があります。関数値は、割り当てられた BLOB ブロックを格納した場合にのみ計算できます。この関数を計算せずに BLOB を検証すると、ノードが保持する ETH は、データ項目にアクセスできる誰でも削減できます。
  • デュアル クォーラム。また、EigenDA にはデュアル クォーラムと呼ばれる機能があり、データの可用性を証明するために 2 つの独立したクォーラムを必要とすることができます。たとえば、1 つのクォーラムは ETH リステーカー (ETH クォーラム) で構成され、2 番目のクォーラムはネイティブ クォーラムをロールアップしたものになる可能性があります。
  • 検閲への抵抗。 EigenDA は、結合された DA 層よりも高い過渡検閲耐性を提供します。これは、結合 DA アーキテクチャが通常、データ BLOB を線形に順序付けるために単一のリーダーまたはブロック プロポーザーに依存しており、瞬間的なレビューのボトルネックが発生するためです。対照的に、EigenDA では、ロールアップ ノードが直接分散化して、大多数の EigenDA ノードから署名を受け取ることができるため、単一のリーダーに縛られることなく、大多数の EigenDA ノードに対する検閲耐性が向上します。

(4) 安全性分析

前述したように、EigenDA は、EigenLayer を介した ETH ステーキングに基づいて構築されており、ロールアップによって設定できる構成可能なエンコード率を持つイレイジャー コードを使用します。 EigenDA のようなブロックチェーン システムのセキュリティを分析するための 3 つの異なる視点があります。各視点を具体的に見て、それが前述したように、EigenDA にどのように適用されるかを見てみましょう。

ビザンチン フォールト トレランス (BFT: ビザンチン フォールト トレランス): 一部のノードは誠実で合意に完全に従いますが、ノードの他の部分は悪意があり、意のままに合意から逸脱できると仮定します。

  • DA は安全です。つまり、ノードの X% が正直である限りデータを取得できます。X の範囲は、エンコード率に応じて 10% から 50% です。
  • ナッシュ均衡モデル: 異なる衝突 (結託) ノードが独立して動作すると仮定し、各ノードまたは小規模衝突ノードが合意に従うための経済的インセンティブ メカニズムを分析します。
  • 衝突が (1-X) 未満である限り、データの保存とユーザーへのデータの提供はナッシュ均衡です。データの保存はエスクロープルーフを通じて均衡であることが保証され、データを保存していないノードの ETH は没収されます。 ; データは多くのノードに分散されており、データ提供の競争市場が形成されているため、データの提供は均衡が保証されています。

純粋な暗号経済モデル: すべてのステークが同じノードによって保持されていると仮定し、経済的汚職コストをモデル化します。

  • データが利用可能である限り、または同等の利用可能である限り、X% のノードが誠実である限り、データをホストしていないノードによって誓約された ETH には罰金が科せられます。ただし、EigenDA には無条件の暗号経済セキュリティが備わっているわけではなく、すべてのノードが共謀してデータを保留した場合、ノードを遮断することができない可能性があります。上記のデュアル クォーラム モデルでは、担保されたトークンは ETH とロールアップ ネイティブ トークンであり、ETH を没収することが不可能であっても、ロールアップによりネイティブ トークンを没収することができます。

これまで見てきたように、EigenDA は信頼モデルに基づいて構築されており、安全に運用するためには ETH ステーキングからの経済的信頼だけでなく、ノードオペレーターの分散化と独立性も必要とします。幸いなことに、EigenLayer では、EigenDA がイーサリアムからこれらの信頼メカニズムの両方を借用することができます。

(5)カスタマイズ性

ロールアップ開発者は、EigenDA を実装するために必要に応じてパラメータを柔軟に調整できます。 EigenDA のモジュール式の性質により、ロールアップでセキュリティと活性のトレードオフ、ステーキング トークン モード、消去コーディング、利用可能な支払いトークンなどをカスタマイズできます。

上で説明したように、EigenDA における最も重要な柔軟な決定の一部は経済的な決定です。たとえば、ロールアップは、データの可用性を保証するために独自のトークンをステーキングするデュアル クォーラム ステーキングの使用を選択できます。あるいは、ロールアップはオンデマンドまたはスケジュールされたコスト構造を選択できます。

3. 戦略的考慮事項

最後に、上記の技術的特徴に加えて、EigenDA はロールアップに戦略的価値を提供すると考えています。

  • イーサリアムのステーカーとバリデーターは、EigenLayer、ひいては、EigenDA を動かす心臓のようなものです。ロールアップは、EigenDA を採用することで、分散化、検閲耐性、オープンソース ソフトウェア、および構成可能なパーミッションレスのイノベーションを明らかに重視するイーサリアムの利害関係者と連携する可能性があります。 *EigenDA は、EigenLayer エコシステムで開始される多くの AVS の最初のものとなる予定です。 AVS の数が増加するにつれて、AVS 間にコンポーザビリティの利点が生まれ、これらの AVS のエンド ユーザーに利益がもたらされると予測しており、さまざまなロールアップを含めることを期待しています。たとえば、EigenDA の後は、ソート、高速確認、ウォッチャー ネットワーク、ブリッジング、公平なソート、さらには人工知能などの AVS のユースケースが開始されることが期待されます。 *EigenDA は、野心的なビジョンを実現するための長い旅の初期段階にあります。 EigenLabs チームは ベース レイヤー パートナー を探しています。彼らは、EigenDA を中心に私たちと緊密に連携することを望んでいます。また、多くのプロジェクトで長期間協力し、最終的には長期的なパートナーになることを望んでいます。私たちは、これがイーサリアム エコシステムをよりオープン イノベーションに向けて推進するために協力する機会となることを願っており、可能な限りあなたのプロジェクトをサポートすることを楽しみにしています。

4. 今後の方向性

当社の設計哲学と一致して、EigenDA のさまざまな機能が段階的に構築およびリリースされる段階的な EigenDA ロードマップがあります。 EigenDA の最初のバージョンは、今年後半にテストネット上で公開される予定です。

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