AigenDA が Rollup の超大規模データ可用性をどのように実現するかについての解釈

作者: アイゲンラボ

編集者: Deep Wave TechFlow

EigenDA は、EigenLayer の再ステーキング基本モジュールを使用して、イーサリアム上に構築された安全で高スループットの分散型データ可用性 (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。起動すると、再ステーカーは、サービスの支払いと引き換えに、EigenDA の検証タスクを実行するノードオペレーターにステーキング権を委任することができ、Rollup は、トランザクションコストの削減、トランザクションスループットの向上、およびセキュリティ構成可能性の向上のために、EigenDA にデータを公開できるようになります。 EigenLayer のエコシステム、セキュリティ、スループットは、プロトコルを提供するために選択された再ステークとオペレーターの数に応じて水平方向に拡張す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期待しています。

ロールアップ向けの革新的な DA ソリューションを提供し、イーサリアムのスケーリングという最終目標に貢献し、イーサリアムのステーカーとバリデーターからセキュリティと価値を獲得します。 EigenDA は、Danksharding への重要なアップグレードとなるいくつかのコアアイデアとライブラリに基づいて構築されており、これらのテクノロジーの戦闘テストで役割を果たすことができます。

高スループットかつ低コストの標準を提供して、新しいオンチェーンのユースケースの成長を促進します。 EigenDA は、変動料金や固定料金を含む柔軟なコスト モデルで、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 ストリーミングなどのアプリケーションをサポートします。

分散化の重要な要素の確保。 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、対応できるノード オペレーターがほとんどなくなり、システムが最終的に集中化される可能性があります。 EigenDA は、この集中化の傾向を防ぐように設計されており、多くの参加ノード間で作業を分散して高いパフォーマンスを実現し、各オペレーターが完了する作業量はわずかです。

プログラム可能な信頼の力を証明します。 EigenDA は、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。イーサリアムのコンセンサスに加えて、AVS (EigenDA など) と AVS ユーザー (EigenDA を使用したロールアップなど) はイーサリアムのネットワークのモジュール性を信頼できます。これに基づいて、 、新しいビジネスとトークンモデルの実装に成功しました。

私たちは、L1 からイーサリアム L2 への移行を進めている Celo、BitDAO エコシステムにおける Mantle とその一連の補完製品、zkWASM 実行レイヤーを提供する Fluent、オフショアなど、すでに EigenDA を L2 インフラストラクチャに統合することを計画しているチームがあることに興奮しています。移動実行レイヤーを提供し、レイヤー N は金融アプリケーションなどに zk-OP ハイブリッド ロールアップを提供します。

テクノロジーアーキテクチャ

次の図は、EigenDA の基本的なデータの流れを示しています。

ロールアップ シーケンサは、トランザクションを含むブロックを作成し、データ ブロックを分散するリクエストを送信します。

Disperser は、データ ブロックをブロックに消去コーディングし、KZG コミットメントと KZG 複数の明らかに証明を生成し、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。

Rollup は、独自の Disperser を実行することも、サードパーティ (EigenLabs など) が提供する分散型サービスを使用して、署名検証のコストを軽減および分散することもできます。 Rollup は分散型サービスを使用しているため、サービスが応答しなくなったり検閲されたりした場合に、独自の Disperser をバックアップとして使用できるため、検閲耐性を犠牲にすることなく償却利益を得ることができます。

EigenDA ノードは、複数の明らかに証明を使用して、受信したブロックを KZG コミットメントと照合して検証し、データを永続化してから、集約のために署名を生成して Disperser に返します。

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機能について説明しましょう。以下は、ロールアップの優れた有用なデータ可用性レイヤーに必要であると思われる機能のいくつかの簡単なリストです。

• 経済的 *スループット
• 安全性 *カスタマイズ可能。

それぞれの特徴をEigenDAの視点から解説していきます。

経済的

現在、多くの L2 は、暗号経済的なセキュリティが保証されているため、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。 Rollup は限られたブロック スペースをめぐって他のすべてのイーサリアム ユーザーと競合し、輻輳に基づいて価格を設定するため、これによりコストが非常に高く、ボラティリティが高くなります。たとえば、アービトラムとオプティミズムは今年、イーサリアムのデータ利用料金に数千万ドルを費やしたが、月ごとの一貫性はなかった。データ可用性システムの重要な価値提案の 1 つは、これらのコストを大幅に削減し、ロールアップのコスト構造の予測可能性を高めることです。

コストカット

データ可用性システムの運用に関連するコストには、3 つの基本的な側面があります。 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。

担保された資本のコスト。データ可用性層を保護するために、利害関係者は機会費用を相殺するために収益の一部を受け取ることを望む場合があります。 EigenDA は、EigenLayer を使用してステーキング資本の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共有でき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。各ノードにすべてのデータをダウンロードして保存することを要求するのではなく、EigenDA は消去コーディングを使用してデータを小さなチャンクに分割し、オペレーターは完全なデータ チャンク サイズの一部である単一のチャンクのみをダウンロードして保存する必要があります。これにより、完全なデータ ブロックを保存する場合と比較してオペレーターあたりのコストが削減され、多くのノードが EigenDA を「軽く」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と、ネットワーク上の各ノードが負担するリソースコストも減少します。これにより、EigenDA は多数の事業者により低コストでセキュリティを提供し、段階的なコスト削減を実現することで、希少性ではなく豊かさの概念を実現します。

渋滞コスト。ブロックチェーンの帯域幅使用率がシステム容量に近づくと、データのコストが上昇し始めます。 EigenDA は次の 2 つの方法で混雑を軽減します。1.より高いスループットを通じて、輻輳をまれな現象にしようとします; 2. 帯域幅の予約を許可することで、EigenDA は割引価格でロールアップ予約の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、Rollup がスループットに対して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

ロールアップの経済性は L1 とは根本的に異なります。データ可用性コストが高く予測できないだけでなく、非ネイティブ トークンで支払われるからです。これにより、ロールアップはユーザーに価格を約束し、初期導入に補助金を支払うことが困難になります。ユーザーは、独自のロールアップ トークンとデータ可用性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からです。対照的に、L1 は固定量のインフレを支払い、ユーザーを引き付けるために 1 秒あたり一定数のトランザクションを無料で提供できます。

EigenDA は、Rollup が、EigenLayer のステーカーによって承認された条件に基づいて、予測可能な長期予約レートでステーカーにネイティブの Rollup トークンを支払えるようにする方法を模索しています。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、ロールアップの導入を促進します。

スループット

スループットは、データ可用性システムのもう 1 つの基本的な価値提案です。 EigenDA は水平方向に拡張するように設計されています。つまり、ネットワーク上のオペレータが増えるほど、ネットワークのスループットが向上します。標準的なパフォーマンス特性を持つ 100 ノードを使用したプライベート テストで、EigenDA は最大 10 MBps のスループットを実証しており、1 GBps まで拡張する予定です。これにより、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イーサリアム ベースのアプリケーションへの扉が開かれます。

EigenDA は、設計における 3 つの柱を通じて高いスループットを実現します。

DA はコンセンサスから切り離されています。既存の DA システムは、データ BLOB の可用性の証明とデータ BLOB の順序付けを「モノリシック」アーキテクチャに組み合わせています。ノードは異なるデータ ブロックの可用性を独立して証明できるため、データの可用性の証明は並行して実行できますが、順序付けにはデータ ブロックのシリアル化が必要であり、その結果、大幅なコンセンサス ラグが発生します。この結合は、最終的な注文のソースとして設計されたシステムのセキュリティの観点からは有益かもしれませんが、イーサリアム ブロックチェーンで使用するように設計された DA システムにとっては必要でも適切でもありません。決済。純粋な DA システムのソートと設計の不必要な複雑さを簡素化することで、EigenDA はスループットとレイテンシの大幅な改善を実現します。

イレージャコーディング。 EigenDA では、ロールアップを有効にして、EigenDA に公開するデータをより小さなチャンクに分割し、データを保存する前にそれらのチャンクを消去コード化します。 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) を使用することで、EigenDA はデータのブロック全体をダウンロードするのではなく、少量のデータ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ミス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て、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 ではなく直接通信。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データ チャンクを送信します。オペレーターはピアからデータ チャンクを受信し、同じデータ チャンクを他のユーザーに再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 がデータ ブロックを AigenDA オペレーターに直接送信します。データを分散するために直接通信に依存することにより、EigenDA はネイティブ ネットワーク上での DA の確認を遅らせることができます。これにより、P2P によってもたらされる重大なゴシップ ペナルティが排除され、データ コミットメント時間が短縮されます。

セキュリティ機能

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含む包括的な用語として使用しています。次の機能は、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 2 つの異なるセキュリティ側面を借用します: 1. 経済的セキュリティ、2. 分散化。 EigenDA は、EigenLayer と Ethereum エコシステムにおけるこれら 2 つの異なる信頼要素を相乗的に活用するように設計されています。

エスクローの証拠。 EigenDA のオペレーターにとっての主な障害モードは、必要な期間実際にデータ項目を保存せずにノードがデータ項目に署名することです。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。エスクロープルーフでは、各オペレーターは、割り当てられたデータブロックを保存している場合にのみ計算できる関数の値を定期的に計算してコミットする必要があります。この関数を計算する前にデータのブロックを証明すると、データ項目にアクセスできる人は誰でも、ノードが保持する ETH を削減できます。

デュアルアービトレーションモデル。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要求できます。たとえば、1 つのクォーラムは ETH 再ステーカー (ETH クォーラム) で構成され、2 番目のクォーラムはロールアップのネイティブ トークンのステーカーで構成されます。

検閲への抵抗。 EigenDA は、結合 DA 層と比較して、より高い過渡検閲耐性を提供します。これは、結合 DA アーキテクチャは通常、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ブロックを線形に順序付けし、瞬時の検閲チョークポイントを作成するためです。対照的に、EigenDA では、ロールアップ ノードは署名を大多数の EigenDA ノードに直接配布および受信できるため、単一のリーダーに限定されるのではなく、大多数の EigenDA ノードに対する検閲耐性が向上します。

セキュリティ分析

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 コーディングを使用します。 EigenDA のようなブロックチェーン システムのセキュリティ分析には 3 つの異なる角度があります。それぞれの角度と、それがどのように EigenDA に適用されるかを上で説明します。

Byzantine Fault Tolerance (BFT): 一部のノードは誠実でプロトコルに完全に従う一方、他のノードは悪意があり、自由にプロトコルから逸脱できると想定されます。

EigenDA は安全です。つまり、X% のノードが正直である限りデータを取得できます。X はエンコード率に応じて 10% から 50% になります。

ナッシュ均衡モデル: 異なる結託ノード間のノードの動作が独立していると仮定して、プロトコルに従う各ノードまたは小規模な結託ノードの経済的インセンティブを分析します。

共謀のサイズが (1-X) 未満である限り、データの保存とユーザーへの提供はナッシュ均衡です。データの保存は保存の証明によって均衡として保証され、データを保存しているノードの ETH はスラッシュされます。 ; データを多くのノードに分散することによってデータを提供することが保証され、それによってデータを提供するための競争市場が引き起こされます。

純粋な暗号経済モデル: すべての株式が同じノードによって保持されていると仮定し、経済的腐敗のコストをモデル化します。

データが利用可能である限り、またはノードの X% が誠実である限り、データをホストしていないノードはステーキングされた ETH をスラッシュされます。ただし、EigenDA は無条件の暗号経済セキュリティを備え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、それらを遮断することは不可能になる可能性があります。前述のデュアルアービトレーションモデルでは、ETHとネイティブロールアップトークンを同時にステーキングする場合、ETHがスラッシュできない場合でも、ロールアップはネイティブトークンをスラッシュすることもできます。

ご覧のとおり、EigenDA は信頼モデルに基づいて構築されており、ETH ステーキングからの経済的信頼だけでなく、安全に運営するために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 2 つの信頼メカニズムを借用することができます。

カスタマイズ性

ロールアップ開発者は、EigenDA を柔軟に実装し、必要に応じてパラメータを調整できます。 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、イレイジャー コーディング、受け入れられる支払いトークンなどをカスタマイズできます。

前のセクションで説明したように、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、ロールアップでは、データの可用性を保証するために独自のトークンがステーキングされるデュアル クォーラム ステーキングの使用を選択したり、オンデマンドまたは予約されたコスト構造を選択したりできます。

戦略的考慮事項

最終的に、EigenDA は技術的特性を超えてロールアップに戦略的価値を提供すると信じています。

イーサリアムのステーカーとバリデーターは、EigenLayer を推進する中心的な力であり、したがって、EigenDA を推進する力でもあります。 ReigenDA を採用することで、Rollup は、分散化、検閲への抵抗、オープンアクセス 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ことができます。

EigenDA は、EigenLayer エコシステムで開始される多くの AVS のうちの最初の 1 つとなる予定です。 AVS の数が増えると、AVS 間の組み合わせによる利点が生まれ、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、これらのユーザーにはさまざまなタイプのロールアップが含まれると予想されます。たとえば、EigenDA の後には、ソート、高速確認応答、ネットワークの監視、ブリッジング、公正なソート、さらには人工知能などのユースケースを備えた AVS が発売されることが予想されます。