Explicação detalhada do EigenDA: trazendo disponibilidade de dados em escala ultralarga para rollup

Autor: equipe EigenLabs, Tradução: Golden Finance xiaozou

Você já deve saber o que é disponibilidade de dados e por que ela é importante para blockchain e rollup.

EigenDA é um serviço de disponibilidade de dados (DA) seguro, de alto rendimento e descentralizado no Ethereum usando a primitiva de restabelecimento EigenLayer. O EigenDA, desenvolvido pela EigenLabs, será o primeiro Active Verification Service (AVS) lançado no EigenLayer. Uma vez lançado, o restaker poderá delegar promessas a operadores de nós que executam tarefas de verificação do EigenDA para ganhar taxas de serviço, e o rollup poderá publicar dados no EigenDA para reduzir custos de transação. maior rendimento de transações e capacidade de composição segura em todo o ecossistema EigenLayer, a segurança e o rendimento são projetados para escalar horizontalmente com o número de re-stakers e operadores escolhidos para servir o protocolo.

Planejamos que a EigenDA faça as seguintes contribuições ao ecossistema Ethereum:

• Uma solução DA inovadora para rollups comprometidos com o eventual dimensionamento da Ethereum, com segurança derivada e valor contribuído pelos stakers e validadores da Ethereum. EigenDA é construído sobre algumas ideias centrais e o banco de dados subjacente de Danksharding. Danksharding é uma atualização importante para o ecossistema Ethereum e pode desempenhar um papel no teste real dessas tecnologias.
• **Um padrão de alto rendimento e baixo custo que permite o desenvolvimento de novos casos de uso na cadeia. **EigenDA oferecerá suporte a aplicativos para jogos multijogador, redes sociais e streaming de vídeo, com modelos flexíveis de taxas variáveis e fixas.
• **Fatores-chave na proteção da descentralização. **Em um sistema de segurança compartilhado como o EigenLayer, se cada operador de nó for obrigado a baixar e armazenar todas as cadeias que usam o sistema, poucos operadores de nó serão capazes de fazer isso e o sistema acabará correndo o risco de centralização. O EigenDA foi construído para evitar essa tendência de centralização; ele apresenta alto desempenho ao distribuir trabalho entre vários nós participantes, exigindo apenas uma pequena quantidade de trabalho de cada operador de nó.
• ** Prova do poder da confiança programável. **EigenDA tenta provar que, além do consenso Ethereum, os stakers e validadores Ethereum também podem suportar a infraestrutura chave Ethereum, AVS (como EigenDA) e usuários AVS (como rollup usando EigenDA) podem obter novos negócios e O sucesso dos modelos de token baseado na modularidade da rede de confiança Ethereum.

Estamos satisfeitos em ver que várias equipes deixaram claro que desejam integrar o EigenDA em sua infraestrutura L2, incluindo: Celo, fazendo a transição de L1 para Ethereum L2; Mantle e seus produtos complementares fora do ecossistema BitDAO; fornecendo implementação de zkWASM Layer Fluent; Offshore que fornece camada de execução Move; Camada N que fornece rollup híbrido zk-OP projetado para aplicações financeiras e assim por diante.

Continuaremos procurando parceiros da camada base para construir o EigenDA e convidaremos vários rollups para aprender mais sobre o protocolo - especialmente aqueles que estão trabalhando em casos de uso de alto rendimento (exigindo 10 MBps e além).

1. Arquitetura Técnica

A figura abaixo mostra o fluxo de dados básico do EigenDA.

• O classificador cria um bloco de transações e envia uma solicitação para espalhar o blob de dados.
• Responsável por apagar blobs de dados de codificação em blocos, gerar compromissos KZG e provas KZG, e enviar esses compromissos, blocos e provas para os nós operacionais da rede EigenDA.
• Poderá operar seu próprio dispersor ou usar um serviço de dispersão administrado por terceiros (como EigenLabs) para conveniência e amortização dos custos de verificação de assinatura. O rollup pode usar o serviço de dispersão de maneira otimista, de modo que, em caso de falta de resposta ou censura do serviço, o rollup possa usar seu próprio dispersor para obter vantagens de amortização no modo otimista, sem sacrificar a resistência à censura.
• Os nós EigenDA verificam os blocos de dados que recebem em relação aos compromissos KZG, salvam os dados, geram assinaturas e as retornam ao dispersor para agregação.

2. Considerações técnicas

Agora que temos uma compreensão básica da arquitetura do EigenDA, vamos discutir os benefícios e o desempenho que este sistema foi projetado para alcançar. Abaixo está uma pequena lista de recursos que acreditamos serem essenciais para uma boa e útil camada de disponibilidade de dados cumulativos:

• Economia *Taxa de transferência
• segurança *Personalização

Veremos cada recurso da perspectiva do EigenDA.

(1) Economia

Hoje, muitos L2s usam o Ethereum como camada de disponibilidade de dados devido às garantias de segurança criptoeconômica do Ethereum. Isso resulta em custos extremamente altos e voláteis, com rollups competindo com todos os outros usuários do Ethereum por espaço de bloco limitado com base no preço do congestionamento. Por exemplo, tanto a Arbitrum quanto a Optimism gastaram dezenas de milhões de dólares em custos de calldata (disponibilidade de dados) da Ethereum até agora neste ano, com despesas mensais variando. Uma proposta de valor importante de um sistema de disponibilidade de dados é reduzir significativamente esses custos e fornecer uma estrutura de custos mais previsível para rollups.

cortar custos

Existem três aspectos básicos nos custos incorridos na operação de um sistema DA. Vamos analisar como o EigenDA minimiza a estrutura de custos subjacente em cada dimensão:

• Custo de capital do penhor. Os Stakers prometem fundos para garantir a segurança da camada DA e podem esperar obter uma certa percentagem do rendimento para compensar o seu custo de oportunidade. O EigenDA reduz o custo de capital do piquetagem através do uso do EigenLayer, que emprega um modelo de segurança compartilhado que permite que o mesmo piquetagem seja usado em uma variedade de aplicações, criando economias de escala.
• Custos operacionais. Em vez de exigir que cada nó baixe e armazene todos os dados, o EigenDA usa codificação de eliminação para dividir os dados em pedaços menores e exige apenas que os operadores baixem e armazenem um único pedaço, uma fração de um blob de dados completo. Isso torna mais barato para cada operador de nó do que armazenar o blob inteiro, tornando o EigenDA “leve” e pode ser operado por muitos nós. À medida que mais e mais nós ingressam na rede EigenDA, o custo dos recursos de cada nó da rede diminuirá. Isso permite que um grande número de operadores de nós proteja o EigenDA a um custo menor e marginalmente menor.
• Custo de congestionamento. A utilização da largura de banda em todos os blockchains aproxima-se da capacidade do sistema e os dados começam a ficar mais caros para combater problemas de congestionamento. O EigenDA alivia o congestionamento de duas maneiras: a primeira maneira é ter maior rendimento, tentando tornar o congestionamento um fenômeno raro; a segunda maneira é permitir a reserva de largura de banda, o EigenDA pode garantir o rendimento programado do rollup a um custo com desconto. Para manter a flexibilidade, o EigenDA também permite que os rollups paguem pelo rendimento sob demanda.

Economia acumulada

A economia rollup é fundamentalmente diferente da economia L1 porque os custos de DA não são apenas altos, mas também imprevisíveis, e os custos surgem de tokens não nativos. Isso dificulta que os rollups assumam compromissos de preços com os usuários e subsidiem a adoção inicial, uma vez que eles devem arcar com o “risco de taxa de câmbio” entre seus próprios tokens de rollup e os tokens usados para pagar taxas de DA. Em contraste, L1 paga uma inflação fixa e pode fornecer gratuitamente uma certa quantidade de transações por segundo para atrair usuários.

Na EigenLayer, estamos explorando um mecanismo de rollups para pagar aos participantes um token rollup nativo a uma taxa de reserva previsível de longo prazo, em termos aceitáveis para o restaker da EigenLayer. Isso combina as vantagens de escala inerentes de um sistema de segurança compartilhado com as vantagens inerentes de pagamentos de tokens nativos estáveis para ajudar a iniciar o uso de rollups.

(2)Produto

O rendimento é outra proposta de valor fundamental dos sistemas DA. O EigenDA foi projetado para ser dimensionado horizontalmente, de modo que quanto mais operadoras na rede, maior será a taxa de transferência que a rede poderá suportar. Em testes privados em um conjunto de 100 nós com características de desempenho padrão, o EigenDA demonstrou rendimento de até 10 MBps, com um roteiro para expansão para 1 GBps. Isso abre a porta para aplicativos que exigem muita largura de banda, como jogos multijogador e streaming de vídeo no Ethereum.

EigenDA oferece alto rendimento por meio de seus três pilares de design:

• Desacoplando DA e consenso. Os sistemas DA existentes acoplam a prova de disponibilidade dos blobs de dados e a ordenação dos blobs de dados em uma arquitetura "monolítica". As provas de dados são paralelizadas e os nós podem atestar de forma independente a disponibilidade de diferentes blobs de dados; no entanto, a ordenação requer a serialização de blobs de dados, incorrendo assim em um atraso de consenso significativo. Embora esse acoplamento possa ser benéfico para a segurança do sistema como a fonte final de pedidos, ele não é necessário nem útil em um sistema DA projetado para acompanhar o blockchain Ethereum, que possui seu próprio sistema de pedidos, independentemente de como o rollup depende disso. para liquidação. Ao eliminar a classificação e a complexidade desnecessária de projetar um sistema DA puro, o EigenDA melhora significativamente o rendimento e a latência.
• Codificação de apagamento. O EigenDA permite que o rollup pegue os dados que você deseja publicar no EigenDA, divida-os em pedaços menores de dados e apague o código desses pedaços antes de armazenar os dados em fragmentos. EigenDA usa comprometimento polinomial KZG (o esquema matemático central das provas ZK), que exige que os nós baixem apenas uma pequena quantidade de dados [O(1/n)] sem baixar o blob inteiro. Ao contrário dos sistemas que usam provas de fraude para detectar codificação maliciosa de dados, o EigenDA usa provas de validade na forma de compromissos KZG para permitir que os nós verifiquem a codificação correta dos dados.
• Unicast direto em vez de P2P. As soluções DA existentes transferem blobs usando redes peer-to-peer (P2P), onde um operador recebe blobs de seus pares (endpoints) e depois transmite os mesmos blobs novamente para outros. Isto limita enormemente as taxas de DA alcançáveis. No EigenDA, o Disperser envia blobs diretamente para os operadores do EigenDA. Ao contar com unicast (comunicação direta) para descentralizar os dados, o EigenDA pode confirmar o DA dentro da latência da rede local sem ter que passar por protocolos de fofoca caros. Isso elimina a penalidade significativa de fofoca que acompanha o P2P e resulta em tempos de entrega de dados mais rápidos.

(3) Segurança

Usamos segurança como um termo abrangente que abrange segurança e vivacidade, bem como descentralização e resistência à censura. As propriedades a seguir demonstram a segurança do EigenDA:

• EigenLayer. Ao utilizar o re-staking, o EigenDA empresta dois aspectos diferentes de segurança do sistema EigenLayer: um é a segurança económica e o outro é a descentralização. O EigenDA foi construído para aproveitar o EigenLayer e dois elementos diferentes de confiança no ecossistema Ethereum de maneira sinérgica.
• Comprovante de Garantia. No EigenDA, um modo chave de falha do operador do nó é que o tempo real de armazenamento do item de dados não atende ao tempo necessário quando o nó assina o item de dados. Para resolver este problema, a EigenDA utiliza um mecanismo denominado Prova de Escrow, originalmente proposto por Justin Drake e Dankrad Feist da Fundação Ethereum. Com as provas de garantia, cada operador de nó deve calcular rotineiramente o valor da função somente quando armazenar o blob alocado. Se eles validarem os blobs sem calcular esta função, o ETH mantido pelo nó poderá ser cortado por qualquer pessoa com acesso aos seus itens de dados.
• Quórum duplo. O EigenDA também possui um recurso chamado Dual Quorum, que pode exigir dois quóruns independentes para comprovar a disponibilidade dos dados. Por exemplo, um quorum será composto por restaker ETH (quorum ETH), e o segundo quorum pode ser um compromisso de acumular o quorum nativo.
• Resistência à Censura. EigenDA oferece maior resistência à censura transitória do que camadas DA acopladas. Isso ocorre porque as arquiteturas DA acopladas normalmente dependem de um único líder ou proponente de bloco para ordenar linearmente os blobs de dados, criando um gargalo de revisão instantâneo. Em contraste, no EigenDA, os nós rollup podem descentralizar diretamente e receber assinaturas da maioria dos nós EigenDA, melhorando assim a resistência à censura para a maioria dos nós EigenDA sem estar vinculados a um único líder.

(4) Análise de Segurança

Conforme mencionado anteriormente, o EigenDA é construído sobre o staking de ETH via EigenLayer e usa um código de eliminação com uma taxa de codificação configurável que pode ser definida por rollup. Existem três ângulos diferentes para analisar a segurança de um sistema blockchain como o EigenDA; vamos examinar cada um em detalhes e como ele se aplica ao EigenDA conforme descrito acima:

Tolerância a falhas bizantinas (BFT: Tolerância a falhas bizantinas): Suponha que alguns nós sejam honestos e sigam totalmente o acordo, enquanto a outra parte dos nós é maliciosa e pode se desviar do acordo à vontade.

• DA é seguro, ou seja, os dados podem ser recuperados desde que X% dos nós sejam honestos, onde X pode variar de 10% a 50%, dependendo da taxa de codificação.
• Modelo de equilíbrio de Nash: Suponha que nós com diferentes colisões atuem de forma independente e analise o mecanismo de incentivo econômico de cada nó ou nó de colisão em pequena escala seguindo o protocolo.
• Desde que a colisão seja menor que (1-X), armazenar dados e fornecer dados aos usuários é Equilíbrio de Nash: o armazenamento de dados é garantido como um equilíbrio por meio de prova de custódia, o que penalizará o ETH dos nós que não armazenam dados ; o fornecimento de dados é garantido como um equilíbrio de equilíbrio, porque os dados estão dispersos por muitos nós, criando um mercado competitivo para o fornecimento de dados.

Modelo Econômico Criptográfico Puro: Suponha que todas as participações sejam detidas pelo mesmo nó e modele o custo econômico da corrupção.

• Enquanto os dados estiverem disponíveis, ou equivalentes a estarem disponíveis, e enquanto X% dos nós forem honestos, o ETH apostado por qualquer nó que não hospede os dados será reduzido. No entanto, o EigenDA não é incondicionalmente seguro do ponto de vista criptoeconomico; se todos os nós conspirarem e reterem dados, pode não ser possível cortá-los. No modelo Dual Quorum descrito anteriormente, os tokens de promessa são ETH e tokens nativos de rollup.Mesmo que seja impossível reduzir o ETH, o rollup também pode reduzir os tokens nativos.

Como podemos ver, o EigenDA baseia-se num modelo de confiança que requer não apenas confiança económica do piqueteamento de ETH, mas também descentralização e independência dos operadores de nós para operar com segurança. Felizmente, o EigenLayer permite que o EigenDA pegue emprestado ambos os mecanismos de confiança do Ethereum.

(5)Personalização

Os desenvolvedores de rollup podem ajustar os parâmetros com flexibilidade conforme necessário para implementar o EigenDA. A natureza modular do EigenDA permite que os rollups personalizem as compensações de segurança/vivacidade, modos de token de piquetagem, codificação de eliminação, tokens de pagamento disponíveis e muito mais.

Tal como discutido acima, algumas das decisões flexíveis mais importantes no EigenDA são decisões económicas. Por exemplo, os rollups podem optar por usar o staking de quórum duplo, onde apostam seus próprios tokens para garantir a disponibilidade dos dados; alternativamente, os rollups podem escolher uma estrutura de custos sob demanda ou programada.

3. Considerações estratégicas

Por fim, acreditamos que, além das características técnicas mencionadas acima, o EigenDA agrega valor estratégico ao rollup.

• Os stakers e validadores Ethereum são o coração pulsante que alimenta o EigenLayer e, por sua vez, o EigenDA. Ao adotar o EigenDA, o rollup pode se alinhar com essas partes interessadas da Ethereum que valorizam claramente a descentralização, a resistência à censura, o software de código aberto e a inovação combinável e sem permissão.
• EigenDA planeja ser o primeiro de muitos AVSs a serem lançados no ecossistema EigenLayer. Prevemos que à medida que o número de AVS cresce, haverá vantagens de composição entre eles, o que beneficiará os utilizadores finais destes AVS, e esperamos incluir uma variedade de rollups. Por exemplo, após o EigenDA, esperamos ver os casos de uso do AVS lançados, incluindo pedidos, confirmação rápida, rede de observadores, pontes, pedidos justos e até inteligência artificial. *EigenDA está nos estágios iniciais de uma longa jornada para concretizar sua visão ambiciosa. A equipe do EigenLabs está procurando parceiros da camada de base. Eles esperam trabalhar em estreita colaboração conosco em torno do EigenDA. Eles também esperam cooperar em muitos projetos por um longo tempo e eventualmente se tornarem parceiros de longo prazo. Esperamos que esta seja uma oportunidade de trabalharmos juntos para impulsionar o ecossistema Ethereum em direção a uma inovação mais aberta e esperamos apoiar o seu projeto tanto quanto possível.

4. O caminho a seguir

Consistente com nossa filosofia de design, temos um roteiro EigenDA em fases onde vários recursos do EigenDA serão construídos e lançados passo a passo. A primeira versão do EigenDA será lançada na testnet ainda este ano.