Interpretação de como o EigenDA realiza a disponibilidade de dados em escala ultralarga do Rollup

Escrito por: EigenLabs

Compilado por: Deep Wave TechFlow

EigenDA é um serviço de disponibilidade de dados (DA) seguro, de alto rendimento e descentralizado construído em Ethereum, usando o módulo básico de re-staking do EigenLayer. Desenvolvido pela EigenLabs, o EigenDA será o primeiro Active Verification Service (AVS) lançado no EigenLayer. Uma vez lançado, os restakers poderão delegar seus direitos de staking a operadores de nós que executam tarefas de verificação para EigenDA em troca de pagamentos de serviços, e o Rollup poderá publicar dados para EigenDA para custos de transação mais baixos, maior rendimento de transações e capacidade de composição de segurança dentro do O ecossistema, a segurança e o rendimento do EigenLayer são projetados para escalar horizontalmente com o número de re-stakes e operadores escolhidos para servir o protocolo.

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

Forneça soluções DA inovadoras para Rollup, contribua para o objetivo final de escalonamento do Ethereum e obtenha segurança e valor dos stakers e validadores do Ethereum. O EigenDA é baseado em algumas ideias e bibliotecas centrais que são atualizações importantes para Danksharding e podem desempenhar um papel no teste de combate dessas tecnologias.

Fornece padrões de alto rendimento e baixo custo para promover o crescimento de novos casos de uso na cadeia. A EigenDA oferecerá suporte a aplicações como jogos multijogador, redes sociais e streaming de vídeo, com modelos de custos flexíveis, incluindo taxas variáveis e fixas.

Garantir elementos-chave da descentralização. Em um sistema de segurança compartilhado como o EigenLayer, se cada operador de nó precisar baixar e armazenar todas as cadeias que usam o sistema, poucos operadores de nó conseguirão acompanhar e o sistema poderá eventualmente se tornar centralizado. O EigenDA foi projetado para evitar essa tendência de centralização; ele distribui o trabalho entre muitos nós participantes para alcançar alto desempenho, exigindo que cada operador conclua apenas uma pequena quantidade de trabalho.

Provando o poder da confiança programável. EigenDA tenta provar que os stakers e validadores Ethereum podem suportar infraestrutura crítica Ethereum. Além do consenso Ethereum, AVS (como EigenDA) e usuários de AVS (como Rollup usando EigenDA) podem confiar na modularidade da rede em Ethereum. Com base nisso , implementamos com sucesso novos modelos de negócios e tokens.

Estamos entusiasmados em ver várias equipes já planejando integrar o EigenDA em sua infraestrutura L2, incluindo: Celo em sua transição de L1 para Ethereum L2; Mantle e sua gama de produtos complementares no ecossistema BitDAO; e Fluent oferecendo camada de execução zkWASM; Offshore fornece a camada de execução Move; a camada N fornece rollup híbrido zk-OP para aplicações financeiras, etc.

Arquitetura de Tecnologia

A figura a seguir mostra o fluxo básico de dados no EigenDA.

O Rollup Sequencer cria blocos com transações e envia solicitações para dispersar blocos de dados.

O Dispersor é responsável por apagar a codificação dos blocos de dados em blocos, gerar compromissos KZG e provas de revelação múltipla KZG e enviar os compromissos, blocos e provas para os nós operacionais da rede EigenDA.

Rollup pode executar seu próprio Disperser ou usar um serviço descentralizado fornecido por terceiros (como EigenLabs) para facilitar e distribuir o custo da verificação de assinatura. O uso de serviços descentralizados pelo Rollup permite que ele use seu próprio Disperser como backup quando o serviço não responde ou é censurado, obtendo assim benefícios amortizados sem sacrificar a resistência à censura.

Os nós EigenDA usam múltiplas provas de revelação para verificar os blocos recebidos em relação aos compromissos KZG, persistir os dados e, em seguida, gerar e retornar assinaturas ao Disperser para agregação.

Considerações técnicas

Agora que temos uma compreensão básica da arquitetura do EigenDA, vamos discutir os benefícios e recursos que este sistema foi projetado para alcançar. Aqui está uma breve lista de alguns dos recursos que acreditamos serem necessários para uma camada de disponibilidade de dados boa e útil para Rollup:

• Econômico *Taxa de transferência
• segurança *Personalização.

Explicaremos cada recurso da perspectiva do EigenDA.

Econômico

Hoje, muitos L2s usam Ethereum como camada de disponibilidade de dados devido às suas garantias de segurança criptoeconômica. Isso resulta em custos extremamente altos e alta volatilidade, já que o Rollup compete com todos os outros usuários do Ethereum por espaço de bloco limitado, com preços baseados no congestionamento. Por exemplo, Arbitrum e Optimism gastaram dezenas de milhões de dólares em taxas de disponibilidade de dados no Ethereum este ano, sem consistência mês a mês. Uma das principais propostas de valor de um sistema de disponibilidade de dados é reduzir significativamente esses custos e fornecer ao Rollup maior previsibilidade em sua estrutura de custos.

cortar custos

Existem três dimensões básicas de custos associadas à operação de um sistema de disponibilidade de dados. Vamos analisar como o EigenDA minimiza a estrutura de custos subjacente em cada dimensão:

O custo do capital penhorado. Para proteger a camada de disponibilidade de dados, os interessados podem desejar receber uma percentagem dos rendimentos para compensar o seu custo de oportunidade. O EigenDA reduz o custo de piquetagem de capital usando o EigenLayer, que adota um modelo de segurança compartilhado que permite que o mesmo piquetagem seja compartilhado entre vários aplicativos, 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 que os operadores baixem e armazenem apenas um único pedaço que é uma fração do tamanho total do pedaço de dados. Isso reduz o custo por operador em comparação com o armazenamento de blocos de dados completos, permitindo que muitos nós operem o EigenDA "levemente". À medida que mais nós ingressam na rede EigenDA, o custo de recursos incorrido por cada nó da rede também diminuirá. Isto permite à EigenDA fornecer segurança a um custo menor a um grande número de operadores e alcançar uma redução gradual dos custos, concretizando assim o conceito de abundância em vez de escassez.

Custos de congestionamento. Quando a utilização da largura de banda de qualquer blockchain se aproxima da capacidade do sistema, o custo dos dados começa a aumentar. O EigenDA reduz o congestionamento de duas maneiras: 1. Através de uma taxa de transferência mais alta, ele tenta tornar o congestionamento um fenômeno raro; 2. Ao permitir a reserva de largura de banda, o EigenDA pode garantir a taxa de transferência da reserva Rollup a um preço com desconto. Para manter a flexibilidade, o EigenDA também permite que o Rollup pague pelo rendimento sob demanda.

Economia acumulada

A economia do Rollup é fundamentalmente diferente da L1, uma vez que os custos de disponibilidade de dados não são apenas elevados e imprevisíveis, mas são pagos em tokens não nativos. Isto torna difícil para o Rollup assumir compromissos de preços com os usuários e subsidiar a adoção inicial, uma vez que eles devem arcar com o “risco de taxa de câmbio” entre seus próprios tokens Rollup e os tokens usados para pagar pela disponibilidade de dados. Em contraste, L1 paga um valor fixo de inflação e pode fornecer gratuitamente um certo número de transações por segundo para atrair usuários.

A EigenDA está explorando maneiras de permitir que o Rollup pague aos stakers em tokens Rollup nativos a uma taxa de reserva previsível de longo prazo, em termos aprovados pelos stakers 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 impulsionar a adoção do Rollup.

Taxa de transferência

O rendimento é outra proposta de valor fundamental dos sistemas de disponibilidade de dados. O EigenDA foi projetado para escalar horizontalmente, ou seja, quanto mais operadoras na rede, maior será o rendimento da rede. Em testes privados usando 100 nós com características de desempenho padrão, o EigenDA demonstrou rendimento de até 10 MBps, com planos de escalar para 1 GBps. Isso abre a porta para aplicativos baseados em Ethereum com uso intensivo de largura de banda, como jogos multijogador e streaming de vídeo.

EigenDA alcança alto rendimento através de três pilares em seu design:

DA está dissociada do consenso. Os sistemas DA existentes combinam a prova de disponibilidade de blobs de dados e a ordenação dos blobs de dados em uma arquitetura "monolítica". A comprovação da disponibilidade de dados pode ocorrer em paralelo, pois os nós podem provar independentemente a disponibilidade de diferentes blocos de dados; no entanto, a ordenação requer a serialização dos blocos de dados, resultando em um atraso significativo no consenso. Embora este acoplamento possa ser benéfico em termos de segurança para sistemas projetados para serem a fonte do pedido final, não é necessário nem apropriado para sistemas DA projetados para serem usados com o blockchain Ethereum. Útil porque o próprio blockchain Ethereum possui um sistema de pedidos para povoado. Ao simplificar a complexidade desnecessária de classificação e projetar um sistema DA puro, o EigenDA alcança melhorias significativas no rendimento e na latência.

Codificação de apagamento. O EigenDA permite que o rollup divida os dados a serem publicados no EigenDA em pedaços menores e apague o código desses pedaços antes de armazenar os dados. Usando compromissos polinomiais KZG (o esquema matemático central das provas ZK), o EigenDA só precisa baixar pequenas quantidades de dados, em vez de baixar blocos inteiros de dados. Ao contrário dos sistemas que utilizam provas de fraude para detectar codificação maliciosa de dados, o EigenDA utiliza provas de validade na forma de compromissos KZG para permitir que os nós verifiquem a codificação correta dos dados.

Comunicação direta em vez de P2P. As soluções DA existentes usam redes ponto a ponto (P2P) para transmitir blocos de dados, onde as operadoras recebem blocos de dados de seus pares e depois retransmitem os mesmos blocos de dados para outros. Isto limita severamente as taxas de DA alcançáveis. No EigenDA, o Dispersor envia blocos de dados diretamente para o operador EigenDA. Ao confiar na comunicação direta para descentralizar os dados, o EigenDA pode atrasar a confirmação do DA pela rede nativa. Isso elimina a penalidade significativa por fofoca introduzida pelo P2P e resulta em tempos de comprometimento de dados mais rápidos.

Recursos de segurança

Usamos segurança como um termo abrangente que abrange segurança e vivacidade, bem como descentralização e resistência à censura. Os seguintes recursos demonstram a segurança do EigenDA:

EigenLayer. Ao usar o re-staking, o EigenDA empresta dois aspectos de segurança diferentes do sistema EigenLayer: 1. Segurança econômica; 2. Descentralização. O EigenDA foi projetado para aproveitar esses dois elementos diferentes de confiança no EigenLayer e no ecossistema Ethereum de maneira sinérgica.

Comprovante de Garantia. Um modo de falha importante para operadores no EigenDA são os nós assinando itens de dados sem realmente armazená-los pelo tempo necessário. Para resolver esse problema, a EigenDA usa um mecanismo chamado prova de garantia, que foi originalmente proposto por Justin Drake e Dankrad Feist da Fundação Ethereum. Com as provas de garantia, cada operador deve calcular e comprometer-se periodicamente com o valor de uma função que só pode ser calculada se tiver armazenado seu bloco de dados alocado. Se eles atestarem um bloco de dados antes de calcular esta função, qualquer pessoa com acesso aos seus itens de dados poderá reduzir o ETH mantido pelo nó.

Modelo de arbitragem dupla. O EigenDA também possui um recurso chamado quórum duplo, onde podem ser solicitados dois quóruns independentes para atestar a disponibilidade dos dados. Por exemplo, um quórum poderia consistir em re-stakers ETH (quorum ETH) e um segundo quórum poderia consistir em stakers do token nativo do rollup.

Resistência à censura. EigenDA oferece maior resistência à censura transitória em comparação com camadas DA acopladas. Isso ocorre porque as arquiteturas DA acopladas normalmente dependem de um único líder ou proponente de bloco para ordenar blocos linearmente, criando um ponto de estrangulamento de censura instantâneo. Em contraste, no EigenDA, os nós rollup podem distribuir e receber assinaturas diretamente para a maioria dos nós EigenDA, aumentando assim a resistência à censura para a maioria dos nós EigenDA, em vez de ficarem limitados a um único líder.

Análise de segurança

Conforme discutido anteriormente, o EigenDA é baseado no staking de ETH via EigenLayer e usa codificação de eliminação com uma taxa de codificação configurável que pode ser definida por rollup. Existem três ângulos diferentes para análise de segurança de um sistema blockchain como o EigenDA; descrevemos cada ângulo e como ele se aplica ao EigenDA acima:

Tolerância a Falhas Bizantinas (BFT): Presume-se que alguns nós são honestos e seguem o protocolo completamente, enquanto outros nós são maliciosos e podem desviar-se do protocolo à vontade.

EigenDA é seguro, ou seja, os dados podem ser recuperados desde que X% dos nós sejam honestos, onde X pode ser de 10% a 50%, dependendo da taxa de codificação.

Modelo de equilíbrio de Nash: Analisa os incentivos econômicos de cada nó ou pequenos nós conspiradores para seguir o protocolo, assumindo que o comportamento do nó entre diferentes nós conspiradores é independente.

Contanto que o tamanho do conluio seja menor que (1-X), armazenar e fornecer dados aos usuários é um equilíbrio de Nash: o armazenamento de dados é garantido como um equilíbrio pela prova de armazenamento, e o ETH do nó que armazena os dados será reduzido ; fornecer dados espalhando-os por muitos nós garantidos, desencadeando assim um mercado competitivo para fornecer dados.

Modelo criptoeconômico puro: suponha que todas as ações sejam detidas pelo mesmo nó e modele o custo da corrupção econômica.

Enquanto os dados estiverem disponíveis, ou enquanto X% dos nós forem honestos, qualquer nó que não hospede os dados terá seu ETH apostado cortado. No entanto, o EigenDA não possui segurança criptoeconômica incondicional; se todos os nós conspirarem e reterem dados, pode ser impossível cortá-los. No modelo de arbitragem dupla descrito anteriormente, no caso de piquetar tanto o ETH quanto os tokens rollup nativos, o rollup pode reduzir os tokens nativos mesmo que o ETH não possa ser reduzido.

Como podemos ver, o EigenDA baseia-se num modelo de confiança que requer não apenas confiança económica do staking de ETH, mas também descentralização e independência do operador para operar com segurança. Felizmente, o EigenLayer permite que o EigenDA pegue emprestado esses dois mecanismos de confiança do Ethereum.

Personalização

Os desenvolvedores de rollup podem implementar o EigenDA com flexibilidade e ajustar os parâmetros conforme necessário. 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 aceitos e muito mais.

Conforme discutido na secção anterior, 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 seus próprios tokens são apostados para garantir a disponibilidade dos dados; ou os rollups podem escolher uma estrutura de custos sob demanda ou reservada.

Considerações Estratégicas

Em última análise, acreditamos que o EigenDA fornece valor estratégico ao rollup além dos seus atributos técnicos.

Os stakers e validadores do Ethereum são a força central que impulsiona o EigenLayer e, portanto, também a força que impulsiona 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 acesso aberto e a inovação combinável e sem permissão.

O EigenDA está planejado para ser um dos primeiros de muitos AVS a serem lançados no ecossistema EigenLayer. Prevemos que à medida que o número de AVSs cresce, haverá benefícios combinatórios entre eles, o que beneficiará os utilizadores finais de AVSs, e esperamos que estes utilizadores incluam vários tipos de Rollups. Por exemplo, após o EigenDA, esperamos ver o lançamento do AVS com casos de uso como classificação, reconhecimento rápido, monitoramento de redes, ponte, classificação justa e até inteligência artificial.