Подробное объяснение EigenDA: обеспечение доступности сверхкрупномасштабных данных при объединении

Автор: команда EigenLabs, Перевод: Golden Finance xiaozou

Вы уже должны знать, что такое доступность данных и почему это важно для блокчейна и объединения.

EigenDA — это безопасная, высокопроизводительная, децентрализованная служба доступности данных (DA) на Ethereum, использующая примитив повторной ставки EigenLayer. EigenDA, разработанная EigenLabs, станет первой службой активной проверки (AVS), запущенной на EigenLayer. После активации restaker сможет делегировать обязательства операторам узлов, которые выполняют задачи проверки EigenDA, чтобы получать комиссию за обслуживание, а rollup сможет публиковать данные в EigenDA для снижения транзакционных издержек. более высокая пропускная способность транзакций и безопасная компоновка всей экосистемы EigenLayer, безопасность и пропускная способность предназначены для горизонтального масштабирования с повторной ставкой и количеством операторов, выбирающих обслуживание протокола.

Мы планируем, что EigenDA внесет следующий вклад в экосистему Ethereum:

• Инновационное решение DA для объединений, предназначенное для возможного масштабирования Ethereum, обеспечивающее безопасность и вносящее ценность для стейкеров и валидаторов Ethereum. EigenDA построена на некоторых основных идеях и базовой базе данных Danksharding, важном обновлении экосистемы Ethereum, которое может сыграть роль в тестировании этих технологий.
• **Высокопроизводительный и недорогой стандарт, поддерживающий разработку новых сценариев использования в сети. **EigenDA будет поддерживать приложения для многопользовательских игр, социальных сетей и потокового видео, используя гибкие модели переменной и фиксированной платы.
• **Ключевые факторы защиты децентрализации. **В общей системе безопасности, такой как EigenLayer, если каждый оператор узла должен загружать и хранить все цепочки, использующие систему, очень немногие операторы узлов смогут это сделать, и в конечном итоге система столкнется с риском централизации. EigenDA был создан для предотвращения этой тенденции к централизации; он очень эффективен при распределении работы между несколькими участвующими узлами, требуя лишь небольшого объема работы от каждого оператора узла.
• ** Доказательство силы программируемого доверия. **EigenDA пытается доказать, что в дополнение к консенсусу Ethereum, участники и валидаторы Ethereum могут поддерживать критически важную инфраструктуру Ethereum, AVS (например, EigenDA) и пользователи AVS (например, объединение с использованием EigenDA) могут получить новый бизнес и успех моделей токенов на основе о модульности сети доверия Ethereum.

Мы рады видеть, что несколько команд ясно заявили о своем намерении интегрировать EigenDA в свою инфраструктуру L2, в том числе: переход Celo с L1 на Ethereum L2; Mantle и ее поддерживающие продукты за пределами экосистемы BitDAO; обеспечение выполнения zkWASM. Свободное использование уровня; Оффшорный уровень. , который обеспечивает уровень выполнения Move, уровень N, который обеспечивает гибридный накопительный пакет zk-OP, разработанный специально для финансовых приложений, и так далее.

Мы будем продолжать искать партнеров базового уровня для создания EigenDA и приглашать различные объединения, чтобы узнать больше о протоколе, особенно тех, которые работают над вариантами использования с высокой пропускной способностью (требующими пропускной способности 10 МБ/с или более).

1. Техническая архитектура

На рисунке ниже показан основной поток данных EigenDA.

• Заказчик создает блок транзакций и отправляет запросы на разброс данных.
• Отвечает за стирающее кодирование больших объемов данных в блоки, генерацию обязательств KZG и доказательств KZG и отправку этих обязательств, блоков и доказательств на рабочие узлы сети EigenDA.
• Будет иметь возможность запустить собственный диспергатор или использовать службу диспергирования, предоставляемую третьей стороной (например, EigenLabs), для удобства и амортизации затрат на проверку подписи. Rollup может оптимистично использовать службу рассредоточения, так что в случае отсутствия ответа службы или цензуры Rollup может использовать свой собственный диспергатор для получения преимуществ амортизации в оптимистичном режиме, не жертвуя устойчивостью к цензуре.
• Узлы EigenDA проверяют полученные блоки данных на соответствие обязательствам KZG, сохраняют данные, затем генерируют подписи и возвращают подписи диспергатору для агрегации.

2. Технические соображения

Теперь, когда у нас есть базовое представление об архитектуре EigenDA, давайте обсудим преимущества и производительность, для достижения которых предназначена эта система. Ниже приведен краткий список функций, которые, по нашему мнению, необходимы для хорошего и полезного уровня доступности сводных данных:

• Экономика
• Пропускная способность
• безопасность *Настраиваемость

Мы рассмотрим каждую функцию с точки зрения EigenDA.

(1) Экономика

Сегодня многие L2 используют Ethereum в качестве уровня доступности данных из-за гарантий криптоэкономической безопасности Ethereum. Это приводит к чрезвычайно высоким и нестабильным затратам, поскольку накопительные пакеты конкурируют с каждым другим пользователем Ethereum за ограниченное пространство блоков, основанное на ценах на перегрузку. Например, в этом году и Arbitrum, и Optimism потратили десятки миллионов долларов на стоимость вызовов Ethereum (доступность данных), причем ежемесячные расходы различались. Основное преимущество систем доступности данных заключается в значительном сокращении этих затрат и обеспечении более предсказуемой структуры затрат на объединение.

сократить расходы

Существует три основных аспекта затрат, связанных с эксплуатацией системы DA. Давайте проанализируем, как EigenDA минимизирует базовую структуру затрат в каждом измерении:

• Капитальная стоимость залога. Стейкеры обещают средства для обеспечения безопасности уровня DA и могут надеяться на получение определенного процента дохода, чтобы компенсировать свои альтернативные издержки. EigenDA снижает капитальные затраты на стейкинг за счет использования EigenLayer, который использует общую модель безопасности, которая позволяет использовать одну и ту же ставку в различных приложениях, создавая эффект масштаба.
• Операционные затраты. EigenDA не требует, чтобы каждый узел загружал и сохранял все данные. Вместо этого он использует стирающее кодирование для разбиения данных на более мелкие блоки данных и требует, чтобы операторы загружали и сохраняли только один блок данных, небольшую часть полного блока данных. Это делает его дешевле для каждого оператора узла, чем хранение всего большого двоичного объекта, что делает EigenDA «легким» и может управляться многими узлами. По мере того, как все больше и больше узлов присоединяются к сети EigenDA, стоимость ресурсов каждого узла в сети будет уменьшаться. Это позволяет большому количеству операторов узлов защищать EigenDA с меньшими и незначительно меньшими затратами.
• Стоимость пробок. Использование полосы пропускания во всех блокчейнах приближается к пропускной способности системы, и данные начинают дорожать из-за проблем с перегрузкой. EigenDA уменьшает перегрузку двумя способами: первый способ — повысить пропускную способность, пытаясь сделать перегрузку редким явлением; второй способ — разрешить резервирование полосы пропускания, EigenDA может обеспечить запланированную пропускную способность объединения по сниженной цене. Чтобы сохранить гибкость, EigenDA также позволяет объединениям платить за пропускную способность по требованию.

Сводная экономика

Экономика роллапа фундаментально отличается от экономики L1, поскольку затраты DA не только высоки, но и непредсказуемы, а затраты возникают из-за неродных токенов. Это затрудняет для накопительных пакетов обещание цен пользователям и субсидирование первоначального внедрения, поскольку им приходится брать на себя «риск обмена» между своими токенами объединения и токенами, которые платят комиссию DA. Напротив, L1 платит фиксированную инфляцию и может бесплатно обеспечивать определенное количество транзакций в секунду для привлечения пользователей.

В EigenLayer мы изучаем механизм объединения, позволяющий выплачивать участникам собственный токен объединения по предсказуемой долгосрочной ставке бронирования и на условиях, приемлемых для рестейкера EigenLayer. Это сочетает в себе преимущества масштаба, присущие общей системе безопасности, с преимуществами, присущими стабильным собственным платежам токенами, что помогает ускорить использование накопительных пакетов.

(2) Пропускная способность

Пропускная способность — еще одно фундаментальное преимущество систем DA. EigenDA спроектирована с возможностью горизонтального масштабирования: чем больше операторов в сети, тем большую пропускную способность может поддерживать сеть. В частном тестировании на наборе из 100 узлов со стандартными характеристиками производительности EigenDA продемонстрировала пропускную способность до 10 МБ/с с планами масштабирования до 1 ГБ/с. Это открывает двери для приложений с интенсивным использованием полосы пропускания, таких как многопользовательские игры и потоковое видео на Ethereum.

EigenDA обеспечивает высокую пропускную способность благодаря трем основным принципам проектирования:

• Разделение DA и консенсуса. Существующие системы DA объединяют доказательства доступности блоков данных и их упорядочивание в «монолитную» архитектуру. Аттестация данных является параллельной, и узлы могут независимо подтверждать доступность различных блоков данных; однако упорядочивание требует сериализации блоков данных, что создает значительную задержку консенсуса. Хотя эта связь может быть полезной для безопасности системы как основного источника заказа, она не является ни необходимой, ни полезной в системе DA, предназначенной для сопровождения блокчейна Ethereum, которая имеет свою собственную систему заказа, независимо от того, как происходит объединение. сделано, от этого зависит расчет. Устранив упорядоченность и ненужную сложность проектирования чистой системы DA, EigenDA значительно повышает пропускную способность и задержку.
• Стирающее кодирование. EigenDA позволяет объединять данные, которые вы хотите опубликовать в EigenDA, разбивать их на более мелкие фрагменты данных и стирать код этих фрагментов перед сохранением данных во фрагментах. EigenDA использует полиномиальное обязательство KZG (основная математическая схема доказательств ZK), требуя, чтобы узлы загружали только небольшой объем данных [O(1/n)] вместо загрузки всего большого двоичного объекта. В отличие от систем, которые используют доказательства мошенничества для обнаружения вредоносного кодирования данных, EigenDA использует доказательства достоверности в форме обязательств KZG, чтобы узлы могли проверять правильность кодирования данных.
• Прямая одноадресная передача вместо P2P. Существующие решения DA передают большие двоичные объекты с использованием одноранговых (P2P) сетей, где оператор получает большие двоичные объекты от своих одноранговых узлов (конечных точек), а затем снова передает те же самые большие двоичные объекты другим. Это сильно ограничивает достижимую скорость DA. В EigenDA Disperser отправляет BLOB-объекты напрямую операторам EigenDA. Полагаясь на одноадресную передачу (прямую связь) для децентрализации данных, EigenDA может подтверждать DA в пределах задержки локальной сети без необходимости проходить через дорогостоящие протоколы сплетен. Это устраняет значительные штрафы за сплетни, которые возникают при использовании P2P, и приводит к сокращению времени доставки данных.

(3) Безопасность

Мы используем безопасность как общий термин, охватывающий безопасность и жизнеспособность, а также децентрализацию и устойчивость к цензуре. Следующие функции демонстрируют безопасность EigenDA:

• Собственный слой. Используя повторную ставку, EigenDA заимствует два разных аспекта безопасности из системы EigenLayer: один — экономическая безопасность, а другой — децентрализация. EigenDA был создан для синергетического использования EigenLayer и двух различных элементов доверия в экосистеме Ethereum.
• Доказательство условного депонирования. В EigenDA ключевой режим отказа оператора узла заключается в том, что фактическое время хранения элемента данных не достигает требуемого времени, когда узел подписывает элемент данных. Чтобы решить эту проблему, EigenDA использует механизм, называемый доказательством условного депонирования, который первоначально был предложен Джастином Дрейком и Данкрадом Файстом из Ethereum Foundation. При наличии доказательства условного депонирования каждый оператор узла должен регулярно вычислять значение функции, которое можно вычислить только после того, как они сохранили выделенный блок больших двоичных объектов. Если они проверяют большие двоичные объекты без вычисления этой функции, ETH, хранящийся на узле, может быть сокращен любым, имеющим доступ к их элементам данных.
• Двойной кворум. В EigenDA также есть функция Dual Quorum, которая может потребовать наличия двух независимых кворумов для подтверждения доступности данных. Например, один кворум будет состоять из рестейкера ETH (кворум ETH), а второй кворум может быть компромиссным вариантом объединения собственного кворума.
• Сопротивление цензуре. EigenDA обеспечивает более высокую устойчивость к временной цензуре, чем связанные уровни DA. Это связано с тем, что связанные архитектуры DA обычно полагаются на одного лидера или инициатора блоков для линейного упорядочивания блоков данных, что создает мгновенное узкое место при проверке. Напротив, в EigenDA узлы объединения могут напрямую децентрализовать и получать подписи от большинства узлов EigenDA, тем самым повышая устойчивость к цензуре для большинства узлов EigenDA без привязки к единому лидеру.

(4) Анализ безопасности

Как упоминалось ранее, EigenDA построен на стейкинге ETH через EigenLayer и использует коды стирания с настраиваемым коэффициентом кодирования, который можно установить путем объединения. Существует три различных точки зрения для анализа безопасности системы блокчейна, такой как EigenDA; давайте рассмотрим каждую точку зрения конкретно и то, как она применима к EigenDA, как упоминалось выше:

Византийская отказоустойчивость (BFT: Византийская отказоустойчивость): Предполагается, что некоторые узлы честны и полностью следуют протоколу, в то время как другие узлы являются вредоносными и могут отклоняться от протокола по своему желанию.

• DA является безопасным, т. е. данные могут быть получены до тех пор, пока X% узлов честны, где X может варьироваться от 10% до 50%, в зависимости от коэффициента кодирования.
• Модель равновесия Нэша: предполагая, что различные узлы столкновения (сговора) действуют независимо, проанализируйте механизм экономического стимулирования для каждого узла или узлов мелкомасштабных столкновений, чтобы следовать соглашению.
• Пока коллизия меньше (1-X), хранение данных и предоставление данных пользователям является равновесием Нэша: хранение данных гарантированно будет равновесным благодаря доказательствам условного депонирования, которые конфискуют ETH узлов, которые не хранят данные. предоставление данных гарантированно будет равновесным равновесием, поскольку данные распространяются по многим узлам, создавая конкурентный рынок для предоставления данных.

Чистая криптоэкономическая модель. Предположим, что все ставки принадлежат одному и тому же узлу, и смоделируйте экономические издержки коррупции.

• Пока данные доступны или эквивалентно доступны, при условии, что X% узлов честны, любой ETH, обещанный узлом, который не размещает данные, будет оштрафован. Однако EigenDA не обладает безусловной криптоэкономической безопасностью; если все узлы вступят в сговор и скроют данные, их может оказаться невозможно сократить. В описанной выше модели двойного кворума залоговыми токенами являются ETH и собственные токены объединения, даже если конфисковать ETH невозможно, объединение может конфисковать собственные токены.

Как мы видим, EigenDA построена на модели доверия, которая требует не только экономического доверия от ставок ETH, но также децентрализации и независимости операторов узлов для безопасной работы. К счастью, EigenLayer позволяет EigenDA заимствовать оба этих механизма доверия у Ethereum.

(5) Возможность настройки

Разработчики накопительных пакетов могут гибко настраивать параметры по мере необходимости для реализации EigenDA. Модульная природа EigenDA позволяет создавать накопительные пакеты для настройки компромиссов между безопасностью и жизнеспособностью, режимов ставок токенов, стирающего кодирования, доступных платежных токенов и многого другого.

Как обсуждалось выше, некоторые из наиболее важных гибких решений в EigenDA — это экономические решения. Например, объединения могут использовать двойную ставку кворума, при которой они размещают свои собственные токены, чтобы гарантировать доступность данных; в качестве альтернативы, объединения могут выбрать структуру затрат по требованию или по расписанию.

3. Стратегические соображения

Наконец, мы считаем, что EigenDA обеспечивает стратегическую ценность накопительных пакетов в дополнение к вышеупомянутым техническим характеристикам.

• Стейкеры и валидаторы Ethereum — это бьющееся сердце, которое питает EigenLayer и, в свою очередь, EigenDA. Приняв EigenDA, Rollup может присоединиться к тем заинтересованным сторонам Ethereum, которые явно ценят децентрализацию, устойчивость к цензуре, программное обеспечение с открытым исходным кодом и компонуемые, не требующие разрешения инновации.
• EigenDA планирует стать первым из многих AVS, запущенных в экосистеме EigenLayer. Мы предвидим, что по мере роста числа AVS между ними возникнут преимущества компонуемости, которые принесут пользу конечным пользователям этих AVS, и мы надеемся включить широкий спектр объединений. Например, после EigenDA мы ожидаем увидеть варианты использования AVS, включая сортировку, быстрые подтверждения, сети наблюдения, мосты, справедливую сортировку и даже искусственный интеллект.
• EigenDA находится на ранней стадии долгого пути к реализации своего амбициозного видения. Команда EigenLabs ищет партнеров базового уровня. Они надеются на тесное сотрудничество с нами в рамках EigenDA. Они также надеются сотрудничать во многих проектах в течение длительного времени и в конечном итоге стать долгосрочными партнерами. Мы надеемся, что это возможность работать вместе, чтобы направить экосистему Ethereum к более открытым инновациям, и мы с нетерпением ждем возможности максимально поддержать ваш проект.

4. Путь вперед

В соответствии с нашей философией проектирования у нас есть поэтапный план EigenDA, в котором различные функции EigenDA будут создаваться и выпускаться шаг за шагом. Первая версия EigenDA будет запущена в тестовой сети позднее в этом году.