Интерпретация того, как EigenDA реализует сверхбольшую доступность данных Rollup

Автор: EigenLabs

Составил: Deep Wave TechFlow

EigenDA — это безопасный, высокопроизводительный и децентрализованный сервис доступности данных (DA), построенный на Ethereum с использованием базового модуля повторной ставки EigenLayer. EigenDA, разработанная EigenLabs, станет первой службой активной проверки (AVS), запущенной на EigenLayer. После запуска рестейкеры смогут делегировать свои права на стейкинг операторам узлов, которые выполняют задачи проверки для EigenDA, в обмен на оплату услуг, а Rollup сможет публиковать данные в EigenDA для снижения транзакционных издержек, повышения пропускной способности транзакций и возможности обеспечения безопасности в рамках Экосистема, безопасность и пропускная способность EigenLayer рассчитаны на горизонтальное масштабирование в зависимости от количества повторных ставок и операторов, выбранных для обслуживания протокола.

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

Предоставляйте инновационные решения DA для Rollup, вносите свой вклад в достижение конечной цели масштабирования Ethereum, а также получайте безопасность и выгоду от стейкеров и валидаторов Ethereum. EigenDA построена на некоторых основных идеях и библиотеках, которые являются ключевыми обновлениями Danksharding и могут сыграть роль в боевом тестировании этих технологий.

Обеспечьте высокую пропускную способность и недорогие стандарты, чтобы способствовать росту новых вариантов использования в сети. EigenDA будет поддерживать такие приложения, как многопользовательские игры, социальные сети и потоковое видео, с гибкими моделями затрат, включая переменные и фиксированные сборы.

Обеспечение ключевых элементов децентрализации. В общей системе безопасности, такой как EigenLayer, если каждому оператору узла необходимо загружать и сохранять каждую цепочку с помощью системы, немногие операторы узлов могут справиться с этим, и система в конечном итоге может стать централизованной. EigenDA разработан для предотвращения этой тенденции к централизации; он распределяет работу между многими участвующими узлами для достижения высокой производительности, требуя от каждого оператора выполнения лишь небольшого объема работы.

Доказательство силы программируемого доверия. EigenDA пытается доказать, что стейкеры и валидаторы Ethereum могут поддерживать критически важную инфраструктуру Ethereum. В дополнение к консенсусу Ethereum AVS (например, EigenDA) и пользователи AVS (например, Rollup с использованием EigenDA) могут доверять модульности сети в Ethereum. мы успешно внедрили новые бизнес-модели и модели токенов.

Мы рады видеть, что несколько команд уже планируют интегрировать EigenDA в свою инфраструктуру L2, в том числе: Celo при переходе с L1 на Ethereum L2; Mantle и ее ряд дополнительных продуктов в экосистеме BitDAO; и Fluent, предлагающий уровень исполнения zkWASM; Offshore обеспечивает уровень выполнения Move; уровень N обеспечивает гибридное объединение zk-OP для финансовых приложений и т. д.

Технологическая архитектура

На следующем рисунке показан основной поток данных в EigenDA.

Rollup Sequencer создает блоки с транзакциями и отправляет запросы на разброс блоков данных.

Диспергатор отвечает за стирающее кодирование блоков данных в блоки, генерацию обязательств KZG и доказательств множественного раскрытия KZG, а также отправку обязательств, блоков и доказательств на рабочие узлы сети EigenDA.

Rollup может запустить собственный Disperser или использовать децентрализованный сервис, предоставляемый третьей стороной (например, EigenLabs), чтобы облегчить и распределить затраты на проверку подписи. Использование Rollup децентрализованных сервисов позволяет ему использовать собственный Disperser в качестве резервной копии, когда сервис не отвечает или подвергается цензуре, тем самым получая амортизированные преимущества, не жертвуя устойчивостью к цензуре.

Узлы EigenDA используют множественные доказательства раскрытия для проверки полученных блоков на соответствие обязательствам KZG, сохранения данных, а затем генерации и возврата подписей в Disperser для агрегации.

Технические соображения

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

• Экономичный *Пропускная способность
• безопасность *Настраиваемость.

Мы объясним каждую функцию с точки зрения EigenDA.

Экономично

Сегодня многие L2 используют Ethereum в качестве уровня доступности данных из-за его криптоэкономических гарантий безопасности. Это приводит к чрезвычайно высоким затратам и высокой волатильности, поскольку Rollup конкурирует со всеми другими пользователями Ethereum за ограниченное пространство блоков, а цены основаны на перегрузке. Например, в этом году Arbitrum и Optimism потратили десятки миллионов долларов на комиссию за доступность данных в Ethereum, причем из месяца в месяц это было непоследовательно. Одним из ключевых преимуществ системы доступности данных является значительное сокращение этих затрат и обеспечение большей предсказуемости структуры затрат Rollup.

сократить расходы

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

Стоимость залогового капитала. Чтобы защитить уровень доступности данных, заинтересованные стороны могут захотеть получить процент от выручки для компенсации своих альтернативных издержек. EigenDA снижает стоимость размещения капитала за счет использования EigenLayer, который использует общую модель безопасности, которая позволяет использовать одну и ту же долю в различных приложениях, создавая экономию за счет масштаба.

операционные затраты. Вместо того, чтобы требовать, чтобы каждый узел загружал и сохранял все данные, EigenDA использует стирающее кодирование для разделения данных на более мелкие фрагменты и требует, чтобы операторы загружали и сохраняли только один фрагмент, который составляет часть полного размера фрагмента данных. Это снижает затраты на одного оператора по сравнению с хранением полных блоков данных, позволяя многим узлам «облегченно» использовать EigenDA. По мере того, как к сети EigenDA присоединяется больше узлов, стоимость ресурсов, которую несет каждый узел в сети, также будет уменьшаться. Это позволяет EigenDA обеспечить безопасность с меньшими затратами для большого числа операторов и добиться постепенного снижения затрат, тем самым реализуя концепцию изобилия, а не дефицита.

Стоимость пробок. Когда использование полосы пропускания любого блокчейна приближается к пропускной способности системы, стоимость данных начинает расти. EigenDA уменьшает перегрузку двумя способами: 1. За счет более высокой пропускной способности он пытается сделать перегрузку редким явлением; 2. Разрешая резервирование полосы пропускания, EigenDA может гарантировать пропускную способность резервирования Rollup по сниженной цене. Для обеспечения гибкости EigenDA также позволяет Rollup платить за пропускную способность по требованию.

Сводная экономика

Экономика Rollup фундаментально отличается от L1, поскольку затраты на доступность данных не только высоки и непредсказуемы, но и оплачиваются неродными токенами. Это затрудняет для Rollup принятие ценовых обязательств перед пользователями и субсидирование первоначального внедрения, поскольку они должны нести «риск обменного курса» между своими собственными токенами Rollup и токенами, используемыми для оплаты доступности данных. Напротив, L1 платит фиксированную сумму инфляции и может бесплатно обеспечивать определенное количество транзакций в секунду для привлечения пользователей.

EigenDA изучает способы, позволяющие Rollup платить стейкерам в собственных токенах Rollup по предсказуемой ставке долгосрочного резервирования на условиях, одобренных стейкерами EigenLayer. Это сочетает в себе преимущества масштаба, присущие общей системе безопасности, с преимуществами, присущими стабильным собственным платежам токенами, что способствует внедрению Rollup.

Пропускная способность

Пропускная способность — еще одно фундаментальное преимущество систем доступности данных. EigenDA предназначен для горизонтального масштабирования, то есть чем больше операторов в сети, тем больше пропускная способность сети. В ходе частного тестирования с использованием 100 узлов со стандартными характеристиками производительности компания EigenDA продемонстрировала пропускную способность до 10 МБ/с с планами по масштабированию до 1 ГБ/с. Это открывает двери для приложений на базе Ethereum, требующих интенсивной пропускной способности, таких как многопользовательские игры и потоковое видео.

EigenDA достигает высокой пропускной способности благодаря трем основным принципам своей конструкции:

DA отделен от консенсуса. Существующие системы DA сочетают в себе подтверждение доступности блоков данных и их упорядочивание в «монолитную» архитектуру. Проверка доступности данных может происходить параллельно, поскольку узлы могут независимо доказывать доступность различных блоков данных; однако упорядочивание требует сериализации блоков данных, что приводит к значительной задержке консенсуса. Хотя эта связь может быть выгодна с точки зрения безопасности для систем, предназначенных для использования в качестве источника окончательного заказа, она не является ни необходимой, ни подходящей для систем DA, предназначенных для использования с блокчейном Ethereum. урегулирование. Упрощая ненужную сложность сортировки и проектирование чистой системы DA, EigenDA достигает значительных улучшений в пропускной способности и задержке.

Стирающее кодирование. EigenDA позволяет объединять данные, которые будут опубликованы в EigenDA, на более мелкие фрагменты и стирать код этих фрагментов перед сохранением данных. Используя полиномиальные обязательства KZG (основная математическая схема доказательств ZK), EigenDA необходимо загружать только небольшие объемы данных, а не загружать целые блоки данных. В отличие от систем, которые используют доказательства мошенничества для обнаружения злонамеренного неправильного кодирования данных, EigenDA использует доказательства достоверности в виде обязательств KZG, чтобы узлы могли проверять правильность кодирования данных.

Прямое общение вместо P2P. Существующие решения DA используют одноранговые (P2P) сети для передачи фрагментов данных, где операторы получают фрагменты данных от своих одноранговых узлов, а затем ретранслируют одни и те же фрагменты данных другим. Это серьезно ограничивает достижимые скорости DA. В EigenDA Disperser отправляет блоки данных непосредственно оператору EigenDA. Полагаясь на прямую связь для децентрализации данных, EigenDA может задерживать подтверждение DA через собственную сеть. Это устраняет значительные штрафы за сплетни, возникающие при использовании P2P, и приводит к сокращению времени передачи данных.

Функции безопасности

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

EigenLayer. Используя повторную ставку, EigenDA заимствует два различных аспекта безопасности из системы EigenLayer: 1. Экономическая безопасность и 2. Децентрализация. EigenDA предназначен для синергетического использования этих двух разных элементов доверия в EigenLayer и экосистеме Ethereum.

Доказательство условного депонирования. Ключевой причиной отказа для операторов в EigenDA является то, что узлы подписывают элементы данных, фактически не сохраняя их в течение необходимого времени. Чтобы решить эту проблему, EigenDA использует механизм, называемый доказательством условного депонирования, который первоначально был предложен Джастином Дрейком и Данкрадом Файстом из Ethereum Foundation. При использовании доказательств условного депонирования каждый оператор должен периодически вычислять и фиксировать значение функции, которая может быть вычислена только в том случае, если он сохранил выделенный ему блок данных. Если они подтвердят блок данных перед вычислением этой функции, любой, у кого есть доступ к их элементам данных, сможет сократить ETH, хранящийся на узле.

Модель двойного арбитража. В EigenDA также есть функция, называемая двойным кворумом, при которой можно запросить два независимых кворума для подтверждения доступности данных. Например, один кворум может состоять из стейкеров ETH (кворум ETH), а второй кворум может состоять из стейкеров собственного токена накопительного пакета.

Цензурное сопротивление. EigenDA обеспечивает более высокую устойчивость к временной цензуре по сравнению со связанными уровнями DA. Это связано с тем, что связанные архитектуры DA обычно полагаются на одного лидера или предлагающего блоки для линейного упорядочивания блоков, создавая мгновенную узкую точку цензуры. Напротив, в EigenDA узлы объединения могут распространять и получать подписи непосредственно большинству узлов EigenDA, тем самым повышая устойчивость к цензуре для большинства узлов EigenDA, а не ограничиваясь одним лидером.

Анализ безопасности

Как обсуждалось ранее, EigenDA построен на стейкинге ETH через EigenLayer и использует стирающее кодирование с настраиваемым коэффициентом кодирования, который можно установить путем объединения. Существует три разных угла анализа безопасности такой системы блокчейна, как EigenDA; выше мы описываем каждый из них и то, как он применяется к EigenDA:

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

EigenDA безопасен, т. е. данные могут быть получены до тех пор, пока X% узлов честны, где X может составлять от 10% до 50%, в зависимости от скорости кодирования.

Модель равновесия Нэша: анализирует экономические стимулы каждого узла или небольших узлов, вступающих в сговор, следовать протоколу, предполагая, что поведение узла между различными узлами, вступающими в сговор, независимо.

Пока размер сговора меньше (1-X), хранение и предоставление данных пользователям является равновесием Нэша: сохранение данных гарантируется как равновесие посредством доказательства хранения, а ETH узла, хранящего данные, будет сокращен. ; предоставление данных путем гарантированного распространения данных на множество узлов, тем самым запуская конкурентный рынок для предоставления данных.

Чистая криптоэкономическая модель. Предположим, что все акции принадлежат одному и тому же узлу, и смоделируйте стоимость экономической коррупции.

Пока данные доступны или пока X% узлов честны, тогда любой узел, на котором не размещены данные, будет сокращать свой стейкинг ETH. Однако EigenDA не обладает безусловной криптоэкономической безопасностью; если все узлы вступят в сговор и скроют данные, их может оказаться невозможно разрезать. В модели двойного арбитража, описанной ранее, в случае размещения как ETH, так и собственных токенов объединения, объединение может сократить количество собственных токенов, даже если ETH не может быть сокращено.

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

Настраиваемость

Разработчики накопительных пакетов могут гибко реализовать EigenDA и настраивать параметры по мере необходимости. Модульная природа EigenDA позволяет в накопительных пакетах настраивать компромиссы между безопасностью и жизнеспособностью, режимами ставок токенов, стирающим кодированием, принимаемыми платежными токенами и т. д.

Как обсуждалось в предыдущем разделе, некоторые из наиболее важных гибких решений в EigenDA — это экономические решения. Например, объединения могут использовать двойную ставку кворума, при которой их собственные токены размещаются для гарантии доступности данных; или объединения могут выбрать структуру затрат по требованию или зарезервированную.

Стратегические соображения

В конечном счете, мы считаем, что EigenDA обеспечивает стратегическую ценность объединения, помимо своих технических характеристик.

Стейкеры и валидаторы Ethereum являются основной движущей силой EigenLayer и, следовательно, также движущей силой EigenDA. Приняв EigenDA, Rollup может присоединиться к тем заинтересованным сторонам Ethereum, которые явно ценят децентрализацию, устойчивость к цензуре, программное обеспечение с открытым доступом и компонуемые, не требующие разрешения инновации.

Планируется, что EigenDA станет одним из первых AVS, запущенных в экосистеме EigenLayer. Мы предвидим, что по мере роста числа AVS между ними возникнут комбинаторные преимущества, которые принесут пользу конечным пользователям AVS, и мы ожидаем, что среди этих пользователей будут различные типы накопительных пакетов. Например, после EigenDA мы ожидаем увидеть запуск AVS с такими вариантами использования, как сортировка, быстрое подтверждение, мониторинг сетей, мостовое соединение, справедливая сортировка и даже искусственный интеллект.