Scritto da: EigenLabs

Compilato da: Shenchao TechFlow

EigenDA è un servizio di disponibilità dei dati (DA) sicuro, ad alto rendimento e decentralizzato costruito su Ethereum, utilizzando il modulo base di re-staking di EigenLayer. Sviluppato da EigenLabs, EigenDA sarà il primo servizio di verifica attiva (AVS) lanciato su EigenLayer. Una volta lanciato, i restaker potranno delegare i propri diritti di staking agli operatori dei nodi che eseguono attività di verifica per EigenDA in cambio di pagamenti per i servizi, e Rollup sarà in grado di pubblicare dati su EigenDA per minori costi di transazione, maggiore throughput delle transazioni e componibilità della sicurezza all'interno del sistema. L'ecosistema, la sicurezza e il throughput di EigenLayer sono progettati per scalare orizzontalmente con il numero di re-stakes e di operatori scelti per servire il protocollo.

Ci auguriamo che EigenDA dia i seguenti contributi all'ecosistema Ethereum:

Fornisci soluzioni DA innovative per Rollup, contribuisci all'obiettivo finale della scalabilità di Ethereum e ottieni sicurezza e valore dagli staker e dai validatori di Ethereum. EigenDA si basa su alcune idee e librerie fondamentali che rappresentano aggiornamenti chiave per Danksharding e possono svolgere un ruolo nel test di combattimento di queste tecnologie.

Fornire standard ad alta produttività e a basso costo per promuovere la crescita di nuovi casi d’uso on-chain. EigenDA supporterà applicazioni come giochi multiplayer, social networking e streaming video, con modelli di costo flessibili che includono tariffe variabili e fisse.

Garantire gli elementi chiave del decentramento. In un sistema di sicurezza condiviso come EigenLayer, se ogni operatore del nodo avesse bisogno di scaricare e archiviare ogni catena utilizzando il sistema, pochi operatori del nodo potrebbero tenere il passo e il sistema potrebbe eventualmente diventare centralizzato. EigenDA è progettato per prevenire questa tendenza alla centralizzazione; distribuisce il lavoro tra molti nodi partecipanti per ottenere prestazioni elevate, richiedendo a ciascun operatore di completare solo una piccola quantità di lavoro.

Dimostrare il potere della fiducia programmabile. EigenDA tenta di dimostrare che gli staker e i validatori di Ethereum possono supportare l'infrastruttura critica di Ethereum Oltre al consenso di Ethereum, AVS (come EigenDA) e gli utenti AVS (come Rollup che utilizza EigenDA) possono fidarsi della modularità della rete in Ethereum , abbiamo implementato con successo nuovi modelli di business e token.

Siamo entusiasti di vedere diversi team che stanno già pianificando di integrare EigenDA nella loro infrastruttura L2, tra cui: Celo sulla sua transizione da L1 a Ethereum L2 e la sua gamma di prodotti complementari nell'ecosistema BitDAO e Fluent che offre il livello di esecuzione zkWASM; fornisce il livello di esecuzione Move Layer N fornisce il rollup ibrido zk-OP per applicazioni finanziarie, ecc.

Architettura tecnica

La figura seguente mostra il flusso di dati di base in EigenDA.

Il Rollup Sequencer crea blocchi con transazioni e invia richieste per sparpagliare blocchi di dati.

Il Disperser è responsabile della codifica della cancellazione dei blocchi di dati in blocchi e della generazione di impegni KZG e prove di rivelazione multipla KZG e dell'invio di impegni, blocchi e prove ai nodi operativi della rete EigenDA.

Rollup può eseguire il proprio Disperser o utilizzare un servizio decentralizzato fornito da terze parti (come EigenLabs) per facilitare e distribuire il costo della verifica della firma. L'utilizzo di un servizio decentralizzato da parte di Rollup gli consente di utilizzare il proprio Disperser come backup nel caso in cui il servizio non risponda o venga censurato, ottenendo così vantaggi ammortizzati senza sacrificare la resistenza alla censura.

I nodi EigenDA utilizzano più prove di rivelazione per verificare i blocchi ricevuti rispetto agli impegni KZG, rendere persistenti i dati e quindi generare e restituire firme al Disperser per l'aggregazione.

considerazioni tecniche

Ora che abbiamo una conoscenza di base dell’architettura di EigenDA, discutiamo dei vantaggi e delle caratteristiche che questo sistema mira a ottenere. Ecco un breve elenco di alcune delle funzionalità che riteniamo necessarie per un livello di disponibilità dei dati valido e utile per Rollup:

• Economia

• Produttività

• sicurezza

• Personalizzazione.

Spiegheremo ciascuna funzionalità dal punto di vista EigenDA.

Economia

Oggi, molti L2 utilizzano Ethereum come livello di disponibilità dei dati grazie alle sue garanzie di sicurezza criptoeconomiche. Ciò si traduce in costi estremamente elevati ed elevata volatilità, poiché Rollup compete con tutti gli altri utenti di Ethereum per uno spazio di blocco limitato, con prezzi basati sulla congestione. Ad esempio, quest’anno Arbitrum e Optimism hanno speso decine di milioni di dollari in tariffe per la disponibilità dei dati su Ethereum, senza alcuna coerenza di mese in mese. Una delle proposte di valore chiave di un sistema di disponibilità dei dati è ridurre significativamente questi costi e fornire a Rollup una maggiore prevedibilità in termini di struttura dei costi.

Ridurre i costi

Esistono tre dimensioni fondamentali dei costi associati al funzionamento di un sistema di disponibilità dei dati. Analizziamo come EigenDA minimizza la struttura dei costi sottostante in ciascuna dimensione:

Il costo del capitale impegnato. Per proteggere il livello di disponibilità dei dati, gli stakeholder potrebbero voler ricevere una percentuale dei proventi per compensare il costo opportunità. EigenDA riduce il costo dello staking del capitale utilizzando EigenLayer, che impiega un modello di sicurezza condiviso che consente di condividere lo stesso staking tra varie applicazioni, creando economie di scala.

costi operativi. Invece di richiedere a ciascun nodo di scaricare e archiviare tutti i dati, EigenDA utilizza la codifica di cancellazione per suddividere i dati in blocchi più piccoli e richiede agli operatori di scaricare e archiviare solo un singolo blocco che rappresenta una frazione della dimensione del blocco di dati completo. Ciò riduce il costo per operatore rispetto alla memorizzazione di blocchi di dati completi, consentendo a molti nodi di gestire EigenDA "alla leggera". Man mano che più nodi si uniscono alla rete EigenDA, il costo delle risorse sostenuto da ciascun nodo della rete diminuisce. Ciò consente a EigenDA di fornire sicurezza a un costo inferiore a un gran numero di operatori e di ottenere una progressiva riduzione dei costi, consentendo così la filosofia dell’abbondanza piuttosto che della scarsità.

Costi di congestione. Quando l’utilizzo della larghezza di banda di qualsiasi blockchain si avvicina alla capacità del sistema, il costo dei dati inizia ad aumentare. EigenDA riduce la congestione in due modi: 1. Attraverso un throughput più elevato, tenta di rendere la congestione un fenomeno raro. 2. Consentendo la prenotazione della larghezza di banda, EigenDA può garantire il throughput della prenotazione Rollup a un prezzo scontato; Per mantenere la flessibilità, EigenDA consente inoltre a Rollup di pagare il throughput su richiesta.

Economia del rollup

Gli aspetti economici di Rollup sono fondamentalmente diversi da quelli di L1, poiché i costi di disponibilità dei dati non solo sono elevati e imprevedibili, ma vengono pagati in token non nativi. Ciò rende difficile per Rollup fare promesse di prezzo agli utenti e sovvenzionare l'adozione iniziale, poiché devono sostenere il "rischio del tasso di cambio" tra i propri token Rollup e i token utilizzati per pagare la disponibilità dei dati. Al contrario, L1 paga un importo fisso di inflazione e può fornire gratuitamente un certo numero di transazioni al secondo per attirare gli utenti.

EigenDA sta esplorando modi per consentire a Rollup di pagare gli staker in token Rollup nativi a un tasso di prenotazione prevedibile a lungo termine, secondo termini approvati dagli staker di EigenLayer. Ciò combina i vantaggi di scala intrinseci di un sistema di sicurezza condiviso con i vantaggi intrinseci dei pagamenti tramite token nativi stabili per favorire l’adozione di Rollup.

Produttività

Il throughput è un'altra proposta di valore fondamentale dei sistemi di disponibilità dei dati. EigenDA è progettato per scalare orizzontalmente, ovvero maggiore è il numero di operatori sulla rete, maggiore è il throughput della rete. Nei test privati ​​utilizzando 100 nodi con caratteristiche prestazionali standard, EigenDA ha dimostrato un throughput fino a 10 MBps, con piani di scalabilità fino a 1 GBps. Ciò apre la porta ad applicazioni basate su Ethereum ad uso intensivo di larghezza di banda, come i giochi multiplayer e lo streaming video.

EigenDA raggiunge un rendimento elevato attraverso tre pilastri nella sua progettazione:

La DA è disaccoppiata dal consenso. I sistemi DA esistenti combinano la prova della disponibilità dei data blob e l'ordinamento dei data blob in un'architettura "monolitica". La prova della disponibilità dei dati può avvenire in parallelo, poiché i nodi possono dimostrare in modo indipendente la disponibilità di diversi blocchi di dati; tuttavia, l'ordinamento richiede la serializzazione dei blocchi di dati, con conseguente ritardo significativo nel consenso. Sebbene questo accoppiamento possa essere vantaggioso in termini di sicurezza per i sistemi progettati per essere la fonte dell'ordinamento finale, non è né necessario né appropriato per i sistemi DA progettati per essere utilizzati con la blockchain di Ethereum. Utile perché la stessa blockchain di Ethereum ha un sistema di ordinazione per insediamento. Semplificando l'inutile complessità dell'ordinamento e della progettazione di un sistema DA puro, EigenDA ottiene miglioramenti significativi in ​​termini di throughput e latenza.

Codificazione di cancellazione. EigenDA consente ai rollup di suddividere i dati da pubblicare su EigenDA in blocchi più piccoli e di cancellare il codice di tali blocchi prima di archiviare i dati. Utilizzando gli impegni polinomiali KZG (lo schema matematico centrale delle dimostrazioni ZK), EigenDA deve scaricare solo piccole quantità di dati, anziché scaricare interi blocchi di dati. A differenza dei sistemi che utilizzano prove di frode per rilevare una codifica errata dei dati, EigenDA utilizza prove di validità sotto forma di impegni KZG per consentire ai nodi di verificare la corretta codifica dei dati.

Comunicazione diretta anziché P2P. Le soluzioni DA esistenti utilizzano reti peer-to-peer (P2P) per trasmettere blocchi di dati, in cui gli operatori ricevono blocchi di dati dai loro peer e quindi ritrasmettono gli stessi blocchi di dati ad altri. Ciò limita fortemente le tariffe DA ottenibili. In EigenDA, Disperser invia blocchi di dati direttamente all'operatore di EigenDA. Facendo affidamento sulla comunicazione diretta per decentralizzare i dati, EigenDA può ritardare la conferma di DA sulla rete nativa. Ciò elimina la significativa penalizzazione dei pettegolezzi fornita con il P2P e si traduce in tempi di impegno dei dati più rapidi.

caratteristiche di sicurezza

Usiamo sicurezza come un termine generico che comprende sicurezza e vitalità, nonché decentralizzazione e resistenza alla censura. Le seguenti funzionalità dimostrano la sicurezza di EigenDA:

EigenLayer utilizzando il restaking, EigenDA prende in prestito due diversi aspetti di sicurezza dal sistema EigenLayer: 1. Sicurezza economica 2. Decentralizzazione. EigenDA è progettato per sfruttare questi due diversi elementi di fiducia in EigenLayer e nell'ecosistema Ethereum in modo sinergico.

Prova di deposito a garanzia. Una modalità di errore chiave per gli operatori in EigenDA è che i nodi firmano elementi di dati senza memorizzarli effettivamente per il tempo richiesto. Per risolvere questo problema, EigenDA utilizza un meccanismo chiamato Proof of Escrow, originariamente proposto da Justin Drake e Dankrad Feist della Ethereum Foundation. Con le prove di deposito a garanzia, ciascun operatore deve periodicamente calcolare e impegnarsi nel valore di una funzione che può essere calcolata solo se ha archiviato il blocco di dati assegnato. Se attestano un blocco di dati prima di calcolare questa funzione, chiunque abbia accesso ai propri dati può tagliare gli ETH detenuti dal nodo.

Modello di doppio arbitrato. EigenDA ha anche una funzionalità chiamata dual quorum, in cui è possibile richiedere due quorum indipendenti per attestare la disponibilità dei dati. Ad esempio, un quorum potrebbe essere composto da re-staker ETH (quorum ETH) e un secondo quorum potrebbe essere composto da staker del token nativo del rollup.

Resistenza alla censura. EigenDA fornisce una maggiore resistenza alla censura transitoria rispetto agli strati DA accoppiati. Questo perché le architetture DA accoppiate in genere si basano su un singolo leader o proponente di blocchi per ordinare linearmente i blocchi di dati, creando un punto di censura istantaneo. Al contrario, in EigenDA, i nodi rollup possono distribuire e ricevere firme direttamente alla maggior parte dei nodi EigenDA, aumentando così la resistenza alla censura alla maggioranza dei nodi EigenDA anziché essere limitati a un singolo leader.

analisi della sicurezza

Come discusso in precedenza, EigenDA si basa sullo staking ETH tramite EigenLayer e utilizza la codifica di cancellazione con un rapporto di codifica configurabile che può essere impostato tramite rollup. Esistono tre diversi angoli per l'analisi della sicurezza di un sistema blockchain come EigenDA: descriviamo ciascun angolo e come si applica a EigenDA sopra:

Tolleranza agli errori bizantini (BFT): si presuppone che alcuni nodi siano onesti e seguano completamente il protocollo, mentre altri nodi sono dannosi e possono deviare dal protocollo a piacimento.

EigenDA è sicuro, ovvero i dati possono essere recuperati purché X% dei nodi sia onesto, dove X può essere compreso tra il 10% e il 50%, a seconda della velocità di codifica.

Modello di equilibrio di Nash: analizza gli incentivi economici di ciascun nodo o piccoli nodi collusi a seguire il protocollo, assumendo che il comportamento del nodo tra diversi nodi collusi sia indipendente.

Finché la dimensione della collusione è inferiore a (1-X), archiviare e fornire dati agli utenti è un equilibrio di Nash: l’archiviazione dei dati è garantita come equilibrio dalla prova dell’archiviazione e l’ETH del nodo che archivia i dati verrà ridotto drasticamente ; fornire dati diffondendo i dati a molti nodi garantiti, innescando così un mercato competitivo per fornire dati.

Modello criptoeconomico puro: supponiamo che tutte le azioni siano detenute dallo stesso nodo e modelliamo il costo della corruzione economica.

Finché i dati sono disponibili, o finché l'X% dei nodi è onesto, qualsiasi nodo che non ospita i dati vedrà ridotto il suo ETH in staking. Tuttavia, EigenDA non ha una sicurezza criptoeconomica incondizionata se tutti i nodi colludono e trattengono i dati, potrebbe essere impossibile tagliarli; Nel modello di doppio arbitrato descritto in precedenza, con lo staking sia dei token ETH che di rollup nativi, il rollup può tagliare i token nativi anche se ETH non può essere tagliato.

Come abbiamo visto, EigenDA si basa su un modello di fiducia che richiede non solo la fiducia economica derivante dallo staking di ETH, ma anche la decentralizzazione e l’indipendenza degli operatori per operare in sicurezza. Fortunatamente, EigenLayer consente a EigenDA di prendere in prestito questi due meccanismi di fiducia da Ethereum.

Personalizzazione

Gli sviluppatori di rollup possono implementare EigenDA con flessibilità e regolare i parametri secondo necessità. La natura modulare di EigenDA consente ai rollup di personalizzare i compromessi sicurezza/attività, le modalità dei token di staking, la codifica di cancellazione, i token di pagamento accettati e altro ancora.

Come discusso nella sezione precedente, alcune delle decisioni flessibili più importanti in EigenDA sono decisioni economiche. Ad esempio, i rollup possono scegliere di utilizzare il dual quorum staking, dove i propri token vengono messi in staking per garantire la disponibilità dei dati, oppure i rollup possono scegliere una struttura dei costi su richiesta o riservata.

considerazioni strategiche

In definitiva, riteniamo che EigenDA offra valore strategico al rollup oltre i suoi attributi tecnici.

Gli staker e i validatori di Ethereum sono la forza principale che guida EigenLayer, e quindi EigenDA. Adottando EigenDA, Rollup può allinearsi con questi stakeholder di Ethereum che apprezzano chiaramente la decentralizzazione, il software ad accesso aperto e resistente alla censura e l'innovazione componibile e senza autorizzazione.

Si prevede che EigenDA sarà uno dei primi di molti AVS ad essere lanciato nell'ecosistema EigenLayer. Prevediamo che man mano che il numero di AVS cresce, ci saranno vantaggi combinati tra loro a beneficio degli utenti finali degli AVS, che prevediamo includeranno vari tipi di rollup. Ad esempio, dopo EigenDA ci aspettiamo di vedere il lancio di AVS con casi d’uso come ordinamento, riconoscimenti rapidi, reti di monitoraggio, bridging, fair sorting e persino intelligenza artificiale.