EigenDA : Permettre une disponibilité des données à très grande échelle pour les Rollup
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EigenDA : Permettre une disponibilité des données à très grande échelle pour les Rollup
EigenDA prévoit de devenir l'un des premiers AVS à être lancés dans l'écosystème EigenLayer.
Dédié à des analyses Web3 approfondiesRédaction : EigenLabs
Traduction : TechFlow
EigenDA est un service de disponibilité des données (DA) sécurisé, à haut débit et décentralisé, construit sur Ethereum et utilisant les modules de ré-staking d’EigenLayer. Développé par EigenLabs, EigenDA sera le premier service de validation active (AVS) à être lancé sur EigenLayer. Une fois opérationnel, les ré-stakers pourront déléguer leur pouvoir de mise en jeu à des opérateurs de nœuds chargés de valider EigenDA en échange de rémunérations, tandis que les rollups pourront publier leurs données sur EigenDA afin de bénéficier de coûts transactionnels plus bas, d’un débit accru et d’une composition sécurisée au sein de l’écosystème EigenLayer. Sa sécurité et son débit sont conçus pour s’étendre horizontalement avec le nombre de ré-stakings et le choix des opérateurs offrant leurs services au protocole.
Nous espérons qu’EigenDA apportera les contributions suivantes à l’écosystème Ethereum :
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Fournir aux rollups une solution innovante de disponibilité des données, contribuant ainsi à l’objectif ultime de la scalabilité d’Ethereum, tout en tirant profit de la sécurité et de la valeur générées par les validateurs et stakers d’Ethereum. EigenDA repose sur certaines idées fondamentales et bibliothèques clés associées à la mise à niveau majeure Danksharding, jouant ainsi un rôle dans la mise en pratique de ces technologies.
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Établir des standards élevés en termes de débit et de faible coût, favorisant ainsi l’émergence de nouveaux cas d’utilisation applicatifs on-chain. EigenDA prendra en charge des applications telles que les jeux multijoueurs, les réseaux sociaux ou le streaming vidéo, grâce à un modèle de coût flexible intégrant des frais variables et fixes.
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Protéger les éléments essentiels de la décentralisation. Dans des systèmes de sécurité partagée comme EigenLayer, si chaque opérateur de nœud doit télécharger et stocker toutes les chaînes utilisant le système, peu d’opérateurs peuvent suivre, ce qui conduit potentiellement à une centralisation. La conception d’EigenDA vise précisément à contrer cette tendance ; elle répartit les tâches entre de nombreux nœuds participants, permettant des performances élevées tout en exigeant de chaque opérateur seulement un travail minimal.
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Démontrer la puissance de la confiance programmable. EigenDA cherche à prouver que les stakers et validateurs d’Ethereum peuvent soutenir des infrastructures critiques d’Ethereum, au-delà du consensus natif. Des AVS comme EigenDA, ainsi que leurs utilisateurs (tels que les rollups utilisant EigenDA), peuvent bâtir de nouveaux modèles économiques et tokeniques sur la base modulaire du réseau de confiance d’Ethereum.
Nous sommes heureux de constater que plusieurs équipes prévoient déjà d’intégrer EigenDA dans leurs infrastructures L2, notamment : Celo lors de sa transition d’une L1 vers une L2 Ethereum ; Mantle et son ensemble de produits complémentaires au sein de l’écosystème BitDAO ; Fluent fournissant une couche d’exécution zkWASM ; Offshore proposant une couche d’exécution Move ; Layer N offrant un rollup hybride zk-OP destiné aux applications financières, etc.
Architecture technique
Le schéma ci-dessous illustre le flux de données dans EigenDA.
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Le séquenceur du rollup crée un bloc contenant des transactions et envoie une requête pour disperser le bloc de données.
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Le disperser encode le bloc de données via un code d’effacement, génère un engagement KZG et une preuve de divulgation multiple KZG, puis transmet l’engagement, les fragments et la preuve aux nœuds opérateurs du réseau EigenDA.
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Un rollup peut exploiter son propre disperser ou utiliser un service de dispersion tiers (par exemple fourni par EigenLabs), pour plus de commodité et pour mutualiser le coût de vérification des signatures. En utilisant un service externe, le rollup bénéficie d’économies d’échelle sans sacrifier la résistance à la censure, car il peut toujours recourir à son propre disperser en cas de non-réponse ou de tentative de censure.
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Les nœuds EigenDA vérifient les fragments reçus contre l’engagement KZG à l’aide des preuves de divulgation multiple, persistent les données, puis génèrent et renvoient des signatures au disperser pour agrégation.
Considérations techniques
Maintenant que nous avons compris l’architecture générale d’EigenDA, examinons les avantages et caractéristiques que ce système vise à atteindre. Voici une courte liste des propriétés que nous considérons comme essentielles pour qu’une couche de disponibilité des données soit utile et efficace pour les rollups :
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Rentabilité
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Débit
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Sécurité
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Personnalisabilité.
Nous allons maintenant expliquer chacune de ces propriétés du point de vue d’EigenDA.
Rentabilité
Actuellement, de nombreux L2 utilisent Ethereum comme couche de disponibilité des données en raison de ses garanties de sécurité cryptographico-économique. Cela entraîne des coûts très élevés et volatils, car les rollups entrent en concurrence avec tous les autres utilisateurs d’Ethereum pour un espace bloc limité, selon un mécanisme de tarification basé sur la congestion. Par exemple, Arbitrum et Optimism ont déjà dépensé des dizaines de millions de dollars cette année pour leurs frais de disponibilité des données sur Ethereum, sans cohérence mensuelle. L’un des principaux arguments de valeur d’un système de disponibilité des données est de réduire fortement ces coûts et d’offrir aux rollups une meilleure prévisibilité de leur structure tarifaire.
Réduction des coûts
L’exploitation d’un système de disponibilité des données implique trois dimensions fondamentales de coût. Analysons comment EigenDA minimise chacune de ces dimensions :
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Coût du capital mis en jeu. Pour sécuriser la couche DA, les stakers exigent généralement une rémunération compensant leur coût d’opportunité. EigenDA réduit ce coût grâce à EigenLayer, qui adopte un modèle de sécurité partagée permettant au même capital mis en jeu d’être utilisé simultanément par plusieurs applications, créant ainsi des économies d’échelle.
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Coûts opérationnels. EigenDA ne demande pas à chaque nœud de télécharger et stocker l’intégralité des données. Il utilise un code d’effacement pour diviser les données en fragments plus petits, et impose à chaque opérateur de ne télécharger et stocker qu’un seul fragment, représentant une fraction du bloc complet. Comparé au stockage complet, cela réduit significativement les coûts par opérateur, permettant à de nombreux nœuds d’opérer « légers » sur EigenDA. À mesure que davantage de nœuds rejoignent le réseau, le coût en ressources par nœud diminue également, permettant à EigenDA d’être sécurisé par un grand nombre d’opérateurs à moindre coût, incarnant ainsi une logique d’abondance plutôt que de rareté.
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Coûts de congestion. Lorsque l’utilisation de la bande passante d’une blockchain approche sa capacité maximale, le coût des données augmente. EigenDA réduit la congestion de deux manières : 1. En offrant un débit élevé, il cherche à rendre la congestion rare ; 2. En permettant la réservation de bande passante, EigenDA peut garantir à un rollup un débit réservé à prix réduit. Pour maintenir la flexibilité, EigenDA autorise aussi les rollups à payer à la consommation.
Économie des rollups
L’économie des rollups diffère fondamentalement de celle des L1, car non seulement les coûts de disponibilité des données sont élevés et imprévisibles, mais ils sont payés en une devise non native. Cela rend difficile pour un rollup de garantir des prix à ses utilisateurs ou de subventionner son adoption initiale, car il doit assumer le « risque de change » entre son propre jeton et celui utilisé pour payer les frais de disponibilité. En revanche, une L1 paie un montant fixe via inflation et peut offrir gratuitement un certain volume de transactions par seconde pour attirer les utilisateurs.
EigenDA explore la possibilité pour les rollups de rémunérer les stakers en leur propre jeton natif, selon des taux réservés prévisibles à long terme, sous conditions acceptées par les stakers d’EigenLayer. Cela combine les avantages d’échelle inhérents aux systèmes de sécurité partagée avec les bénéfices d’un paiement stable en jeton natif, stimulant ainsi l’adoption des rollups.
Débit
Le débit constitue un autre argument fondamental de valeur pour un système de disponibilité des données. EigenDA vise une évolutivité horizontale : plus il y a d’opérateurs sur le réseau, plus le débit est élevé. Lors de tests privés utilisant 100 nœuds aux caractéristiques standard, EigenDA a déjà atteint un débit de 10 Mo/s, avec un objectif d’extension jusqu’à 1 Go/s. Cela ouvre la voie à des applications gourmandes en bande passante sur Ethereum, telles que les jeux multijoueurs ou le streaming vidéo.
EigenDA atteint un haut débit grâce à trois piliers clés dans sa conception :
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DA découplée de la consensus. Les systèmes DA existants combinent souvent la preuve de disponibilité des blobs de données avec leur ordonnancement dans une architecture « monobloc ». Or, les preuves de disponibilité peuvent être vérifiées en parallèle (chaque nœud validant indépendamment différents fragments), tandis que l’ordonnancement nécessite une sérialisation, introduisant un retard de consensus significatif. Bien que ce couplage puisse présenter des avantages de sécurité pour les systèmes conçus comme source finale d’ordonnancement, il est inutile — voire nuisible — pour un système DA destiné à accompagner Ethereum, qui possède déjà son propre mécanisme d’ordonnancement pour le règlement. En supprimant cette complexité inutile et en concevant un système purement dédié à la DA, EigenDA améliore nettement débit et latence.
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Code d’effacement. EigenDA permet aux rollups de découper les données à publier en fragments plus petits, puis de les encoder via un code d’effacement avant stockage. Grâce aux engagements polynomiaux KZG (schéma mathématique central aux preuves ZK), EigenDA permet aux nœuds de valider la disponibilité en ne téléchargeant qu’une petite partie des données, au lieu du bloc complet. Contrairement aux systèmes utilisant des preuves de fraude pour détecter un mauvais encodage malveillant, EigenDA utilise des preuves d’existence sous forme d’engagements KZG, permettant aux nœuds de vérifier directement la correction de l’encodage.
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Communication directe au lieu de P2P. Les solutions DA actuelles utilisent des réseaux pair-à-pair (P2P) pour diffuser les fragments, où les opérateurs reçoivent les données de leurs pairs puis les rebroadcastent. Cela limite fortement le débit réalisable. Dans EigenDA, le disperser envoie directement les fragments aux opérateurs. En s’appuyant sur une communication directe, EigenDA peut confirmer la disponibilité des données avec une latence proche de celle du réseau physique. Cela élimine la pénalité importante liée au « gossip » P2P et accélère considérablement le temps d’engagement des données.
Propriétés de sécurité
Nous utilisons « sécurité » comme terme global englobant la sécurité, la vivacité, la décentralisation et la résistance à la censure. Les fonctionnalités suivantes illustrent la sécurité d’EigenDA :
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EigenLayer. En utilisant le ré-staking, EigenDA emprunte deux aspects distincts de sécurité au système EigenLayer : 1. la sécurité économique ; 2. la décentralisation. EigenDA est conçu pour exploiter de manière synergique ces deux composantes de confiance provenant d’EigenLayer et de l’écosystème Ethereum.
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Preuve de garde. Un mode de défaillance critique des opérateurs dans EigenDA est qu’un nœud signe un élément de données sans l’avoir effectivement stocké pendant la durée requise. Pour contrer cela, EigenDA implémente un mécanisme appelé « preuve de garde », initialement proposé par Justin Drake et Dankrad Feist de la Fondation Ethereum. Chaque opérateur doit périodiquement calculer et s’engager sur la valeur d’une fonction qu’il ne peut produire que s’il a bien stocké le fragment qui lui est assigné. S’il signe sans avoir calculé cette fonction, tout participant ayant accès à ses données peut provoquer la mise en jeu de son ETH.
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Modèle de double arbitrage. EigenDA inclut aussi une fonctionnalité appelée « double arbitrage », où deux arbitrages indépendants peuvent être requis pour prouver la disponibilité des données. Par exemple, un arbitrage peut être constitué de ré-stakers en ETH (quorum ETH), et un second arbitrage peut être formé de stakers du jeton natif du rollup.
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Résistance à la censure. Comparé aux couches DA couplées, EigenDA offre une résistance à la censure instantanée supérieure. En effet, les architectures DA couplées dépendent généralement d’un leader unique ou d’un proposant de bloc pour ordonner linéairement les données, créant ainsi un point de blocage de censure temporaire. En revanche, dans EigenDA, les nœuds du rollup peuvent disperser directement les données et recevoir des signatures de la majorité des nœuds EigenDA, étendant ainsi la résistance à la censure à la majorité du réseau EigenDA, plutôt qu’à un unique leader.
Analyse de sécurité
Comme discuté précédemment, EigenDA repose sur le staking ETH via EigenLayer et utilise un code d’effacement à taux configurable paramétrable par les rollups. L’analyse de sécurité d’un système blockchain comme EigenDA peut être abordée sous trois angles distincts ; voici chacun d’eux appliqué à EigenDA :
Tolérance aux fautes byzantines (BFT) : suppose qu’une fraction des nœuds est honnête et suit strictement le protocole, tandis qu’une autre fraction est malveillante et peut dévier arbitrairement.
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EigenDA est sécurisé : les données peuvent être récupérées tant que X % des nœuds sont honnêtes, X variant de 10 % à 50 % selon le taux d’encodage.
Modèle d’équilibre de Nash : analyse les incitations économiques des nœuds (ou petits groupes de collusion) à suivre le protocole, en supposant l’indépendance des comportements entre groupes.
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Tant que la taille de la collusion est inférieure à (1-X), stocker et fournir les données constitue un équilibre de Nash : le stockage est garanti par la preuve de garde (mise en jeu en cas de violation), et la fourniture est assurée par la dispersion vers de nombreux nœuds, créant un marché concurrentiel pour la distribution des données.
Modèle purement cryptographico-économique : suppose que toutes les parts sont détenues par un même nœud, et modélise le coût de la corruption économique.
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Tant que les données sont disponibles — c’est-à-dire tant que X % des nœuds sont honnêtes — tout nœud ne stockant pas les données verra son ETH mis en jeu. Toutefois, EigenDA n’offre pas une sécurité cryptographico-économique inconditionnelle : si tous les nœuds collaborent pour cacher les données, il pourrait être impossible de les sanctionner. Dans le modèle de double arbitrage décrit précédemment, en combinant le staking d’ETH et de jetons natifs du rollup, ce dernier peut encore sanctionner les nœuds via ses propres jetons même si l’ETH ne peut pas l’être.
Comme on le voit, EigenDA repose sur un modèle de confiance qui dépend non seulement de la confiance économique issue du staking ETH, mais aussi de la décentralisation et de l’indépendance des opérateurs pour fonctionner en toute sécurité. Heureusement, EigenLayer permet à EigenDA d’emprunter ces deux mécanismes de confiance à Ethereum.
Personnalisabilité
Les développeurs de rollups peuvent adapter EigenDA à leurs besoins en ajustant divers paramètres. La modularité d’EigenDA permet aux rollups de personnaliser les compromis sécurité/vivacité, les modèles de jetons mis en jeu, les codes d’effacement, les devises acceptées pour paiement, etc.
Comme discuté précédemment, certaines des décisions les plus importantes concernant EigenDA sont économiques. Par exemple, un rollup peut choisir un modèle de double mise en jeu, où son propre jeton est engagé pour garantir la disponibilité des données ; ou opter pour un modèle de coût à la demande ou réservé.
Considérations stratégiques
Enfin, nous pensons qu’EigenDA apporte aux rollups une valeur stratégique au-delà de ses attributs techniques.
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Les stakers et validateurs d’Ethereum sont la force motrice derrière EigenLayer, et donc derrière EigenDA. En adoptant EigenDA, les rollups s’alignent avec ces parties prenantes d’Ethereum qui valorisent explicitement la décentralisation, la résistance à la censure, l’accès ouvert et l’innovation composable et sans permission.
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EigenDA prévoit de faire partie des premiers AVS à être lancés dans l’écosystème EigenLayer. Nous anticipons que la croissance du nombre d’AVS générera des effets de synergie, profitant aux utilisateurs finaux — dont nous pensons qu’ils seront divers types de rollups. Par exemple, après EigenDA, nous nous attendons à voir apparaître des AVS dédiés à l’ordonnancement, à la confirmation rapide, aux réseaux de surveillance, aux ponts, à l’ordonnancement équitable, voire à l’intelligence artificielle.
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