EigenLayer：为以太坊添加无需许可的功能

斯里拉姆·坎南 (Sreeram Kannan)（华盛顿大学 / EigenLayer）在 a16z crypto 研究活动上发表的一场研究演讲，解释了 EigenLayer 如何旨在通过允许质押者将相同的质押资金提交给额外的罚没条件，以换取提供预言机、跨链桥、数据可用性层和替代执行环境等新服务，从而在以太坊上实现无需许可的创新。

本文字稿是 a16z crypto 发布的原始视频文字稿 (opens in a new tab)的无障碍副本。为了提高可读性，已进行了轻微编辑。

简介 (0:00)

今天我将谈论我们正在构建的产品之一，这也是一个名为 EigenLayer 的想法。我们将 EigenLayer 称为再质押集合体，但它的作用是让任何人都能为以太坊添加新功能。

正如 Tim 所介绍的，我是西雅图华盛顿大学的副教授，在过去的四年半里，我们一直在研究区块链、共识和其他领域。在过去的一年里，我创立了初创公司 EigenLayer Labs。我们在共识协议方面做了大量工作——我们发表了一篇名为《一切皆是竞赛》(Everything is a Race) 的论文，分析了工作量证明 (PoW)、权益证明 (PoS) 和空间证明最长链类型协议在何种条件下是安全的。我们在这些理解的基础上进行了构建——例如，一篇名为 Prism 的论文，这是一种具有极低延迟的工作量证明协议。我们还进行了一项名为 PoSAT 的研究，探讨如何创建一个动态可用的权益证明协议，使你的协议在参与度变化的情况下仍能继续工作。

区块链何时具有可问责性 (1:31)

我们还探讨了区块链何时具有可问责性。一种启发式方法是，当你有法定人数和签名时，如果一组质押者在一个区块上进行双重签名，那么这些区块链就是可问责的。但这里有一些微妙之处——例如，像 Algorand 这样同样使用法定人数的协议就不具备可问责性，因为它依赖于时间假设，在这种假设下，你可以通过保持沉默来制造安全违规。

多资源共识 (2:11)

最近的两项工作是关于多资源共识的——假设你想构建一个将权益证明、空间证明和工作量证明结合在一起的协议。你希望即使大多数工作量证明矿工是恶意的，只要极小一部分权益证明矿工是诚实的，它也能正常工作。我们已经描述了跨多种资源的权衡区域。

我们还研究了点对点拓扑设计——如何确保在区块链的点对点网络中，共识协议尊重消息的排序？区块链中猖獗发生的一件事是抢跑。为了防止非针对性的抢跑——即你仅仅因为拥有价格优势就想抢在所有人前面——我们发表了一篇名为 Themis 的论文，赋予了区块链原生的先进先出属性。

在共识之上，还有像分片这样的扩容解决方案。我们有几篇关于这方面的论文——Coded Merkle Tree 和 Free2Shard。

我们发现区块链中的一个主要摩擦是，核心层（共识、分片或点对点）的创新速度远低于应用层的创新速度。应用是无需许可即可部署的——任何人都可以像在以太坊这样的现有区块链上部署应用。而核心协议的升级在很深层次上是许可型的。这在很大程度上阻碍了我们这个领域的发展。

解耦信任与创新 (8:30)

将故事追溯到 2008-2009 年：比特币通过工作量证明挖矿开创了去中心化信任。在挖矿之上，有一个共识协议——最长链或最重链——它决定了有效链。在此之上，比特币脚本设定了执行语义。因此，我们在底层有一个信任层，上面是共识层，最上面是执行层。

但比特币也是一个特定于应用的区块链——专为一个应用设计：客户端之间的比特币交换。回到 2011 年，任何需要在区块链上构建的新应用都需要自己的信任网络。例如，有人想构建一个名为 Namecoin 的去中心化域名系统。比特币的脚本层没有提供足够的可编程性，所以你必须创建一个新的脚本层和一个新的信任网络。Namecoin 和比特币之间无法共享信任。

以太坊构建的核心理念是信任与创新的解耦。他们采用了比特币脚本层，并将其替换为通用的图灵完备编程层——以太坊虚拟机 (EVM)。从基本意义上讲，这是一个小型的技术升级，但它创造了信任的模块化。现在任何人都可以来在这个系统之上构建去中心化应用 (dapp)。构建 ENS 的人与信任网络没有任何关系。以太坊网络的信任变成了一个可以提供给任何分布式应用的模块。

开放创新 (10:23)

这导致了匿名经济的大规模加速。任何创建这些应用的人——他们本身并不受信任，他们只是带来了创新。你想出了一个主意，你可以是个无名小卒，你不需要被信任，你只需编写代码，将其放到以太坊上，每个人都相信以太坊将继续按照规定的条件执行。

对此进行建模的一种方法是：基础层——信任网络、共识和虚拟机——被捆绑成一个产生信任的信任网络。以太坊区块链是信任的生产者。分布式应用是信任的消费者。价值交换是：dapp 从以太坊获得信任，作为回报支付费用。就像风险投资是资本与创新的解耦一样，以太坊解耦了信任与创新。

但开放创新的障碍依然存在。如果我有一个关于如何升级以太坊共识协议的想法——假设现在是 2019 年，我想出了 Avalanche 共识协议——我无法将其部署到以太坊上。那我该怎么办？我去创造属于我自己的整个世界。这就是替代性一层网络 (l1) 区块链的时代——每个都有不同的共识协议、不同的虚拟机，但每个都必须建立自己的信任网络。

这幅图景看起来与 2011 年比特币和 Namecoin 的图景完全一样。dapp 层面的创新可以简单地构建在以太坊上，但更深入、触及技术栈核心的创新必须创建碎片化的信任生态系统。

此外，以太坊仅为 dapp 提供用于区块制作的信任——交易排序和交易执行。仅此而已。如果 dapp 在其他任何方面需要信任——从互联网读取数据、从另一个区块链读取数据、运行不同的执行引擎、运行游戏引擎、运行身份验证系统——它们必须创建自己的信任网络。切恩林克是一个很好的例子：它是一个预言机协议，帮助将数据从互联网获取到区块链中，但切恩林克有自己的信任网络。它的信任并非借自以太坊质押者。

微观经济问题 (16:28)

微观经济问题：如果你正在运行一个中间件——比如，一个数据存储系统——你必须创建自己的质押机制。你需要很高的经济安全性，这意味着需要质押大量资本，然后你还要承担资本的机会成本。例如，你希望在你的数据存储层中质押 100 亿美元。在一个非投机的世界里，你必须为这笔资本支付 5% 或 10% 的年利率。主要成本不是存储数据的运营成本——而是维持庞大经济资本基础的成本。

你看看任何权益证明生态系统：94% 的奖励归持有资本的人所有，只有 6% 归实际进行操作的人所有。因此，即使你想出了一个将运营成本降低 10 倍的突破性想法，那 94% 依然保持不变。你的成本结构受限于资本成本。

如果你是一个 dapp，微观经济问题在于你向像以太坊这样的大型信任网络支付了非常高的费用，但你却受限于你所依赖的最薄弱的信任环节。如果你有一个不那么受信任的预言机或跨链桥，你可能会在那里遭到利用。你的安全性始终取决于最短的那块木板。

经济问题 (19:52)

对于核心区块链来说，如果核心价值主张是提供去中心化信任并从中获取收入，那么以太坊只能在区块制作上提供去中心化信任——而不是在运行去中心化服务所需的所有其他事情上。其他中间件正在创建去中心化信任的孤岛，收入并没有对齐并创建一个庞大的信任网络，而是被碎片化成了更小的孤岛。

EigenLayer (20:44)

这实际上是一个极其简单的想法，却能一次性解决所有这些问题。

EigenLayer 是一种利用现有信任网络来做它原本不打算做的其他事情的机制。以太坊在排序和执行方面提供信任。EigenLayer 是以太坊上的一系列智能合约，其核心关键词是再质押。

什么是再质押？在权益证明以太坊中，信标链中已经质押了数百亿美元。EigenLayer 是质押者进行再质押的一种机制——他们将相同的资本置于额外的风险之中。他们将质押锁定在以太坊中，而相同的质押会被提交给额外的罚没条件。罚没是一种可以没收你质押资金的机制，但现在你在 EigenLayer 智能合约之上，添加了可能受到惩罚的额外原因。

我们想要的属性是：相同的质押承担额外的风险。什么方面的额外风险？在提供构建在 EigenLayer 之上的任何新服务方面——有人想构建预言机、跨链桥、数据可用性层、新的共识协议。所有这些都可以构建在 EigenLayer 之上。如果你是选择加入的质押者，你还要指定你选择加入哪些服务子集——从而在获得收入的同时也承担额外的罚没风险。

EigenLayer 如何对齐生态系统 (23:50)

对于中间件：如果一个已经在以太坊中质押的质押者选择加入并同时在预言机上提供服务，他们没有额外的资本成本。他们已经在以太坊上质押并赚取 APR。通过选择加入 EigenLayer，边际资本成本要么非常小，要么理论上为零。如果你知道作为一个诚实的节点你永远不会被罚没，风险就会降到最低。这个等式变成了：运营成本是否能被收入所证明是合理的？中间件的成本结构突然从受限于资本转变为受限于运营成本。

对于 dapp：特别是许多质押者选择加入的流行服务，它们提供了与以太坊本身相同的信任。如果所有质押者都有可能选择加入，你就可以在并非原生内置于以太坊的服务上获得核心的以太坊信任。

它在价值上也与核心生态系统保持一致。在以太坊上质押的质押者获得区块奖励和交易费用，但他们也可以获得预言机费用、数据可用性费用、排序费用——所有这些以前都是不可用的。质押 ETH 有额外收入来源这一事实增加了代币本身的价值。

EigenLayer 是一个双边市场。一边是选择加入的质押者。另一边是构建在 EigenLayer 之上的中间件和服务选择加入以使用这些质押者。

过度杠杆化与风险管理 (33:00)

观众提问： 如果质押被过度杠杆化了怎么办？

假设有十个不同的 dapp 运行着它们自己的链，每个价值 100 万美元，都依赖于同一个 200 万美元的质押者法定人数——那么该质押就变得过度杠杆化了。EigenLayer 也是风险管理层。我们将此建模为一个图论问题：每个质押者是一个节点，每个服务依赖于一群质押者，并且每个服务都有一个腐败利润。然后你在这个图上计算割集，以确保系统永远不会过度杠杆化。

如果系统变得过度杠杆化，费用就会上升，更多的人会选择加入，系统就会再次变得杠杆不足。随着更多服务的启动，收益机会增加，更多的资本被锁定——可能不再是 5% 的 ETH 被质押，而是 50%。

区块空间经济学 (43:58)

区块空间由区块限制决定——即一个区块所能容纳的最大大小。所有区块链系统都有自我调节的经济学，当你的区块大小接近区块限制时，价格就会开始暴涨。

区块限制是由最弱节点的基础设施设定的。以太坊的理念是允许委内瑞拉的家庭验证者加入——可能只有每秒 1 兆字节的带宽。所以区块限制就是这样设定的。但是所有在 Amazon Web Services 上运行的质押者都有 10 千兆比特的连接——与最弱节点相差 10,000 倍。

EigenLayer 通过创建一个自由市场自动解决了这个问题，在自由市场中，这些质押者可以将他们额外的区块空间借给其他服务。有人可以构建另一条链，每个区块有 150 亿 Gas，而不是 1500 万 Gas。你可以获得大约 60% 的以太坊安全性——这已经足够好了。

质押者异质性 (48:57)

质押者的异质性不仅限于计算能力。质押者在风险和回报偏好方面也高度异质。你和我可能会同意，如果我们与 Coinbase API 的输出不同就会被罚没，但对其他人来说，这是完全不可接受的。这永远无法被标准化到核心协议中，但可以被外部化到一个选择加入层中。

质押者在奖励偏好上也是异质的。在以太坊中，区块空间是一个无色的量——所有交易都是平等的，区分它们的唯一信号是价格。在以太坊之上构建社交网络非常困难，因为每一笔社交网络交易都在与去中心化金融 (DeFi) 交易竞争，而后者在逐笔交易的基础上利润要高得多。我们的解决方案是：质押者选择加入不同的子链，在这些子链中他们有不同的奖励偏好。

民主与敏捷的创新 (51:01)

EigenLayer 解决了如何设计一个在创新上既民主又敏捷的区块链的问题。以太坊的治理非常民主，但响应速度也非常慢。当今所有的协议都在敏捷性和民主治理之间进行权衡。以太坊加上 EigenLayer 兼得两者的优点：一个民主且更新缓慢的基础层，在此之上，EigenLayer 允许人们以完全无需许可的方式构建能够快速响应市场需求的创新。

EigenDA 与结语 (52:56)

我们正在探索构建跨链桥、事件驱动的自动化、公平排序服务、侧链和 MEV 集成——所有这些都在 EigenLayer 上进行。EigenLayer 已经在内部测试网上线。我们已经构建了第一个用例：一个名为 EigenDA 的以太坊超大规模数据可用性层。它是一个结合了纠删码和多项式承诺中最佳理念的数据可用性层。在我们的测试网上，写入数据的速率是每秒 12.4 兆字节——比以太坊 2.0 计划交付的速率大 10 倍。

关键的见解是，通过纠删码，存储文件的总成本并不取决于选择加入的节点数量。但你可以收取的费用取决于节点数量，因为你提供了更多的经济安全性。这里存在一种自我扩展的经济学，越来越多的节点会选择加入，因为它们可以在不增加运营成本的情况下收取安全溢价。纠删码打破了可扩展性和去中心化之间的权衡——你可以同时获得完全的去中心化和完全的可扩展性。

问答集锦 (58:00)

关于中间件审计： 就像存在智能合约审计生态系统一样，我们需要中间件审计生态系统。智能合约审计服务于那些被认为一无所知的用户。中间件审计服务于那些被认为了解一些情况的质押者。如果我们无法让中间件审计发挥作用，我们实际上也不应该信任智能合约审计。

关于风险： 极端的例子是——所有的质押都选择加入了一个 EigenLayer 系统，在这个系统中，即使你没有做任何坏事也可能被罚没，然后你被罚没了，整个协议都处于危险之中。这是有可能的。但质押者是损失金钱的人，所以他们在选择加入时应该更加小心。让质押者更容易保持谨慎正是我们关注的重点。

关于一层网络 (l1) 区块空间与侧链： 你可以在以太坊的信任网络之上运行一个非常不同的系统——比如 Solana 虚拟机。罚没条件很简单：如果你在同一深度对一个区块进行双重签名，那是一个链上可验证的条件，你就会被罚没。这种成本结构是可行的，因为再质押者没有额外的资本成本，而 EigenLayer 侧链与拥有自己的链之间的区别在于，你不需要一种新的价值代币，也不需要付费来维持该代币的资本成本。