從比特幣出發 讀懂EigenLayer重質押_STAK

原文：EigenLayerRestakingExplainer

作者：林瑋宸AlbertLin

隨著Ethereum上海升級時間點越來越接近，LSD(LiquidStakingDerivatives)板塊也越來越火熱。此前EigenLayer推出的白皮書是大家關注的焦點。EigenLayer最核心的概念就是Restaking。什么是Restaking成為我第一次接觸EigenLayer時最大的問題。經過研究后總算有一些初步的理解。透過這篇文章希望可以幫助跟我有相同疑問的讀者們，能更理解Restaking來由和想要解決的問題。

摘要

Ethereum提出了新的信任模組化創新，使得開發DApps不再需要重新打造一個去中心化網路。可以直接使用在Ethereum網路所提供的信任。

Ethereum只提供區塊生成層面的信任，Middlewares無法利用Ethereum的信任機制來打造更廣泛的去中心化服務。Middlewares仍需另外打造自己的信任網路，這中間的主要成本來自維持網路安全的經濟模型。

EigenLayer是一個平臺，旨在探討LiquidStakingDerivatives板塊，并提供更安全、更可靠的去中心化服務。其核心概念是Restaking，即讓同一份資金可以質押在不同的信任網路，來擔保不同信任網路的安全性。

PooledSecurityviaRestaking可以讓質押者獲得更多收益，同時也降低了維持DApp安全性的成本。透過Restaking，質押者可以用同一份資金質押到不同的信任網路，擔任不同的網路的驗證者來獲得驗證獎勵。而對于中介服務來說，Restaking也能夠讓建立信任網路的門檻大幅降低，使其能夠繼承Ethereum網路部分或全部的信任。

Free-marketgovernance則建立一個開放市場的自由機制。透過這種機制，Stakers能根據收益和風險來決定要質押的對象。Middlewares能夠根據自己的需求限制Staker來保證自身網路的安全性。

Riot Blockchain以1.385億美元從比特大陸購入42000臺S19j螞蟻礦機:美國上市礦企Riot Blockchain，Inc.（納斯達克股票代碼：RIOT）宣布了一項采購合同，以1.385億美元的價格從比特大陸購買42,000臺S19j 螞蟻礦機。公司表示，在2022年全部部署后，Riot將擁有約81,150臺螞蟻礦機，其中95％將是最新一代的S19系列機型，公司的總哈希率將達到7.7 exahash / s。（globenewswire）[2021/4/7 19:55:57]

EigenLayer創新也帶來一些額外的問題和風險，例如Operatorcollusion和UnintendedSlashing。面對這些問題我們仍需要根據不同的使用場景采用不同的手段來解決。

區塊鏈的信任演進

開始理解什么是Restaking之前，讓我們先回顧區塊鏈信任這件事情的實際意思和演化的過程。

Bitcoin去中心化信任

中本聰提出的Bitcoin本身就是一種去中心化信任的架構，這樣的信任來自于每個礦工都有自己的帳本。即便當中有惡意礦工自行修改帳本，仍會被其他的善良礦工發現并不承認惡意礦工的帳本。

最上層LimitedProgrammability是指Bitcoin有提供scriptlanguage，可以寫簡單的邏輯，但無法支援太復雜的程式。

上圖中簡單將Bitcoin的架構分成三個階層。最下面一層是指礦工們，運行整個Bitcoin網路。中間層代表礦工們都遵循一套PoW(ProofofWork）的規則來產生下一個block。最上層則是指在這個網路運行的應用服務，在Bitcoin中主要應用就是點對點轉帳。大家會相信最上層的點對點轉帳服務是正確，主要原因是來自于信任下面的礦工們都遵循一樣的規則產生block，中間沒有存在惡意修改的問題。這是一個由下往上的信任過程。

Riot Blockchain再次從比特大陸購買2500臺礦機:金色財經報道，比特幣礦業公司Riot Blockchain再次從比特大陸購買了另外2500臺S19 Pro Antminer礦機。Riot希望到2021年中期將其挖礦能力提高三倍。Riot表示，該公司為這些礦機支付了610萬美元，交付和部署定于12月。[2020/10/8]

早期若要建立另一套去中心化的應用服務，等于是要重新復制相同的架構。需要產生誘因吸引礦工們，礦工會共同遵循某種特定的規則來運行去中心化網路，最后在這個去中心化網路上去運行去中心化應用服務。如同下圖所示，這就是早期新的去中心化服務對應地就會有一條新鏈的主要原因。

早期想要建立不同的去中心化網路，就需要建立自己的blockchainnetwork

Ethereum信任模組化

直到Ethereum問世后又為了這信任架構帶來創新。與Bitcoin的信任架構最大的差別在于最上層不再是被受局限的script語言，取而代之是一個圖靈完備的程式執行器：EVM。透過EVM任何人可以在Ethereum網路上面打造自己的去中心化服務，像是AAVE，ENS或Uniswap…等。這些去中心化服務都是透過EVM來執行，而EVM執行結果的正確性則是由下層的節點保證。透過這樣的機制，使得想打造不同的DApps人們不再需要另外建立一個去中心化網路來獲得信任，而是直接使用Ethereum的信任網路，等于是將信任給模組化。這樣的信任模組化架構帶來的好處是大幅度地降低DApps創新的門檻，因為不再需要為了一個特定的DApp去建立另一套去中心化網路。

Ethereum提出了EVM架構。可以在EVM上面運行不同的DApp，大幅提升了去中心化網路的創新。

黑客利用惡意軟件Glupteba從比特幣區塊鏈中獲取秘密消息:Sophos Labs研究人員發現第一起利用比特幣的區塊鏈與指揮控制（C&C）中心通信的劫持代碼案件。“比特幣的‘交易’實際上并不一定是關于錢的—它們可以包括名為RETURN（也稱為OP_RETURN）的字段，這實際上是一個長達80個字符的備注。”這正是黑客在這種情況下所做的事情（如圖所示），返回的是一條加密的秘密消息，需要256位AES解密密鑰，該密鑰被編碼到Glupteba惡意軟件程序中。

Sophos研究人員已經進行解密，顯示一個域地址，這個地址就是隱藏在人們視線中的指揮和控制中心。他們表示，“這種‘隱藏在明處’的方式通常被稱為隱寫術。”目前還不清楚讓黑客知道是否是好的，因為現在他們可以把它放在圖像中。（Trustnodes）[2020/6/26]

Barriestoopeninnovation:Middlewares

這樣的信任模組化仍然還有一些問題尚未解決。主要原因是因為Ethereum能提供的只有blockmaking層級的信任。blockmaking信任主要是指兩件事

transactionordering交易排序

transactionexecution交易執行

若需要鏈上交易以外資料的服務，就無法從Ethereum網路上獲得信任。通常這類的服務仍需要自己建立另一個信任網路。大部分這類型的服務同時也會是某個Dapp系統的一部分，這里統稱之為Middlewares。

為了保證Middlewares的安全性，會需要設計一套機制來保證資料的正確性。最常見的的情形就是設計一個高年利率的經濟模型，鼓勵其他人進行質押來保證服務的安全性。這會使得Middlewares主要成本會是保持高APR的經濟成本，而非運行服務的營運成本。凡是具有自己的分布式驗證機制以進行驗證的服務都稱之為ActivelyValidatedServices(AVS）。上述利用代幣經濟機制確保安全性只是其中一種方法。其他方法如Nomad跨鏈橋采用的optimisticverification，以及Wormhole/Axie跨鏈橋透過信任特定幾個許可的relayer來保障安全性，都是EigenLayer希望通過Restaking來解決的信任問題。

Willy Woo：從比特幣采礦生態系統發展方式看，市場在3月份已經觸底:加密貨幣分析師 Willy Woo稱，利用兩個指標衡量比特幣采礦生態系統的發展方式，市場在3月份已經觸底。首先，哈希功能區（Hash Ribbons，哈希率的移動平均值）已開始恢復，這是“可靠的底部信號”。上一次類似情況是在2019年12月，當時BTC在6400美元，處于底部；其次是在2018年12月，當時BTC在3150美元附近，處于底部。其次是礦工能源比率，比特幣市值與其能源消耗的比率在3月份崩盤期間短暫闖入“極端買入區”。上一次進入極端買入區域是在上一個減半之前的幾個月。（NewsBTC）[2020/4/6]

通常一個大型的Dapp除了自己的本身運行的服務之外，通常還會需要整合不同的Middlewares。在每個Middlewares會有自己的AVS來保證資料可信任的情形下，會如下圖所示。

因為DApps的可組合性，一個去中心化服務通常都會包含不同的Middlewares。TheProblemsforcurrentDAapp當前DAapp存在的問題

目前DApps架構存在一些問題

AVS無法從現有的ETH身上繼承信任。Ethereum本身已經有運行一套信任機制，Middlewares無法從這一套信任機制取得信任，需要另外打造一套信任網路。

從頭打造一個新全信任網路的門檻非常高

每個AVS都有自己的池子，Staker除了支付Ethereum手續費外，還需支付給這些池子額外的費用。使用EigenLayer后，不需要為這些池子支付額外費用，或者說手續費轉移給Ethereum驗證者。原架構下，Ethereum驗證者無法獲得這些費用。這種問題稱之為Ethereum的Valueleakage。

AVS會成為DApps系統中安全性最弱的一環。因為相比破壞Eethereumnetwork，破壞AVS付出的成本會更低。

暗網交易從比特幣轉向其他數字貨幣:根據Record Future的研究，由于比特幣高漲的價格和低迷的表現，即使活動在暗網里的罪犯也開始從比特幣交易轉向其他貨幣，如達世幣，萊特幣和門羅幣等。[2018/2/16]

系統安全性的瓶頸往往存在于最脆弱的部分，相對地，AVS較容易成為攻擊的目標。

EigenLayerSolution

EigenLayer提出的解決方案可以分為兩點

PooledSecurityviaRestaking

Free-marketgovernance

PooledSecurityviaRestaking

讓同一份資金可以質押在不同的信任網路，來擔保不同信任網路的安全性

實務上是將質押成為Ethereum網路驗證者的資金，透過EigenLayer同時也拿去質押其他Middlewares的信任網路。

Stakers可以先把Ether先質押到EigenLayer并決定要質押到哪些AVS

ForStakers

可以獲得更多的收益。因為他們可以用同一份資金質押到不同的信任網路，擔任不同的網路的驗證者來獲得額外驗證獎勵。若做出有害于AVS的惡意行為，所質押的資本會受到懲罰而被削減，這也是想要獲取額外獎勵要承擔的風險。

維持DApp的安全性的成本更低。因為不需要準備兩份資金去保證Ethereum和Middlewares的安全性。

ForMiddlewares

建立信任網路的門檻大幅降低。可以繼承Ethereum網路部分或全部的信任，不需要重新打造一個信任網路。

提升AVS的安全性。因為這樣等于是大家都可以共享同一份資金所帶來的信任。上圖本來每個AVS都只能提供1B資金的信任，但切換到EigenLayerRestaking的架構。每個AVS都繼承的整體13B資金的信任，安全性大幅提升。

Restaking的架構下，原本分散在不同AVS的資金現在全部被集中起來，共同為這些AVS和Ethereum提供安全信任。

Free-marketgovernance

基本上可以分成Staker和AVS兩個區塊。Staker可以自由選擇他們想要參與質押并獲得獎勵的AVS。每個AVS可以根據自己的需求，決定要提供哪些獎勵給參與質押的Staker。這樣就形成了一個Staker與AVS的自由交易市場。

對于Staker來說多參加一個AVS的質押的邊際成本很低。因為他們只是用同樣的資本去獲取額外的獎勵，不需要付出額外資本。理論上當參與越多的AVS質押，能賺取的利潤也就越高。雖然參與其他AVS質押不需要付出額外的成本，但仍需承擔對應的風險。若在質押過程中，因不可控因素或惡意做出有害于AVS的行為，所以質押的資金會因懲罰而減少。對于Stakers來說只要總獎勵大于總風險，應該會盡可能地去質押更多的AVS。

對于AVS，除了可以自行決定獎勵方式外，還可以為Staker設定條件限制。只有符合特定資格的Staker才能在該AVS進行質押并獲得獎勵。例如，某AVS可能要求Staker質押的AVS個數低于特定數量才能在該AVS上質押。

在free-market中，Stakers可以自由選擇要質押的AVS，承擔風險和賺取額外的獎勵

RestakingvsMergeMining

Resatking跟早期的MergeMining的概念很類似。MergeMining的概念是在早期PoW時代，使用同一臺的礦機去擔任不同PoW網路的礦工，利用同一份算力來獲取不同網路的礦工費。

MergeMining有一個比較顯著的缺點是無法給予作惡的礦工有效的懲罰。舉例來說有一名礦工同時為Bitcoin和AppleCoin挖礦。該名礦工故意在AppleCoin做出惡意行為來試圖獲利，并在事后被發現并不被AppleCoin的其他礦工承認而失敗。對于這名礦工實際上造成的損失并不大。因為AppleCoin上的惡意行為并不會影響礦工在其他PoW網路的收益，這名礦工的礦機仍可以繼續在其他PoW網路挖礦來獲得收益。礦工損失的只有原本在AppleCoin獲得的礦工費和挖AppleCoin礦所耗費的電費，并無其他額外的損失。

當Ethereum從PoW變成PoS后，如果驗證者做壞事，他們質押的ETH會被懲罰而變少。在其他AVS上也是這樣，壞行為會讓質押資金減少。這有效地減少了驗證者惡意行為。若其他AVS的規則能寫進智能合約，就能達成slashing。這就是Restaking跟MergeMining最大的不同之處，也是Restaking系統能運作的主要原因。

source:https://docs.eigenlayer.xyz/whitepaper.pdf

Risk

EigenLayer提出的Restaking確實解決了上述的問題，但同時也帶來了一些新的問題。在EigenLayer白皮書中列出了兩個潛在的風險。

Operatorcollusion運營商串通

Unintendedslashing意外削減

Operatorcollusion

對一名Staker來說能參與全部AVS的質押是最大獲利的做法，但這樣可能會導致一種情形：AllAVSTVL>CryptoeconomicSecurity。

假設今天有一名Staker質押總額共8M，但他參與了5個TVL都是2M的AVS質押。這樣的情形有可能會導致該Staker去聯手其他的Staker攻擊所有的AVS來獲取更大的利益。其概念類似你在賭場賭博，用同一份賭注下注復數不同的賭局。雖然有機會輸掉全部的賭注，但也有機會可以贏得比賭注更高的獎金。這意味著若攻擊者攻擊成功了，他們也可以獲得比質押成本更多的資金。

AllAVSTVL(2M*5=10M)>CryptoeconomicSecurity所有AVSTVL(2M*5=10M)>加密經濟安全

目前EigenLayer提出的解法

AVS可以自行設定限制條件來減少攻擊的利潤。這樣做的目的是降低攻擊者通過攻擊可以獲得的利潤。例如，在BridgeMiddleware的Slashing期間，可以規定傳輸總量的上限。

提出一套監控系統來追蹤Staker參與的AVS，借此來限制Staker能參與的AVS數量。

UnintendedSlashing

這邊是指并非故意執行惡意行為，而是由其他不可預期的因素造成抵押資本被Slashing。這邊提出的解法是EigenLayer會成立一個委員會，這個委員會可以針對特定情形投票決定是否取消這次的Slashing。委員會的成員將會由在Ethereum和EigenLayer社群中，具有高度聲譽的人士擔任。這種做法作為短期解決方案，在每個AVS接入EigenLayer并達到成熟之前，作為過渡期的安排。

當我們初次接觸Restaking時，很容易會認為它只是另一個類似LSD的服務。然而，當我們從Bitcoin的早期信任架構，到Ethereum的信任模組化，再到Restaking架構的演變過程中，我們才能真正理解到EigenLayer所想要解決的問題。簡言之，EigenLayer的解決方案能夠為去中心化服務帶來更高的安全性和可靠性，同時降低維護DApp安全的成本，讓質押者和中介服務都能受益。希望本篇文章能幫助和我有相同疑問的讀者們，讓大家更深入地了解Restaking背后的意義。在理解其背后意義后，再去閱讀EigenLayer的白皮書，應該能更加明了其內涵。

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