Vue d'ensemble

Le 13 mars 2024, Ethereum a achevé la mise à niveau Dencun, activant officiellement l'EIP-4844 (blobs), qui fournit une solution de disponibilité des données à faible coût pour les rollups de couche 2 (L2), poussant la scalabilité d'Ethereum à un nouveau niveau. Cependant, le mécanisme actuel des blobs nécessite toujours que les nœuds complets stockent entièrement les données, limitant la scalabilité du réseau.

PeerDAS (Peer-to-Peer Data Availability Sampling), comme prochaine étape d'optimisation critique, vise à réduire la charge des nœuds grâce à la collaboration en réseau pair à pair (P2P) et à l'échantillonnage de données, améliorant ainsi l'efficacité de la distribution des données et augmentant le débit du réseau.

Vitalik Buterin a proposé un objectif dans son X post : lancer le testnet Fusaka le jour suivant le hard fork Pectra, vérifier les nouveaux paramètres des blobs (cible/limite fixée à 48/72), préparer le déploiement du mainnet PeerDAS.

Source: https://x.com/VitalikButerin/status/1895863075527700959

Qu'est-ce que PeerDAS?

PeerDAS est une solution d'échantillonnage de la disponibilité des données pair à pair (DAS) conçue spécifiquement pour la scalabilité de la blockchain. Son objectif principal est de permettre aux nœuds de vérifier la disponibilité des données sans télécharger toutes les données, posant ainsi les bases pour des mises à niveau futures telles que le Danksharding. Ses principales caractéristiques incluent :

Stockage partiel : les nœuds ne stockent que des sous-ensembles de données et vérifient la disponibilité globale des données par échantillonnage.

Distribution P2P : Utilise des réseaux peer-to-peer pour optimiser la distribution des données, réduisant la bande passante et les besoins de stockage.

Haute scalabilité : prend en charge des charges utiles de données à plus grande échelle, ce qui le rend adapté aux scénarios à haut débit.

Principes techniques

La mise en œuvre de PeerDAS repose sur la coordination d'une série de technologies et de protocoles. Voici un aperçu de ses principes techniques principaux :

1. Fragmentation de données et codage d'effacement

Les données d'origine (taille N) sont étendues à travers des codes d'effacement (par exemple, les codes Reed-Solomon) pour devenir k·N (k > 1) et sont divisées en plusieurs petits morceaux. Les données d'origine peuvent toujours être récupérées même si seule une partie de ces morceaux est obtenue (par exemple, m morceaux, m < k·N). Par exemple, avec k=2, perdre 50% des données est encore récupérable, garantissant une disponibilité élevée.

2. Échantillonnage aléatoire et vérification probabiliste

Les nœuds échantillonnent de manière aléatoire un petit nombre de tranches de données (généralement quelques dizaines). En raison des propriétés mathématiques du codage d'effacement, si la taille de l'échantillonnage est suffisante, l'intégralité des données peut être confirmée avec une probabilité proche de 100 %.

Par exemple, si 30 morceaux de données sont échantillonnés et que le taux de perte est inférieur à un certain seuil (par exemple, 10 %), on peut déduire la disponibilité globale des données.

3. Distribution et collaboration en réseau P2P

Les morceaux de données sont stockés sur plusieurs nœuds et distribués via des protocoles P2P (comme le gossipsub de libp2p). Chaque nœud ne stocke qu'une partie des données et fournit un accès à d'autres nœuds, évitant ainsi les points de défaillance uniques et améliorant l'efficacité de la distribution.

4. Mécanisme d'incitation

Pour encourager le stockage et le partage honnêtes, PeerDAS peut encourager les nœuds par le biais de récompenses de jalonnement (telles qu’une partie des frais de gaz Ethereum). Un comportement malveillant (comme le masquage de données) peut entraîner des pénalités de réduction de mise, garantissant ainsi la stabilité du système.

Source :https://medium.com/gaudiy-web3-lab/3ace46a3a9af

Application sur Ethereum

PeerDAS a d'abord été proposé et largement discuté au sein de l'écosystème Ethereum, en particulier dans le contexte de la conception du "Sharding" et de la "Couche de disponibilité des données" d'Ethereum. La feuille de route future d'Ethereum (comme l'EIP-4844 et les mises à niveau ultérieures) prévoit d'introduire le DAS pour améliorer le débit du réseau tout en maintenant la décentralisation.

Dans l'implémentation d'Ethereum de PeerDAS, l'échantillonnage de la disponibilité des données est utilisé pour prendre en charge le stockage et la vérification des données pour les Rollups. Par exemple :

Soutien à l'EIP-4844
EIP-4844 introduit le type de données blob pour stocker les données temporaires soumises par Rollups. PeerDAS optimise la distribution et la vérification des données blob, permettant aux clients légers de participer en ne téléchargeant qu'un petit échantillon.

Réduction de la charge du nœud
Les nœuds complets traditionnels doivent stocker toutes les données, tandis que PeerDAS permet aux clients légers de vérifier efficacement les données de manière efficace, réduisant considérablement les exigences matérielles (par exemple, réduisant le stockage de Go à Mo) et améliorant la décentralisation.

Amélioration des performances de Rollup
PeerDAS permet aux Rollups de soumettre plus de données on-chain, augmentant ainsi le débit tout en maintenant des coûts bas. Par exemple, les frais de transaction sur Optimism et Arbitrum peuvent être encore réduits.

Source：https://www.eip4844.com/

Comparaison des solutions de disponibilité des données

Outre PeerDAS, il existe plusieurs autres solutions de disponibilité des données (DA), chacune avec ses propres caractéristiques de stockage, de bande passante et d'efficacité de vérification. Voici une comparaison plus complète :

Avantages et perspectives d'avenir

Déploiement à court terme: Amélioration de l'efficacité de la vérification et de la décentralisation

PeerDAS offre des avantages significatifs, notamment en améliorant la scalabilité de la blockchain et en réduisant les coûts d'exploitation des nœuds. À court terme, PeerDAS apporte des avantages dans les aspects suivants :

1. Efficacité de vérification améliorée :

PeerDAS utilise des méthodes d'échantillonnage pour optimiser la distribution des données et les processus de vérification. Les nœuds ont seulement besoin de se concentrer et de vérifier une petite partie des données, ce qui améliore considérablement l'efficacité de la vérification et réduit la latence pendant le processus de vérification.

2. Renforcement de la décentralisation :

En réduisant les exigences matérielles, plus d'utilisateurs peuvent exécuter des nœuds. Selon les données d'Etherscan du 17 mars 2025, le nombre actuel de nœuds complets est d'environ 7 000. PeerDAS pourrait potentiellement augmenter ce nombre à des dizaines de milliers. Par exemple, au 22 mars 2025, le nombre de nœuds était passé à 9 228.

Source：https://etherscan.io/nodetracker

3. Coûts d'exploitation réduits du nœud :

Étant donné que les nœuds n'ont plus besoin de traiter toutes les données, ils peuvent réduire le stockage et l'utilisation de la bande passante, ce qui permet de réduire les coûts opérationnels. Cela permet à davantage de nœuds à faible coût de participer au réseau, renforçant ainsi la décentralisation de la blockchain.

4. Sécurité renforcée de la blockchain :

PeerDAS utilise des mécanismes de vérification distribuée et de codage d'effacement, augmentant significativement la difficulté de la falsification des données. PeerDAS peut prévenir efficacement la perte de données ou la falsification malveillante grâce à la vérification de la disponibilité des données décentralisée.

Même si certains nœuds échouent, le système peut toujours garantir l'intégrité et la disponibilité des données grâce à des mécanismes de redondance et de vérification, améliorant ainsi la sécurité et la résilience globales du réseau.

Source : https://etherscan.io/nodetracker

Expansion à moyen terme : intégration et complémentarité avec Danksharding

PeerDAS entrera dans sa phase d'expansion à moyen terme à mesure que la technologie évolue, jouant un rôle plus important dans la scalabilité de la blockchain et la vérification de la disponibilité des données. Sa relation en constante évolution avec Danksharding est significative :

1. Vérification plus efficace de la disponibilité des données :

Avec la croissance de la technologie blockchain et des demandes d'utilisation, PeerDAS continuera d'améliorer l'efficacité de la vérification des données. Les développements futurs peuvent inclure des stratégies d'échantillonnage et des algorithmes optimisés, rendant le processus de vérification plus efficace et précis, réduisant la consommation de ressources des nœuds et augmentant la précision des vérifications de disponibilité des données.

2. Large application dans la technologie de chaîne croisée :

PeerDAS peut servir de solution de vérification de disponibilité des données inter-chaînes, améliorant l'efficacité de l'échange de données entre les blockchains et renforçant l'interopérabilité. Cependant, pour résoudre les conflits de vérification causés par les différences de modèles de confiance, une optimisation des mécanismes de consensus est requise.

3. Améliorer la décentralisation et la sécurité du réseau :

Avec l'augmentation du nombre de nœuds et l'avancée de la décentralisation, le mécanisme d'échantillonnage de PeerDAS peut efficacement améliorer la sécurité des données et la résistance à la falsification. À l'avenir, PeerDAS pourrait être combiné à des technologies cryptographiques avancées et à des mécanismes de consensus pour renforcer davantage la résistance des réseaux blockchain aux attaques et la tolérance globale aux pannes.

Vision à long terme : favoriser le développement global de l'écosystème blockchain

La vision à long terme de PeerDAS va au-delà de l'amélioration de la scalabilité et de la sécurité de la blockchain, elle vise à ouvrir un éventail plus large d'applications :

1. Prise en charge des contrats intelligents et des applications DeFi :

Alors que la finance décentralisée (DeFi) et les contrats intelligents évoluent rapidement, la technologie PeerDAS devrait fournir des garanties de disponibilité de données plus efficaces pour ces applications. En réduisant la latence de vérification et en améliorant l'utilisation des ressources, PeerDAS peut offrir un support plus stable pour les protocoles DeFi, notamment dans les scénarios de trading à haute fréquence et d'exécution de contrats à grande échelle.

2. Intégration avec l'informatique en périphérie et l'Internet des objets (IoT) :

À l'avenir, PeerDAS a le potentiel de s'intégrer avec le calcul en périphérie et les technologies IoT, permettant une vérification des données plus distribuée et efficace. Les appareils en périphérie et les nœuds IoT peuvent participer à la validation des données via PeerDAS, réduisant la dépendance aux serveurs centralisés et améliorant la disponibilité des données et l'efficacité du traitement à l'échelle mondiale.

3. Intégration renforcée avec les technologies d'IA :

À l’avenir, PeerDAS pourrait également se combiner avec des technologies d’intelligence artificielle (IA), en utilisant des algorithmes d’apprentissage automatique pour optimiser les processus d’échantillonnage et de validation des données, améliorant ainsi l’efficacité et l’intelligence des réseaux blockchain. Cela peut aider à automatiser la validation des données, la gestion des nœuds et les tâches d’optimisation du réseau.

À court terme, PeerDAS a déjà démontré un fort potentiel pour améliorer l'efficacité de la vérification de la blockchain, la décentralisation et réduire les coûts opérationnels. Son intégration avec Danksharding renforcera davantage la scalabilité et la sécurité à moyen terme. À long terme, on s'attend à ce que PeerDAS soit largement adopté dans les contrats intelligents, la DeFi, l'IoT et l'IA, devenant ainsi une partie indispensable de l'infrastructure blockchain et aidant les applications décentralisées à atteindre une adoption généralisée.

Défis

Malgré offrant de nombreux avantages, PeerDAS est également confronté à plusieurs défis dans les applications du monde réel, principalement notamment les suivants :

Précision de l'échantillonnage et sécurité :

PeerDAS repose sur l'échantillonnage des données pour la validation, et l'exactitude de l'échantillonnage est cruciale pour la sécurité globale du système. Si le mécanisme d'échantillonnage est attaqué (par exemple, les attaques Sybil), il pourrait mal évaluer la disponibilité des données. Cela nécessite l'introduction d'un échantillonnage multi-tours ou d'une validation redondante.

Dépendance de la topologie du réseau :
Les performances de PeerDAS dépendent de la qualité des connexions entre les nœuds du réseau. Dans les réseaux décentralisés, la connectivité des nœuds peut être instable, ce qui peut affecter l'efficacité de la distribution et de la validation des données, en particulier dans des environnements avec de nombreux nœuds.

Taux de participation des nœuds :
Pour garantir une vérification efficace de la disponibilité des données, PeerDAS nécessite un nombre suffisant de nœuds pour participer au processus de validation.
Si la participation est trop faible, les résultats de l'échantillonnage peuvent être inexacts. Au 17 mars 2025, le taux de participation actuel au réseau Ethereum est d'environ 98%.

Surcharge informatique et de stockage :
Bien que PeerDAS réduise les données que chaque nœud doit vérifier, il nécessite toujours que les nœuds effectuent des tâches de vérification. Cela peut exercer une pression computationnelle et de stockage sur les nœuds aux ressources limitées (par exemple, les appareils bas de gamme). Si les nœuds ne peuvent pas gérer la charge de travail, cela peut entraîner un déclin de la participation au réseau.

Complexité du protocole :
PeerDAS introduit de nouveaux mécanismes de validation et des protocoles, rendant sa mise en œuvre plus complexe que les méthodes traditionnelles. Comprendre et déployer cette nouvelle solution technique nécessite un apprentissage et une adaptation pour les développeurs et les opérateurs de nœuds, ce qui pourrait augmenter la barrière technique du système.

Compatibilité avec les systèmes existants :
Bien que PeerDAS ait une forte évolutivité théorique, dans la pratique, il peut être nécessaire de s'intégrer aux architectures de blockchain existantes, ce qui implique des problèmes de compatibilité système. Différentes plateformes de blockchain peuvent utiliser des mécanismes de consensus et des formats de stockage de données variés, ce qui nécessite une adaptation et une optimisation de PeerDAS.

Source: https://beaconscan.com/stat/networkparticipation

Conclusion

Alors que la technologie continue de progresser, PeerDAS - une solution émergente d'échantillonnage de disponibilité des données (DAS) - a démontré un grand potentiel pour améliorer la scalabilité et la sécurité de la blockchain. En réduisant les besoins de stockage et de bande passante pour les nœuds, et en améliorant la scalabilité et la décentralisation du réseau, PeerDAS répond efficacement aux défis de haut débit auxquels sont actuellement confrontés les systèmes blockchain.

Bien que la technologie soit encore confrontée à certains défis, tels que la précision de l’échantillonnage, la topologie du réseau et la participation aux nœuds, les améliorations continues et l’expansion des cas d’utilisation suggèrent que PeerDAS est susceptible de devenir un élément indispensable des futurs écosystèmes blockchain. En particulier, dans des domaines tels que les contrats intelligents, la DeFi, la technologie inter-chaînes et l’intégration avec l’edge computing et l’Internet des objets (IoT), PeerDAS offrira un support plus stable, plus efficace et plus sécurisé pour l’innovation et l’adoption de la blockchain.

Dans l'ensemble, PeerDAS représente une direction importante dans le développement de la technologie blockchain. Il résout non seulement le problème de disponibilité des données, mais pose également les bases de la prochaine génération d'applications décentralisées, poussant la technologie blockchain vers un avenir plus efficace et sécurisé.