概述

2024 年 3 月 13 日，以太坊完成 Dencun 硬分叉，正式啟用 EIP-4844（blobs），為 Layer 2（L2）Rollups 提供低成本的數據可用性方案，推動以太坊擴展性邁上新臺階。然而，當前 blobs 機制仍要求全節點完整存儲數據，限制了網絡擴展性。

PeerDAS（Peer-to-Peer Data Availability Sampling）作為下一步關鍵優化，旨在通過點對點（P2P）網絡協作和數據採樣降低節點負擔，提升數據分發效率，增強網絡吞吐量。

Vitalik Buterin 在其 X 帖子中提出目標：在 Pectra 硬分叉上線後第二天啟動 Fusaka 測試網，驗證新的 blobs 參數（目標值/上限值設為 48/72），為 PeerDAS 主網部署鋪平道路。

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

什麼是 PeerDAS？

PeerDAS 是一種點對點數據可用性採樣（DAS）方案，專為區塊鏈擴展設計。其核心目標是讓節點無需下載全部數據即可驗證數據可用性，為 Danksharding 等未來升級奠定基礎。其主要特點包括：

部分存儲：節點僅存儲數據子集，通過採樣驗證整體可用性。

P2P 分發：利用 P2P 網絡優化數據分發，減少帶寬和存儲需求。

高擴展性：支持更大規模的數據負載，適合高吞吐量場景。

技術原理

PeerDAS 的實現依賴於一系列技術和協議的協同工作。以下是其主要技術原理的概述：

1. 數據分塊與糾刪碼

原始數據（大小 N）通過糾刪碼（如 Reed-Solomon 碼）擴展為 k·N（k>1），並分成多個小塊。即使只獲取部分小塊（例如 m 個，m < k·N），仍可恢復原始數據。假設 k=2，丟失 50% 數據仍可恢復，確保高可用性。

2. 隨機採樣與概率驗證

節點隨機採樣少量數據塊（通常幾十個）。基於糾刪碼的數學性質，若採樣數量足夠，以接近 100% 的概率確認數據集完整性。

例如，採樣 30 個數據塊，若缺失率低於某一閾值（如 10%），可推斷整體數據可用。

3. P2P 網絡的分發與協作

數據分片存儲於多個節點，通過 P2P 協議（如 libp2p 的 gossipsub）分發。每個節點存儲部分數據併為其他節點提供訪問，避免單點故障，提高分發效率。

4. 激勵機制

為鼓勵誠實存儲和分享，PeerDAS 可能通過質押獎勵（如以太坊 gas 費分成）激勵節點，惡意行為（如隱藏數據）可通過削減質押懲罰，確保系統穩定。

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

在以太坊中的應用

PeerDAS 最初被提出並廣泛討論是在以太坊生態中，尤其是在以太坊的“分片”（Sharding）和“數據可用性層”（Data Availability Layer）設計中。以太坊的未來路線圖（如 EIP-4844 和後續升級）計劃引入 DAS 來提升網絡的吞吐量，同時保持去中心化。

在以太坊的 PeerDAS 實現中，數據可用性採樣被用於支持 Rollups 的數據存儲和驗證。例如：

支持 EIP-4844
EIP-4844 引入 blob 數據類型，用於存儲 Rollup 提交的臨時數據。PeerDAS 優化 blob 數據分發和驗證，輕節點僅需下載少量樣本即可參與。

降低節點負擔
傳統全節點需存儲所有數據，PeerDAS 使輕節點也能高效驗證，降低硬件要求（例如存儲需求從 GB 級降至 MB 級），提升去中心化。

提升 Rollup 性能
PeerDAS 允許 Rollups 提交更多數據到鏈上，增加吞吐量，同時保持低成本。例如，Optimism 和 Arbitrum 的交易費用可能進一步降低。

來源：https://www.eip4844.com/

數據可用性方案對比

除了PeerDAS，還有其他幾種數據可用性（DA）方案，它們在存儲、帶寬和驗證效率方面各有特點。以下是更全面的對比：

優勢和未來展望

短期部署：提高驗證效率與去中心化

PeerDAS 具有顯著優勢，尤其在提升區塊鏈網絡可擴展性和降低節點運行成本方面。短期內，PeerDAS 主要體現在以下幾個方面：

1. 提高驗證效率：

PeerDAS通過採樣方式，優化了數據的分發與驗證過程。節點僅需要關注和驗證數據的一個小部分，大大提高了驗證效率，並降低了驗證過程中的延遲。

2. 提升去中心化程度：

降低硬件要求，更多用戶可運行節點。參考2025年3月17日 Etherscan 數據，當前全節點數約 7,000，PeerDAS 或提升至數萬，例如，截至2025年3月22日，節點數量已增至9,228個。

來源：https://etherscan.io/nodetracker （2025年3月22日）

3. 降低節點運行成本：

由於節點不再需要處理全部的數據，它們可以減少存儲和帶寬的使用，降低運行成本，使得更多低成本節點能夠參與到網絡中，從而增強區塊鏈的去中心化特性。

4. 提高區塊鏈安全性：

PeerDAS 採用分佈式驗證和糾刪碼機制，顯著提高數據篡改的難度。通過去中心化的數據可用性驗證，PeerDAS 能夠有效防止數據丟失或惡意篡改。

即使部分節點發生故障，系統依然能通過數據冗餘和校驗機制確保完整性和可用性，從而提升整體網絡的安全性和抗攻擊能力。

來源：https://etherscan.io/nodetracker （2025年3月17日）

中期擴展：與 Danksharding 的融合與互補

隨著技術的進步，PeerDAS 將進入中期擴展階段，在區塊鏈擴容和可用性驗證方面發揮更大作用。與 Danksharding 的演進關係尤為重要：

1. 更高效的數據可用性驗證：

隨著區塊鏈技術的不斷髮展和需求的增加，PeerDAS將在優化數據驗證效率方面繼續取得突破。未來可能通過改進採樣策略和算法，使得驗證過程更加高效和精準，從而進一步降低節點的資源消耗，並提高數據可用性驗證的準確性。

2. 廣泛應用於跨鏈技術：

作為跨鏈數據可用性驗證方案，提升不同區塊鏈間的數據交互效率，增強互操作性。但需優化共識機制以解決信任模型差異帶來的驗證衝突。

3. 提升網絡去中心化和安全性：

隨著節點數量的增加和網絡去中心化的推進，PeerDAS的採樣機制可以有效提升數據的安全性和防篡改能力。未來，PeerDAS可以結合更高級的加密技術和共識機制，進一步增強區塊鏈網絡的抗攻擊能力和容錯性。

長期願景：推動區塊鏈生態的全面發展

PeerDAS 的長期願景不僅限於提升區塊鏈網絡的擴展性和安全性，還將開闢更廣泛的應用場景：

1. 智能合約與DeFi應用的支持：

隨著去中心化金融（DeFi）和智能合約的快速發展，PeerDAS技術有望為這些應用提供更加高效的數據可用性保障。通過減少驗證延遲和提升資源利用效率，PeerDAS能夠為DeFi協議提供更穩定的支持，尤其是在高頻交易和大規模合約執行的場景中。

2. 與邊緣計算和物聯網結合：

未來，PeerDAS有潛力與邊緣計算和物聯網（IoT）技術結合，實現更加分佈式和高效的數據驗證。邊緣設備和物聯網節點可以通過PeerDAS參與數據驗證，降低對中心化服務器的依賴，並在全球範圍內提高數據可用性和處理效率。

3. 增強與AI技術的結合：

未來，PeerDAS技術還可能與人工智能（AI）技術結合，通過機器學習算法對數據採樣和驗證過程進行智能優化，進一步提升區塊鏈網絡的效率和智能化水平。這可以幫助區塊鏈系統自動化處理數據驗證、節點管理和網絡優化任務。

PeerDAS 在短期內已展現出提升區塊鏈驗證效率、去中心化程度和降低運行成本的強大潛力。中期內，隨著與 Danksharding 的結合，PeerDAS 將進一步推動區塊鏈網絡的可擴展性和安全性。長期來看，PeerDAS 將在智能合約、DeFi、物聯網和 AI 等多個領域得到廣泛應用，成為區塊鏈技術不可或缺的一部分，助力去中心化應用的普及與發展。

挑戰

儘管 PeerDAS 提供了許多優勢，但在實際應用中，它也面臨一些挑戰，主要包括以下幾點：

採樣準確性與安全性：
PeerDAS依賴於數據採樣來進行驗證，而採樣的準確性對整個系統的安全性至關重要。若採樣機制被攻擊（如 Sybil 攻擊），可能誤判數據可用性。需引入多輪採樣或冗餘驗證。

網絡拓撲依賴：
PeerDAS的性能依賴於網絡中節點之間的連接質量。在去中心化的網絡中，節點可能存在連接不穩定的情況，這會影響數據分發和驗證的效率，特別是在節點數量較多的環境下。

節點參與率：
為了確保數據可用性驗證的高效性，PeerDAS需要足夠多的節點參與到數據驗證過程中。

然而，若參與節點不足，採樣結果可能失真。截止2025年3月17日，當前以太坊網絡參與率約 98%。

計算與存儲開銷：
儘管PeerDAS降低了節點需要驗證的數據量，但仍然要求節點執行數據驗證任務，這可能對資源有限的節點（如低端設備）產生一定的計算和存儲壓力。如果節點無法承載這些開銷，可能導致網絡參與度下降。

協議複雜性：
PeerDAS引入了新的驗證機制和協議，這使得其實現相較於傳統的驗證方式更加複雜。對於開發者和節點運營者來說，理解並部署這種新的技術方案需要一定的學習和適應過程，可能增加系統的技術門檻。

與現有系統的兼容性：
雖然PeerDAS在理論上具有較強的擴展性，但在實際操作中，它可能需要與現有的區塊鏈架構進行集成，這涉及到系統間的兼容性問題。不同區塊鏈平臺可能採用不同的共識機制和數據存儲方式，這需要對PeerDAS進行適配和優化。

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

結語

隨著技術的不斷進步，PeerDAS作為一種新型的數據可用性採樣技術，展現出了其在區塊鏈擴展性和安全性方面的巨大潛力。通過降低節點的存儲和帶寬需求，提升網絡的可擴展性和去中心化程度，PeerDAS能夠有效應對當前區塊鏈面臨的高吞吐量挑戰。

儘管目前該技術仍面臨一些挑戰，如採樣準確性、網絡拓撲和節點參與度等問題，但隨著技術的不斷優化和應用場景的不斷擴展，PeerDAS有望成為未來區塊鏈生態系統中不可或缺的一部分。尤其是在智能合約、DeFi、跨鏈技術以及與邊緣計算和物聯網的結合等領域，PeerDAS將為區塊鏈技術的創新與應用提供更加穩定、高效和安全的支持。

總體而言，PeerDAS代表了區塊鏈技術發展的一個重要方向，它不僅解決了數據可用性問題，還為未來的去中心化應用鋪平了道路，推動著區塊鏈技術邁向更高效、更安全的未來。