Visão Geral

Em 13 de março de 2024, o Ethereum completou o hard fork Dencun, ativando oficialmente o EIP-4844 (blobs), que fornece uma solução de disponibilidade de dados de baixo custo para os rollups da Camada 2 (L2), levando a escalabilidade do Ethereum a um novo patamar. No entanto, o mecanismo atual de blobs ainda requer que os nós completos armazenem dados integralmente, limitando a escalabilidade da rede.

O PeerDAS (Peer-to-Peer Data Availability Sampling), como o próximo passo crítico de otimização, visa reduzir a carga do nó por meio da colaboração em rede peer-to-peer (P2P) e amostragem de dados, melhorando a eficiência da distribuição de dados e aprimorando o throughput da rede.

Vitalik Buterin propôs um objetivo em seu post X: lançar a testnet Fusaka no dia seguinte ao hard fork Pectra, verificando os novos parâmetros de blobs (meta/limite definido em 48/72), preparando o terreno para a implantação da mainnet PeerDAS.

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

O que é PeerDAS?

PeerDAS é uma solução de Amostragem de Disponibilidade de Dados (DAS) de Par-a-Par projetada especificamente para escalabilidade de blockchain. Seu objetivo principal é permitir que os nós verifiquem a disponibilidade de dados sem baixar todos os dados, preparando o terreno para atualizações futuras como Danksharding. Suas principais características incluem:

Armazenamento Parcial: Os nós armazenam apenas subconjuntos de dados e verificam a disponibilidade geral de dados através de amostragem.

Distribuição P2P: Utiliza redes peer-to-peer para otimizar a distribuição de dados, reduzindo os requisitos de largura de banda e armazenamento.

Alta escalabilidade: Suporta cargas de dados em grande escala, tornando-o adequado para cenários de alto rendimento.

Princípios Técnicos

A implementação do PeerDAS depende da coordenação de uma série de tecnologias e protocolos. Aqui está uma visão geral de seus princípios técnicos principais:

1. Fragmentação de Dados e Codificação de Apagamento

Os dados originais (tamanho N) são expandidos através de códigos de apagamento (por exemplo, códigos Reed-Solomon) para se tornarem k·N (k > 1) e divididos em vários pedaços menores. Os dados originais ainda podem ser recuperados mesmo que apenas parte desses pedaços sejam obtidos (por exemplo, m pedaços, m < k·N). Por exemplo, com k=2, perder 50% dos dados ainda é recuperável, garantindo alta disponibilidade.

2. Amostragem Aleatória e Verificação Probabilística

Os nós amostram aleatoriamente um pequeno número de blocos de dados (tipicamente algumas dezenas). Devido às propriedades matemáticas da codificação de apagamento, se o tamanho da amostragem for suficiente, a completude dos dados pode ser confirmada com uma probabilidade próxima de 100%.

Por exemplo, se forem amostrados 30 pedaços de dados e a taxa de falta estiver abaixo de um certo limite (por exemplo, 10%), pode-se inferir a disponibilidade geral dos dados.

3. Distribuição e Colaboração da Rede P2P

Os pedaços de dados são armazenados em vários nós e distribuídos por meio de protocolos P2P (como o gossipsub do libp2p). Cada nó armazena apenas uma parte dos dados e fornece acesso a outros nós, evitando pontos únicos de falha e melhorando a eficiência da distribuição.

4. Mecanismo de Incentivo

Para incentivar o armazenamento e compartilhamento honestos, o PeerDAS pode incentivar nós através de recompensas de staking (como uma parte das taxas de gás do Ethereum). Comportamento malicioso (como ocultar dados) pode resultar em penalidades de redução de stake, garantindo a estabilidade do sistema.

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

Aplicação no Ethereum

O PeerDAS foi proposto pela primeira vez e amplamente discutido dentro do ecossistema do Ethereum, especialmente no contexto do design de “Sharding” e “Data Availability Layer” do Ethereum. O roadmap futuro do Ethereum (como o EIP-4844 e atualizações subsequentes) planeja introduzir o DAS para melhorar a taxa de transferência da rede mantendo a descentralização.

Na implementação do Ethereum do PeerDAS, a amostragem de disponibilidade de dados é usada para suportar o armazenamento e verificação de dados para Rollups. Por exemplo:

Suportando EIP-4844
EIP-4844 introduz o tipo de dados blob para armazenar dados temporários enviados por Rollups. PeerDAS otimiza a distribuição e verificação de dados blob, permitindo que clientes leves participem baixando apenas uma pequena amostra.

Reduzindo a carga do nó
Nós tradicionais precisam armazenar todos os dados, enquanto o PeerDAS permite que clientes leves verifiquem dados de forma eficiente, reduzindo significativamente os requisitos de hardware (por exemplo, reduzindo o armazenamento de GB para MB), e melhorando a descentralização.

Aumentando o Desempenho do Rollup
O PeerDAS permite que os Rollups enviem mais dados on-chain, aumentando a capacidade de processamento, mantendo baixos os custos. Por exemplo, as taxas de transação na Optimism e Arbitrum podem ser ainda mais reduzidas.

Fonte:https://www.eip4844.com/

Comparação de Soluções de Disponibilidade de Dados

Além do PeerDAS, existem várias outras soluções de disponibilidade de dados (DA), cada uma com suas próprias características de armazenamento, largura de banda e eficiência de verificação. A seguir, uma comparação mais abrangente:

Vantagens e Perspectivas Futuras

Implantação de curto prazo: Aumentando a eficiência de verificação e descentralização

O PeerDAS oferece vantagens significativas, especialmente na melhoria da escalabilidade do blockchain e na redução dos custos de operação dos nós. No curto prazo, o PeerDAS traz benefícios nos seguintes aspectos:

1. Melhoria da Eficiência de Verificação:

O PeerDAS utiliza métodos de amostragem para otimizar a distribuição de dados e os processos de verificação. Os nós só precisam se concentrar e verificar uma pequena parte dos dados, o que melhora significativamente a eficiência da verificação e reduz a latência durante o processo de verificação.

2. Aumento da Descentralização:

Reduzindo os requisitos de hardware, mais usuários podem executar nós. De acordo com os dados da Etherscan de 17 de março de 2025, o número atual de nós completos é de cerca de 7.000. O PeerDAS poderia potencialmente aumentar isso para dezenas de milhares. Por exemplo, em 22 de março de 2025, o número de nós havia aumentado para 9.228.

Fonte:https://etherscan.io/nodetracker

3. Custos Operacionais do Nó Reduzidos:

Uma vez que os nós não precisam mais processar todos os dados, eles podem reduzir o armazenamento e o uso da largura de banda, diminuindo assim os custos operacionais. Isso permite que mais nós de baixo custo participem da rede, fortalecendo a descentralização do blockchain.

4. Segurança aprimorada da blockchain:

O PeerDAS utiliza mecanismos de verificação distribuída e codificação de apagamento, aumentando significativamente a dificuldade de manipulação de dados. O PeerDAS pode prevenir efetivamente a perda de dados ou manipulação maliciosa por meio da verificação descentralizada da disponibilidade de dados.

Mesmo que alguns nós falhem, o sistema ainda pode garantir a integridade e disponibilidade dos dados por meio de mecanismos de redundância e verificação, melhorando assim a segurança e a resiliência da rede como um todo.

Fonte: https://etherscan.io/nodetracker

Expansão de médio prazo: Integração e Complementaridade com Danksharding

PeerDAS entrará em sua fase de expansão de médio prazo à medida que a tecnologia avança, desempenhando um papel maior na escalabilidade da blockchain e verificação de disponibilidade de dados. Sua relação em evolução com Danksharding é significativa:

1. Verificação de Disponibilidade de Dados Mais Eficiente:

À medida que a tecnologia e as demandas de uso da blockchain crescem, o PeerDAS continuará a melhorar a eficiência da verificação de dados. Desenvolvimentos futuros podem incluir estratégias e algoritmos de amostragem otimizados, tornando o processo de verificação mais eficiente e preciso, reduzindo o consumo de recursos dos nós e aumentando a precisão das verificações de disponibilidade de dados.

2. Larga Aplicação na Tecnologia Cross-Chain:

PeerDAS pode servir como uma solução de verificação de disponibilidade de dados entre cadeias cruzadas, melhorando a eficiência da troca de dados entre blockchains e aprimorando a interoperabilidade. No entanto, para resolver conflitos de verificação causados por diferenças nos modelos de confiança, é necessária a otimização dos mecanismos de consenso.

3. Melhorando a Descentralização e Segurança da Rede:

Com o aumento no número de nós e o avanço da descentralização, o mecanismo de amostragem do PeerDAS pode aprimorar efetivamente a segurança de dados e resistência à adulteração. No futuro, o PeerDAS poderia ser combinado com tecnologias criptográficas avançadas e mecanismos de consenso para fortalecer ainda mais a resistência das redes blockchain a ataques e a tolerância a falhas como um todo.

Visão de longo prazo: Impulsionar o desenvolvimento abrangente do ecossistema blockchain

A visão de longo prazo da PeerDAS vai além de aprimorar a escalabilidade e segurança da blockchain — ela visa abrir um leque mais amplo de aplicações:

1. Suporte para Contratos Inteligentes e Aplicações DeFi:

À medida que as finanças descentralizadas (DeFi) e os contratos inteligentes evoluem rapidamente, espera-se que a tecnologia PeerDAS forneça garantias de disponibilidade de dados mais eficientes para essas aplicações. Ao reduzir a latência de verificação e melhorar a utilização de recursos, o PeerDAS pode oferecer suporte mais estável para protocolos DeFi, especialmente em cenários de negociação de alta frequência e execução de contratos em larga escala.

2. Integração com Computação de Borda e Internet das Coisas (IoT):

No futuro, o PeerDAS tem o potencial de se integrar com computação de borda e tecnologias IoT, permitindo uma verificação de dados mais distribuída e eficiente. Dispositivos de borda e nós IoT podem participar da validação de dados via PeerDAS, reduzindo a dependência de servidores centralizados e aprimorando a disponibilidade de dados e eficiência de processamento em escala global.

3. Integração aprimorada com tecnologias de IA:

Olhando para o futuro, o PeerDAS também poderia se combinar com tecnologias de inteligência artificial (IA), usando algoritmos de aprendizado de máquina para otimizar processos de amostragem e validação de dados, melhorando assim a eficiência e inteligência das redes blockchain. Isso pode ajudar a automatizar a validação de dados, o gerenciamento de nós e as tarefas de otimização de rede.

A curto prazo, o PeerDAS já demonstrou um forte potencial para melhorar a eficiência de verificação de blockchain, descentralização e reduzir os custos operacionais. Sua integração com o Danksharding irá impulsionar ainda mais a escalabilidade e segurança a médio prazo. A longo prazo, espera-se que o PeerDAS tenha ampla adoção em contratos inteligentes, DeFi, IoT e IA—tornando-se uma parte indispensável da infraestrutura de blockchain e ajudando as aplicações descentralizadas a alcançarem adoção em massa.

Desafios

Apesar de oferecer muitas vantagens, o PeerDAS também enfrenta vários desafios em aplicações do mundo real, principalmente incluindo os seguintes:

Precisão e Segurança da Amostragem:

O PeerDAS depende da amostragem de dados para validação, e a precisão da amostragem é crítica para a segurança geral do sistema. Se o mecanismo de amostragem for atacado (por exemplo, ataques Sybil), ele pode julgar mal a disponibilidade de dados. Para tal, é necessária a introdução de uma amostragem multi-redonda ou de uma validação redundante.

Dependência da Topologia de Rede:
O desempenho do PeerDAS depende da qualidade das conexões entre os nós na rede. Em redes descentralizadas, a conectividade dos nós pode ser instável, o que pode afetar a eficiência da distribuição e validação de dados, especialmente em ambientes com muitos nós.

Taxa de Participação do Nó:
Para garantir a verificação eficiente da disponibilidade de dados, o PeerDAS requer um número suficiente de nós para participar do processo de validação.
Se a participação for muito baixa, os resultados da amostragem podem ser imprecisos. Em 17 de março de 2025, a taxa de participação atual na rede Ethereum é de cerca de 98%.

Sobrecarga Computacional e de Armazenamento:
Embora o PeerDAS reduza os dados que cada nó precisa verificar, ainda requer que os nós realizem tarefas de verificação. Isso pode colocar pressão computacional e de armazenamento em nós com recursos limitados (por exemplo, dispositivos de baixo custo). Se os nós não conseguirem lidar com a carga de trabalho, isso pode levar a uma participação decrescente na rede.

Complexidade do Protocolo:
O PeerDAS introduz novos mecanismos de validação e protocolos, tornando sua implementação mais complexa do que os métodos tradicionais. Compreender e implementar essa nova solução técnica requer aprendizado e adaptação por parte dos desenvolvedores e operadores de nós, potencialmente aumentando a barreira técnica do sistema.

Compatibilidade com Sistemas Existentes:
Embora o PeerDAS tenha uma escalabilidade teórica forte, na prática, pode precisar se integrar com arquiteturas de blockchain existentes, envolvendo problemas de compatibilidade do sistema. Diferentes plataformas de blockchain podem usar mecanismos de consenso e formatos de armazenamento de dados diferentes, exigindo que o PeerDAS seja adaptado e otimizado.

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

Conclusão

À medida que a tecnologia continua a avançar, o PeerDAS - uma solução emergente de amostragem de disponibilidade de dados (DAS) - demonstrou um grande potencial em melhorar a escalabilidade e a segurança da blockchain. Ao reduzir os requisitos de armazenamento e largura de banda para nós, e melhorar a escalabilidade e descentralização da rede, o PeerDAS aborda efetivamente os desafios de alto rendimento enfrentados atualmente pelos sistemas blockchain.

Embora a tecnologia ainda enfrente alguns desafios, como precisão de amostragem, topologia de rede e participação dos nós, melhorias contínuas e casos de uso em expansão sugerem que o PeerDAS provavelmente se tornará uma parte indispensável dos ecossistemas futuros de blockchain. Em particular, em áreas como contratos inteligentes, DeFi, tecnologia de interoperabilidade entre blockchains e integração com computação de borda e a Internet das Coisas (IoT), o PeerDAS oferecerá suporte mais estável, eficiente e seguro para a inovação e adoção de blockchain.

No geral, o PeerDAS representa uma direção importante no desenvolvimento da tecnologia blockchain. Ele não apenas resolve o problema da disponibilidade de dados, mas também lança as bases para a próxima geração de aplicativos descentralizados, impulsionando a tecnologia blockchain para um futuro mais eficiente e seguro.