概述

2024 年 3 月 13 日，以太坊完成 Dencun 硬分叉，正式启用 EIP-4844（blobs），为 Layer 2（L2）Rollups 提供低成本的数据可用性方案，推动以太坊扩展性迈上新台阶。然而，当前 blobs 机制仍要求全节点完整存储数据，限制了网络扩展性。

PeerDAS（Peer-to-Peer Data Availability Sampling）作为下一步关键优化，旨在通过点对点（P2P）网络协作和数据采样降低节点负担，提升数据分发效率，增强网络吞吐量。

Vitalik Buterin 在其 X 帖子中提出目标：在 Pectra 硬分叉上线后第二天启动 Fusaka 测试网，验证新的 blobs 参数（目标值/上限值设为 48/72），为 PeerDAS 主网部署铺平道路。

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

什么是 PeerDAS？

PeerDAS 是一种点对点数据可用性采样（DAS）方案，专为区块链扩展设计。其核心目标是让节点无需下载全部数据即可验证数据可用性，为 Danksharding 等未来升级奠定基础。其主要特点包括：

部分存储：节点仅存储数据子集，通过采样验证整体可用性。

P2P 分发：利用 P2P 网络优化数据分发，减少带宽和存储需求。

高扩展性：支持更大规模的数据负载，适合高吞吐量场景。

技术原理

PeerDAS 的实现依赖于一系列技术和协议的协同工作。以下是其主要技术原理的概述：

1. 数据分块与纠删码

原始数据（大小 N）通过纠删码（如 Reed-Solomon 码）扩展为 k·N（k>1），并分成多个小块。即使只获取部分小块（例如 m 个，m < k·N），仍可恢复原始数据。假设 k=2，丢失 50% 数据仍可恢复，确保高可用性。

2. 随机采样与概率验证

节点随机采样少量数据块（通常几十个）。基于纠删码的数学性质，若采样数量足够，以接近 100% 的概率确认数据集完整性。

例如，采样 30 个数据块，若缺失率低于某一阈值（如 10%），可推断整体数据可用。

3. P2P 网络的分发与协作

数据分片存储于多个节点，通过 P2P 协议（如 libp2p 的 gossipsub）分发。每个节点存储部分数据并为其他节点提供访问，避免单点故障，提高分发效率。

4. 激励机制

为鼓励诚实存储和分享，PeerDAS 可能通过质押奖励（如以太坊 gas 费分成）激励节点，恶意行为（如隐藏数据）可通过削减质押惩罚，确保系统稳定。

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

在以太坊中的应用

PeerDAS 最初被提出并广泛讨论是在以太坊生态中，尤其是在以太坊的“分片”（Sharding）和“数据可用性层”（Data Availability Layer）设计中。以太坊的未来路线图（如 EIP-4844 和后续升级）计划引入 DAS 来提升网络的吞吐量，同时保持去中心化。

在以太坊的 PeerDAS 实现中，数据可用性采样被用于支持 Rollups 的数据存储和验证。例如：

支持 EIP-4844
EIP-4844 引入 blob 数据类型，用于存储 Rollup 提交的临时数据。PeerDAS 优化 blob 数据分发和验证，轻节点仅需下载少量样本即可参与。

降低节点负担
传统全节点需存储所有数据，PeerDAS 使轻节点也能高效验证，降低硬件要求（例如存储需求从 GB 级降至 MB 级），提升去中心化。

提升 Rollup 性能
PeerDAS 允许 Rollups 提交更多数据到链上，增加吞吐量，同时保持低成本。例如，Optimism 和 Arbitrum 的交易费用可能进一步降低。

来源：https://www.eip4844.com/

数据可用性方案对比

除了PeerDAS，还有其他几种数据可用性（DA）方案，它们在存储、带宽和验证效率方面各有特点。以下是更全面的对比：

优势和未来展望

短期部署：提高验证效率与去中心化

PeerDAS 具有显著优势，尤其在提升区块链网络可扩展性和降低节点运行成本方面。短期内，PeerDAS 主要体现在以下几个方面：

1. 提高验证效率：

PeerDAS通过采样方式，优化了数据的分发与验证过程。节点仅需要关注和验证数据的一个小部分，大大提高了验证效率，并降低了验证过程中的延迟。

2. 提升去中心化程度：

降低硬件要求，更多用户可运行节点。参考2025年3月17日 Etherscan 数据，当前全节点数约 7,000，PeerDAS 或提升至数万，例如，截至2025年3月22日，节点数量已增至9,228个。

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

3. 降低节点运行成本：

由于节点不再需要处理全部的数据，它们可以减少存储和带宽的使用，降低运行成本，使得更多低成本节点能够参与到网络中，从而增强区块链的去中心化特性。

4. 提高区块链安全性：

PeerDAS 采用分布式验证和纠删码机制，显著提高数据篡改的难度。通过去中心化的数据可用性验证，PeerDAS 能够有效防止数据丢失或恶意篡改。

即使部分节点发生故障，系统依然能通过数据冗余和校验机制确保完整性和可用性，从而提升整体网络的安全性和抗攻击能力。

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

中期扩展：与 Danksharding 的融合与互补

随着技术的进步，PeerDAS 将进入中期扩展阶段，在区块链扩容和可用性验证方面发挥更大作用。与 Danksharding 的演进关系尤为重要：

1. 更高效的数据可用性验证：

随着区块链技术的不断发展和需求的增加，PeerDAS将在优化数据验证效率方面继续取得突破。未来可能通过改进采样策略和算法，使得验证过程更加高效和精准，从而进一步降低节点的资源消耗，并提高数据可用性验证的准确性。

2. 广泛应用于跨链技术：

作为跨链数据可用性验证方案，提升不同区块链间的数据交互效率，增强互操作性。但需优化共识机制以解决信任模型差异带来的验证冲突。

3. 提升网络去中心化和安全性：

随着节点数量的增加和网络去中心化的推进，PeerDAS的采样机制可以有效提升数据的安全性和防篡改能力。未来，PeerDAS可以结合更高级的加密技术和共识机制，进一步增强区块链网络的抗攻击能力和容错性。

长期愿景：推动区块链生态的全面发展

PeerDAS 的长期愿景不仅限于提升区块链网络的扩展性和安全性，还将开辟更广泛的应用场景：

1. 智能合约与DeFi应用的支持：

随着去中心化金融（DeFi）和智能合约的快速发展，PeerDAS技术有望为这些应用提供更加高效的数据可用性保障。通过减少验证延迟和提升资源利用效率，PeerDAS能够为DeFi协议提供更稳定的支持，尤其是在高频交易和大规模合约执行的场景中。

2. 与边缘计算和物联网结合：

未来，PeerDAS有潜力与边缘计算和物联网（IoT）技术结合，实现更加分布式和高效的数据验证。边缘设备和物联网节点可以通过PeerDAS参与数据验证，降低对中心化服务器的依赖，并在全球范围内提高数据可用性和处理效率。

3. 增强与AI技术的结合：

未来，PeerDAS技术还可能与人工智能（AI）技术结合，通过机器学习算法对数据采样和验证过程进行智能优化，进一步提升区块链网络的效率和智能化水平。这可以帮助区块链系统自动化处理数据验证、节点管理和网络优化任务。

PeerDAS 在短期内已展现出提升区块链验证效率、去中心化程度和降低运行成本的强大潜力。中期内，随着与 Danksharding 的结合，PeerDAS 将进一步推动区块链网络的可扩展性和安全性。长期来看，PeerDAS 将在智能合约、DeFi、物联网和 AI 等多个领域得到广泛应用，成为区块链技术不可或缺的一部分，助力去中心化应用的普及与发展。

挑战

尽管 PeerDAS 提供了许多优势，但在实际应用中，它也面临一些挑战，主要包括以下几点：

采样准确性与安全性：
PeerDAS依赖于数据采样来进行验证，而采样的准确性对整个系统的安全性至关重要。若采样机制被攻击（如 Sybil 攻击），可能误判数据可用性。需引入多轮采样或冗余验证。

网络拓扑依赖：
PeerDAS的性能依赖于网络中节点之间的连接质量。在去中心化的网络中，节点可能存在连接不稳定的情况，这会影响数据分发和验证的效率，特别是在节点数量较多的环境下。

节点参与率：
为了确保数据可用性验证的高效性，PeerDAS需要足够多的节点参与到数据验证过程中。

然而，若参与节点不足，采样结果可能失真。截止2025年3月17日，当前以太坊网络参与率约 98%。

计算与存储开销：
尽管PeerDAS降低了节点需要验证的数据量，但仍然要求节点执行数据验证任务，这可能对资源有限的节点（如低端设备）产生一定的计算和存储压力。如果节点无法承载这些开销，可能导致网络参与度下降。

协议复杂性：
PeerDAS引入了新的验证机制和协议，这使得其实现相较于传统的验证方式更加复杂。对于开发者和节点运营者来说，理解并部署这种新的技术方案需要一定的学习和适应过程，可能增加系统的技术门槛。

与现有系统的兼容性：
虽然PeerDAS在理论上具有较强的扩展性，但在实际操作中，它可能需要与现有的区块链架构进行集成，这涉及到系统间的兼容性问题。不同区块链平台可能采用不同的共识机制和数据存储方式，这需要对PeerDAS进行适配和优化。

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

结语

随着技术的不断进步，PeerDAS作为一种新型的数据可用性采样技术，展现出了其在区块链扩展性和安全性方面的巨大潜力。通过降低节点的存储和带宽需求，提升网络的可扩展性和去中心化程度，PeerDAS能够有效应对当前区块链面临的高吞吐量挑战。

尽管目前该技术仍面临一些挑战，如采样准确性、网络拓扑和节点参与度等问题，但随着技术的不断优化和应用场景的不断扩展，PeerDAS有望成为未来区块链生态系统中不可或缺的一部分。尤其是在智能合约、DeFi、跨链技术以及与边缘计算和物联网的结合等领域，PeerDAS将为区块链技术的创新与应用提供更加稳定、高效和安全的支持。

总体而言，PeerDAS代表了区块链技术发展的一个重要方向，它不仅解决了数据可用性问题，还为未来的去中心化应用铺平了道路，推动着区块链技术迈向更高效、更安全的未来。