Tổng quan

Vào ngày 13 tháng 3 năm 2024, Ethereum đã hoàn thành việc phân nhánh cứng Dencun, chính thức kích hoạt EIP-4844 (blobs), cung cấp một giải pháp khả dĩ về sẵn có dữ liệu cho Layer 2 (L2) rollups, đẩy khả năng mở rộng của Ethereum lên một cấp độ mới. Tuy nhiên, cơ chế blobs hiện tại vẫn yêu cầu các nút đầy đủ lưu trữ dữ liệu, hạn chế khả năng mở rộng mạng lưới.

PeerDAS (Peer-to-Peer Data Availability Sampling), như bước tối ưu hóa quan trọng tiếp theo, nhằm giảm tải trên nút thông qua hợp tác mạng ngang hàng (P2P) và lấy mẫu dữ liệu, nâng cao hiệu suất phân phối dữ liệu và tăng cường thông lượng mạng.

Vitalik Buterin đề xuất một mục tiêu trong bài viết X của mình: ra mắt Fusaka testnet vào ngày sau hard fork của Pectra, xác minh các tham số blob mới (mục tiêu/giới hạn được đặt ở mức 48/72), đặt nền móng cho việc triển khai mainnet PeerDAS.

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

PeerDAS là gì?

PeerDAS là một giải pháp Mẫu có sẵn Dữ liệu Ngang hàng (DAS) được thiết kế đặc biệt cho tính mở rộng của blockchain. Mục tiêu cốt lõi của nó là cho phép các nút xác minh tính sẵn có của dữ liệu mà không cần tải xuống tất cả dữ liệu, mở đường cho các nâng cấp trong tương lai như Danksharding. Các tính năng chính của nó bao gồm:

Lưu trữ Một Phần: Các nút chỉ lưu trữ các tập hợp con của dữ liệu và xác minh sự có sẵn của dữ liệu tổng thể thông qua việc lấy mẫu.

Phân phối P2P: Sử dụng mạng ngang hàng để tối ưu hóa việc phân phối dữ liệu, giảm yêu cầu băng thông và lưu trữ.

Khả năng mở rộng cao: Hỗ trợ tải trọng dữ liệu quy mô lớn hơn, phù hợp cho các tình huống xử lý thông lượng cao.

Các nguyên tắc kỹ thuật

Việc triển khai PeerDAS phụ thuộc vào việc phối hợp một loạt các công nghệ và giao thức. Dưới đây là tổng quan về các nguyên lý kỹ thuật chính của nó:

1. Phân đoạn dữ liệu và mã hóa mất mát

Dữ liệu gốc (kích thước N) được mở rộng thông qua các mã xóa (ví dụ, mã Reed-Solomon) để trở thành k·N (k > 1) và được chia thành nhiều phần nhỏ hơn. Dữ liệu gốc vẫn có thể khôi phục ngay cả khi chỉ có một phần nhỏ các phần này được thu được (ví dụ, m phần, m < k·N). Ví dụ, với k=2, mất 50% dữ liệu vẫn có thể khôi phục, đảm bảo tính sẵn có cao.

2. Lấy Mẫu Ngẫu Nhiên và Xác Minh Xác Suất

Các nút ngẫu nhiên lấy mẫu một số lượng nhỏ các đoạn dữ liệu (thường là vài chục). Do các tính chất toán học của mã hóa xóa, nếu kích thước mẫu là đủ, tính hoàn chỉnh của dữ liệu có thể được xác nhận với xác suất gần bằng 100%.

Ví dụ, nếu có 30 phần dữ liệu được lấy mẫu, và tỷ lệ thiếu dữ liệu dưới một ngưỡng nhất định (ví dụ, 10%), người ta có thể suy luận về sự sẵn có dữ liệu tổng thể.

3. Phân phối và hợp tác mạng P2P

Các phần dữ liệu được lưu trữ trên nhiều node và phân phối thông qua các giao thức P2P (như gossipsub của libp2p). Mỗi node chỉ lưu trữ một phần nhỏ dữ liệu và cung cấp quyền truy cập cho các node khác, tránh các điểm thất bại đơn lẻ và cải thiện hiệu quả phân phối.

4. Cơ chế khuyến khích

Để khuyến khích việc lưu trữ và chia sẻ trung thực, PeerDAS có thể thúc đẩy các nút thông qua phần thưởng đặt cược (như một phần của phí gas Ethereum). Hành vi độc hại (như ẩn dữ liệu) có thể dẫn đến trừng phạt cắt giảm cược, đảm bảo tính ổn định của hệ thống.

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

Ứng dụng trên Ethereum

PeerDAS được đề xuất lần đầu và được thảo luận rộng rãi trong hệ sinh thái Ethereum, đặc biệt là trong ngữ cảnh của “Sharding” và thiết kế “Data Availability Layer” của Ethereum. Lộ trình tương lai của Ethereum (như EIP-4844 và các nâng cấp sau này) dự định giới thiệu DAS để cải thiện khả năng thông lưu mạng lưới trong khi duy trì tính phân tán.

Trong việc triển khai PeerDAS của Ethereum, lấy mẫu tính khả dụng của dữ liệu được sử dụng để hỗ trợ lưu trữ và xác minh dữ liệu cho Rollups. Chẳng hạn:

Hỗ trợ EIP-4844
EIP-4844 giới thiệu kiểu dữ liệu blob để lưu trữ dữ liệu tạm thời được gửi bởi Rollups. PeerDAS tối ưu hóa việc phân phối và xác minh dữ liệu blob, cho phép người dùng ở chế độ nhẹ tham gia bằng cách chỉ tải về một mẫu nhỏ.

Giảm Tải Node
Các nút đầy đủ truyền thống phải lưu trữ tất cả dữ liệu, trong khi PeerDAS cho phép các máy khách nhẹ xác minh dữ liệu một cách hiệu quả, giảm yêu cầu phần cứng đáng kể (ví dụ, giảm lưu trữ từ GB xuống MB) và nâng cao tính phân quyền.

Tăng hiệu suất Rollup
PeerDAS cho phép các Rollups gửi thêm dữ liệu trên chuỗi, tăng khả năng xử lý trong khi vẫn duy trì chi phí thấp. Ví dụ, phí giao dịch trên Optimism và Arbitrum có thể được giảm thêm.

Nguồn:https://www.eip4844.com/

So sánh các giải pháp sẵn có dữ liệu

Ngoài PeerDAS, có một số giải pháp khết sản có sẵn dữ liệu (DA) khác, một mục với các đặc điểm lưu trữ, băng thông và hiệu suất xác minh riêng của mình. Dưới đây là một so sánh chi tiết hơn:

Ưu điểm và Triển vọng Tương lai

Triển khai ngắn hạn: Nâng cao hiệu suất xác minh và phân quyền

PeerDAS mang lại những lợi ích đáng kể, đặc biệt là trong việc cải thiện khả năng mở rộng của blockchain và giảm chi phí vận hành node. Trong tương lai ngắn hạn, PeerDAS mang lại lợi ích trong các khía cạnh sau:

1. Hiệu suất xác minh được cải thiện:

PeerDAS sử dụng phương pháp lấy mẫu để tối ưu hóa phân phối dữ liệu và quá trình xác minh. Các nút chỉ cần tập trung và xác minh một phần nhỏ dữ liệu, điều này cải thiện đáng kể hiệu suất xác minh và giảm độ trễ trong quá trình xác minh.

2. Tăng cường Phân quyền:

Bằng cách giảm yêu cầu về phần cứng, có thể có thêm người dùng chạy nút. Theo dữ liệu từ Etherscan từ ngày 17 tháng 3 năm 2025, số lượng nút đầy đủ hiện tại khoảng 7.000. PeerDAS có thể tiềm năng tăng lên hàng chục nghìn. Ví dụ, tính đến ngày 22 tháng 3 năm 2025, số lượng nút đã tăng lên 9.228.

Nguồn：https://etherscan.io/nodetracker

3. Giảm Chi Phí Vận Hành Node:

Vì các nút không cần xử lý tất cả dữ liệu nữa, họ có thể giảm bộ nhớ lưu trữ và băng thông sử dụng, từ đó giảm chi phí vận hành. Điều này cho phép nhiều nút chi phí thấp hơn tham gia vào mạng, tăng cường tính phân tán của blockchain.

4. Tăng cường Bảo mật Blockchain:

PeerDAS sử dụng cơ chế xác minh phân tán và mã hóa xóa, tăng đáng kể độ khó của việc sửa đổi dữ liệu. PeerDAS có thể ngăn chặn mất dữ liệu hoặc sửa đổi độc hại một cách hiệu quả thông qua xác minh sẵn có dữ liệu phi tập trung.

Ngay cả khi một số nút gặp sự cố, hệ thống vẫn có thể đảm bảo tính toàn vẹn và sẵn có dữ liệu thông qua cơ chế dự phòng và xác minh, từ đó nâng cao tổng thể an ninh mạng và khả năng phục hồi.

Nguồn:https://etherscan.io/nodetracker

Mở rộng giữa kỳ: Tích hợp và Bổ sung với Danksharding

PeerDAS sẽ bắt đầu vào giai đoạn mới giữa kỹ thuật khi tiến bộ, đóng vai trò quan trọng hơn trong việc mẫn rộng khả năng tăng cấp và xác minh sẽ dữ liệu trên blockchain. Một một quan hệ đang phát triển với Danksharding là quan trọng:

1. Xác minh sẵn sàng dữ liệu hiệu quả hơn:

Khi nhu cầu về công nghệ và sử dụng blockchain ngày càng tăng, PeerDAS sẽ tiếp tục cải thiện hiệu quả xác minh dữ liệu. Các phát triển trong tương lai có thể bao gồm các chiến lược và thuật toán lấy mẫu tối ưu hóa, làm cho quá trình xác minh trở nên hiệu quả và chính xác hơn, giảm tiêu thụ tài nguyên của node, và tăng cường độ chính xác của các kiểm tra sẵn sàng dữ liệu.

2. Ứng Dụng Rộng Rãi trong Công Nghệ Cross-Chain:

PeerDAS có thể phục vụ như một giải pháp xác minh sẵn có dữ liệu qua chuỗi, cải thiện hiệu suất trao đổi dữ liệu giữa các chuỗi khối và nâng cao khả năng tương thích. Tuy nhiên, để giải quyết xung đột xác minh do sự khác biệt về mô hình tin cậy, cần tối ưu hóa cơ chế đồng thuận.

3. Nâng cao Phân quyền và Bảo mật Mạng:

Với sự tăng số lượng node và sự tiến bộ của phân cấp, cơ chế lấy mẫu của PeerDAS có thể tăng cường hiệu quả bảo mật dữ liệu và kháng lại sự phá hoại. Trong tương lai, PeerDAS có thể kết hợp với các công nghệ mật mã tiên tiến và cơ chế đồng thuận để tăng cường khả năng chống lại các cuộc tấn công và khả năng chịu lỗi tổng thể của mạng blockchain.

Tầm nhìn dài hạn: Thúc đẩy phát triển toàn diện của hệ sinh thái Blockchain

Tầm nhìn dài hạn của PeerDAS không chỉ là tăng cường khả năng mở rộ và bảo mật của blockchain mà còn nhằm mở ra một loạt ứng dụng rộng lớn hơn:

1. Hỗ trợ cho Hợp đồng Thông minh và Ứng dụng DeFi:

Khi tài chính phi tập trung (DeFi) và hợp đồng thông minh phát triển nhanh chóng, công nghệ PeerDAS dự kiến sẽ cung cấp các cam kết sẵn có về sự hiệu quả của dữ liệu cho các ứng dụng này. Bằng cách giảm độ trễ xác minh và cải thiện việc sử dụng tài nguyên, PeerDAS có thể cung cấp hỗ trợ ổn định hơn cho các giao thức DeFi, đặc biệt là trong các kịch bản giao dịch tần suất cao và thực thi hợp đồng quy mô lớn.

2. Tích hợp với Edge Computing và Internet of Things (IoT):

Trong tương lai, PeerDAS có tiềm năng tích hợp với edge computing và các công nghệ IoT, cho phép xác thực dữ liệu phân phối và hiệu quả hơn. Các thiết bị Edge và các nút IoT có thể tham gia vào việc xác thực dữ liệu thông qua PeerDAS, giảm sự phụ thuộc vào máy chủ tập trung và nâng cao khả năng sẵn có và hiệu suất xử lý dữ liệu trên quy mô toàn cầu.

3. Tích hợp Nâng cao với Công nghệ Trí tuệ Nhân tạo:

Trong tương lai, PeerDAS cũng có thể kết hợp với các công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI), sử dụng thuật toán học máy để tối ưu hóa quy trình lấy mẫu dữ liệu và xác thực, từ đó cải thiện hiệu suất và trí tuệ của mạng blockchain. Điều này có thể giúp tự động hóa việc xác thực dữ liệu, quản lý node và tối ưu hóa mạng lưới.

Trong ngắn hạn, PeerDAS đã thể hiện tiềm năng mạnh mẽ để tăng cường hiệu suất xác minh blockchain, phân quyền và giảm chi phí hoạt động. Việc tích hợp với Danksharding sẽ tiếp tục thúc đẩy tính mở rộng và an ninh trong trung hạn. Trong dài hạn, dự kiến PeerDAS sẽ được áp dụng rộng rãi trong hợp đồng thông minh, DeFi, IoT và AI—trở thành một phần không thể thiếu của cơ sở hạ tầng blockchain và giúp ứng dụng phân quyền đạt đến sự áp dụng rộng rãi.

Thách thức

Mặc dù mang lại nhiều lợi ích, PeerDAS cũng đối mặt với một số thách thức trong ứng dụng thực tế, chủ yếu bao gồm các vấn đề sau:

Độ chính xác và bảo mật mẫu

PeerDAS dựa vào việc lấy mẫu dữ liệu để xác thực, và độ chính xác của việc lấy mẫu là rất quan trọng đối với bảo mật tổng thể của hệ thống. Nếu cơ chế lấy mẫu bị tấn công (ví dụ, tấn công Sybil), nó có thể đánh giá sai sự sẵn có của dữ liệu. Điều này đòi hỏi sự giới thiệu của việc lấy mẫu đa vòng hoặc xác thực dư thừa.

Phụ thuộc Topology Mạng:
Hiệu suất của PeerDAS phụ thuộc vào chất lượng kết nối giữa các nút trong mạng. Trong các mạng phi tập trung, khả năng kết nối nút có thể không ổn định, điều này có thể ảnh hưởng đến hiệu suất phân phối và xác nhận dữ liệu, đặc biệt là trong môi trường có nhiều nút.

Tỷ lệ Tham gia Node:
Để đảm bảo xác minh sẵn có dữ liệu hiệu quả, PeerDAS yêu cầu một số lượng đủ các nút tham gia vào quá trình xác thực.
Nếu tỷ lệ tham gia quá thấp, kết quả mẫu có thể không chính xác. Đến ngày 17 tháng 3 năm 2025, tỷ lệ tham gia mạng Ethereum hiện tại khoảng 98%.

Phí Toán và Lưu Trữ:
Mặc dù PeerDAS giảm dữ liệu mà mỗi nút cần xác minh, nhưng vẫn yêu cầu các nút thực hiện các nhiệm vụ xác minh. Điều này có thể đặt áp lực tính toán và lưu trữ lên các nút có tài nguyên hạn chế (ví dụ, thiết bị cấp thấp). Nếu các nút không thể xử lý khối lượng công việc, có thể dẫn đến sự giảm sút trong việc tham gia mạng.

Độ phức tạp của giao thức:
PeerDAS giới thiệu cơ chế xác thực và giao thức mới, khiến việc triển khai của nó phức tạp hơn so với các phương pháp truyền thống. Hiểu và triển khai giải pháp kỹ thuật mới này đòi hỏi sự học hỏi và thích nghi của các nhà phát triển và các nhà vận hành node, có thể tăng ngưỡng kỹ thuật của hệ thống.

Tính tương thích với các hệ thống hiện có:
Mặc dù PeerDAS có tính mở rộng lý thuyết mạnh mẽ, nhưng trong thực tế, có thể cần tích hợp với kiến trúc blockchain hiện có, liên quan đến các vấn đề tương thích hệ thống. Các nền tảng blockchain khác nhau có thể sử dụng cơ chế đồng thuận và định dạng lưu trữ dữ liệu khác nhau, đòi hỏi PeerDAS phải được điều chỉnh và tối ưu hóa.

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

Kết luận

Khi công nghệ tiếp tục phát triển, PeerDAS - một giải pháp lấy mẫu sẵn có dữ liệu (DAS) mới nổi đã thể hiện tiềm năng lớn trong việc tăng cường khả năng mở rộng và bảo mật của blockchain. Bằng cách giảm yêu cầu lưu trữ và băng thông cho các nút, và cải thiện khả năng mở rộng và phân cấp mạng, PeerDAS hiệu quả đối phó với những thách thức về lưu lượng cao hiện đang đối mặt trong hệ thống blockchain.

Mặc dù công nghệ vẫn đối mặt với một số thách thức như độ chính xác của mẫu, cấu trúc mạng và sự tham gia của nút, nhưng việc cải thiện liên tục và mở rộng các trường hợp sử dụng cho thấy rằng PeerDAS có khả năng trở thành một phần không thể thiếu trong hệ sinh thái blockchain tương lai. Đặc biệt, trong các lĩnh vực như hợp đồng thông minh, DeFi, công nghệ cross-chain và tích hợp với máy tính cạnh và Internet of Things (IoT), PeerDAS sẽ cung cấp sự hỗ trợ ổn định, hiệu quả và an toàn hơn cho sự đổi mới và áp dụng blockchain.

Nhìn chung, PeerDAS đại diện cho một hướng quan trọng trong việc phát triển công nghệ blockchain. Nó không chỉ giải quyết vấn đề sẵn có dữ liệu mà còn đặt nền tảng cho thế hệ tiếp theo của các ứng dụng phi tập trung, đẩy công nghệ blockchain về phía một tương lai hiệu quả hơn và an toàn hơn.