Visão geral

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

PeerDAS (Amostragem de Disponibilidade de Dados de Ponta a Ponta), como o próximo passo crítico de otimização, visa reduzir a carga do nó através da colaboração em rede ponto a ponto (P2P) e amostragem de dados, melhorando a eficiência da distribuição de dados e aumentando a capacidade da rede.

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

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

O que é PeerDAS?

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

Armazenamento parcial: Os nós armazenam apenas subconjuntos de dados e verificam a disponibilidade geral dos 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 maior escala, tornando-o adequado para cenários de alto rendimento.

Princípios Técnicos

A implementação do PeerDAS baseia-se na coordenação de uma série de tecnologias e protocolos. Aqui está uma visão geral dos seus princípios técnicos principais:

1. Divisão 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 fragmentos menores. Os dados originais ainda podem ser recuperados mesmo que apenas parte desses fragmentos seja obtida (por exemplo, m fragmentos, m < k·N). Por exemplo, com k=2, a perda de 50% dos dados ainda é recuperável, garantindo alta disponibilidade.

2. Amostragem aleatória e verificação probabilística

Os nós amostram aleatoriamente um pequeno número de pedaços de dados (normalmente algumas dezenas). Devido às propriedades matemáticas do código 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 perda estiver abaixo de um certo limiar (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 através 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 partilha honestos, o PeerDAS pode incentivar os nós através de recompensas de staking (como uma parte das taxas de gás do Ethereum). Comportamento malicioso (como esconder dados) pode resultar em penalidades de redução de staking, garantindo a estabilidade do sistema.

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

Aplicação no Ethereum

O PeerDAS foi inicialmente proposto e amplamente discutido no ecossistema Ethereum, especialmente no contexto do design de “Sharding” e “Camada de Disponibilidade de Dados” 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 da Ethereum do PeerDAS, a amostragem de disponibilidade de dados é usada para suportar o armazenamento e verificação de dados para Rollups. Por exemplo:

Apoiar EIP-4844
EIP-4844 introduz o tipo de dados blob para armazenar dados temporários submetidos por Rollups. O PeerDAS otimiza a distribuição e verificação de dados blob, permitindo que clientes leves participem fazendo o download apenas de uma pequena amostra.

Reduzir a carga do nó
Os nós completos tradicionais devem armazenar todos os dados, enquanto o PeerDAS permite que clientes leves verifiquem eficientemente os dados, 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 o throughput enquanto mantêm custos baixos. Por exemplo, as taxas de transação na Optimism e Arbitrum podem ser ainda mais reduzidas.

Origem: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, segue uma comparação mais abrangente:

Vantagens e Perspetivas Futuras

Implantação a Curto Prazo: Melhorar a Eficiência da Verificação e a Descentralização

PeerDAS oferece vantagens significativas, especialmente na melhoria da escalabilidade do blockchain e na redução dos custos de operação do nó. A curto prazo, o PeerDAS traz benefícios nos seguintes aspectos:

1. Melhor Eficiência de Verificação:

O PeerDAS usa métodos de amostragem para otimizar a distribuição de dados e os processos de verificação. Os nós só precisam focar 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:

Ao reduzir 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 reduzidos do nó:

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

4. Segurança Avançada de Blockchain:

O PeerDAS utiliza mecanismos de verificação distribuída e codificação de apagamento, aumentando significativamente a dificuldade de adulteração de dados. O PeerDAS pode prevenir eficazmente a perda de dados ou adulteração maliciosa através 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.

Origem: https://etherscan.io/nodetracker

Expansão de médio prazo: Integração e Complementaridade com Danksharding

O PeerDAS entrará na sua fase de expansão a médio prazo à medida que a tecnologia avança, desempenhando um papel maior na escalabilidade da blockchain e na verificação da disponibilidade de dados. A sua relação em evolução com o 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. Os desenvolvimentos futuros podem incluir estratégias e algoritmos de amostragem otimizados, tornando o processo de verificação mais eficiente e preciso, reduzindo o consumo de recursos do nó e aumentando a precisão das verificações de disponibilidade de dados.

2. Ampla Aplicação na Tecnologia Cross-Chain:

O PeerDAS pode servir como uma solução de verificação de disponibilidade de dados entre cadeias, melhorando a eficiência da troca de dados entre blockchains e melhorando 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. Melhorar a Descentralização e Segurança da Rede:

Com o aumento do número de nós e o avanço da descentralização, o mecanismo de amostragem do PeerDAS pode melhorar eficazmente a segurança de dados e a resistência à adulteração. No futuro, o PeerDAS poderá ser combinado com tecnologias criptográficas avançadas e mecanismos de consenso para reforçar ainda mais a resistência das redes blockchain a ataques e a tolerância a falhas em geral.

Visão de Longo Prazo: Impulsionar o Desenvolvimento Abrangente do Ecossistema Blockchain

A visão de longo prazo da PeerDAS vai além de melhorar a escalabilidade e segurança da blockchain — 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 grande escala.

2. Integração com Edge Computing 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 na validação de dados via PeerDAS, reduzindo a dependência de servidores centralizados e melhorando a disponibilidade de dados e eficiência de processamento em escala global.

3. Integração reforçada com tecnologias de IA:

Olhando para o futuro, o PeerDAS também poderia combinar-se com tecnologias de inteligência artificial (IA), utilizando algoritmos de aprendizagem de máquina para otimizar os 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, a gestão de nós e as tarefas de otimização de rede.

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

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 crucial para a segurança geral do sistema. Se o mecanismo de amostragem for atacado (por exemplo, ataques Sybil), ele poderá avaliar incorretamente a disponibilidade de dados. Isso requer a introdução de amostragem multi-rodada ou validação redundante.

Dependência da Topologia da 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 dos Nós:
Para garantir a verificação eficiente da disponibilidade de dados, o PeerDAS requer um número suficiente de nós para participar no 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%.

Overhead computacional e de armazenamento:
Embora o PeerDAS reduza os dados que cada nó precisa verificar, ainda exige 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 a sua implementação mais complexa do que os métodos tradicionais. Compreender e implementar esta nova solução técnica requer aprendizagem e adaptação por parte dos programadores e operadores de nós, potencialmente aumentando a barreira técnica do sistema.

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

Fonte: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) - tem demonstrado um grande potencial na melhoria da escalabilidade e segurança da blockchain. Ao reduzir os requisitos de armazenamento e largura de banda para os nós, e melhorar a escalabilidade e descentralização da rede, o PeerDAS aborda eficazmente os desafios de alto rendimento que atualmente afetam os sistemas de blockchain.

Embora a tecnologia ainda enfrente alguns desafios - como precisão de amostragem, topologia de rede e participação de 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, integração com computação de borda e Internet das Coisas (IoT), o PeerDAS oferecerá suporte mais estável, eficiente e seguro para inovação e adoção de blockchain.

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