Paano mapapabuti ng PeerDAS ang data availability ng Ethereum?

Upang matiyak ang mahusay na pamamahala ng data at ligtas na beripikasyon, ang Ethereum ay umunlad mula DA patungong DAS, at sa huli ay ipinakilala ang PeerDAS.

May-akda: 0XNATALIE

Sa pinakahuling pagpupulong ng mga developer ng Ethereum, tinalakay ang mungkahi na hatiin sa dalawang bahagi ang Pectra hard fork ng Ethereum. Ang mungkahing ito ay dati nang tinanggihan dahil sa pangamba na maaantala ang pag-upgrade ng Verkle tree. Gayunpaman, sa pagpupulong na ito, muling iminungkahi ng mga developer ang ideyang ito dahil nais nilang isama ang mas maraming mga improvement proposal (EIP) sa Pectra fork. Iminungkahi na hatiin ang hard fork sa dalawang bahagi: ang unang bahagi ay isasama ang lahat ng EIP na kasalukuyang nasa Pectra Devnet 3, at ang ikalawang bahagi ng fork ay isasama ang EOF (EVM Object Format) at PeerDAS. Upang mas maunawaan ang PeerDAS, magsisimula muna tayo sa pangunahing konsepto ng data availability.

DA: Tinitiyak na makuha ng mga node ang on-chain na data

Ang data availability (DA) ay tumutukoy sa pangangailangang tiyakin na ang mga block na inilalathala ng block proposer, pati na rin ang lahat ng transaction data na nilalaman ng block, ay maaaring epektibong ma-access at makuha ng ibang mga kalahok sa network. Ang data availability ay isang mahalagang salik sa seguridad ng blockchain, dahil kung hindi available ang data, kahit legal ang block, hindi ito mapapatunayan ng ibang mga node, na maaaring magdulot ng consensus issues at network attacks. Halimbawa, maaaring maglabas ang attacker ng bahagi lamang ng block data, na nagreresulta sa kawalan ng kakayahan ng ibang node na beripikahin ito.

Kapag ang bagong block ay na-broadcast, lahat ng kalahok na node ay magda-download at magbe-verify ng data ng block. Ang ganitong modelo ay gumagana kapag maliit pa ang network, ngunit habang lumalaki ang blockchain, lumalaki rin ang dami ng data, kaya't tumataas ang storage na kailangan ng bawat node at ang hardware requirements. Upang payagan ang mga light node (tulad ng mga mobile device o computer) na makilahok sa block verification, ipinakilala ng blockchain ang sharding technology.

Ang sharding ay ang paghahati ng buong blockchain network sa mas maliliit na "shards". Ang bawat shard ay nagpoproseso lamang ng sarili nitong bahagi ng data, at hindi kailangang hawakan ang buong data ng blockchain. Dahil dito, ang isang node ay kailangang magproseso lamang ng data ng sarili nitong shard. Ngunit dahil bawat shard ay nagpoproseso lamang ng bahagi ng data, hindi direktang ma-access ng ibang shard nodes ang buong data. Paano natin matitiyak na ang data sa bawat shard ay available at maaaring ma-verify ng ibang mga node? Halimbawa, maaaring maglabas ang isang node sa shard ng bagong block ngunit bahagi lamang ng data ang inilabas. Kung hindi makuha ng ibang node ang buong data ng block, hindi nila mapapatunayan kung tunay at legal ang block na iyon.

DAS: Pag-verify ng kabuuang data availability gamit ang bahagi ng data

Upang tugunan ang isyu ng data availability sa sharding, ipinakilala ang Data Availability Sampling (DAS) na teknolohiya. Ang pangunahing ideya nito ay ang pag-verify ng data availability ng block sa pamamagitan ng sampling, nang hindi kinakailangang i-download o i-store ng bawat node ang buong block data.

Pinapayagan ng data availability sampling na random na kumuha lamang ng bahagi ng data mula sa block ang mga node upang ma-verify ang data availability. Kung matagumpay na makuha at ma-verify ng node ang mga random na data fragment na ito, maaaring ipalagay na available ang buong data ng block.

Upang suportahan ang ganitong sampling verification, karaniwang ginagamit ang RS encoding sa block data. Pinapayagan ng encoding na ito na kahit may nawawalang bahagi ng data, maaari pa ring ma-recover ang buong data. Kaya kahit bahagi lamang ng block data ang ma-download ng node, maaari pa ring ipalagay at kumpirmahin ang pagiging valid ng buong block data. Sa pamamagitan ng DAS, nababawasan ang dami ng data na kailangang hawakan ng bawat node, kaya't maging ang mga light node ay maaaring makilahok sa block verification.

Ang DA layer tulad ng Celestia ay gumagamit ng mga teknolohiyang ito. Pangunahing kinabibilangan ito ng RS encoding + validity proof + DAS.

• RS encoding (Reed-Solomon Encoding): Ang encoding na ito ay nagpapahintulot sa mga node na nakatanggap lamang ng bahagi ng data fragment na ma-reconstruct ang buong data block. Katulad ito ng error correction code, may kakayahan itong mag-tolerate ng errors, kaya kahit may nawawalang bahagi ng data, sapat pa rin ang natitirang bahagi upang mabuo ang buong data.
• Validity Proof: Gumagamit ng zero-knowledge proof upang tiyakin na walang error sa data habang ito ay ine-encode at ipinapadala. Kung matagumpay ang verification, maaaring ma-decode ng tama ang buong data.
• DAS (Data Availability Sampling): Sa pamamagitan ng random sampling ng mga light node ng bahagi ng RS encoded fragments mula sa block, nabe-verify ang availability ng mga fragment na ito, kaya't maaaring ipalagay na available ang buong data block.

PeerDAS: Kooperatibong pag-verify ng data sa pagitan ng mga node

Ang PeerDAS ay isang partikular na implementasyon ng DAS, na gumagamit ng peer-to-peer network para sa data availability sampling. Ang peer-to-peer network ay binubuo ng maraming node na direktang nag-uusap sa isa't isa. Sa ilalim ng DAS, bawat node ay nagsasagawa ng independent sampling verification ng data, ngunit pinapabuti ng PeerDAS ang prosesong ito sa pamamagitan ng pagpapahintulot sa mga node na magtulungan sa pag-share at pag-verify ng data sa block, na mas nagpapabilis ng verification. Hindi hiwa-hiwalay ang mga node, kundi nagbabahagi ng mga gawain at resulta ng data verification, at maaaring umasa sa data na na-verify na ng ibang node. Sa ganitong paraan, hindi kailangang akuin ng isang node ang lahat ng verification work, kundi nahahati-hati ito sa pamamagitan ng kooperasyon, kaya't mas nababawasan ang load ng bawat node. Bukod dito, ang kooperatibong verification ay nagpapataas ng hirap sa data tampering, dahil kailangang maapektuhan ng attacker ang maraming verification node nang sabay-sabay upang magtagumpay sa pag-manipula ng data.

Sa kasalukuyan, ayon sa pinakabagong pagpupulong ng Ethereum tungkol sa PeerDAS, ang Lighthouse team ng Ethereum client ay na-merge na ang DAS branch sa main branch, at kasalukuyang nagsasagawa ng testing upang tiyakin ang compatibility sa PeerDAS. Ang branch ay karaniwang ginagamit para sa pag-develop at pag-test ng mga bagong feature o improvement bilang hiwalay na bersyon ng code. Ang pag-merge sa main branch ay nangangahulugang tapos na ang development ng feature o improvement na ito, at may kumpiyansa na ito ay stable at maaaring isama sa core code.