PeerDAS 详解：以太坊如何在无需下载全部数据的情况下验证数据

如果你能在不阅读任何一页的情况下，验证一本 500 页的书确实存在，那会怎样？这正是以太坊通过 PeerDAS 刚刚学会做的事情 —— 它正在悄然重塑区块链如何在不牺牲去中心化的情况下进行扩展。

2025 年 12 月 3 日，以太坊激活了 Fusaka 升级，引入了 PeerDAS（Peer Data Availability Sampling，同行数据可用性抽样）作为核心特性。虽然大多数头条新闻都集中在 Layer 2 网络 40-60% 的费用降幅上，但其背后的机制代表了更为重大的意义：区块链节点在不实际存储所有数据的情况下，证明数据存在的方式发生了根本性转变。

问题所在：不可能每个人永远下载所有内容

在深入探讨 PeerDAS 之前，让我们先了解它要解决的问题。

区块链面临着一种固有的张力：处理的数据越多，普通人运行节点的难度就越大。如果运行节点需要昂贵的硬件和巨大的带宽，网络就会向资金雄厚的运营商集中。但如果为了保持节点的可访问性而限制数据吞吐量，你就无法扩展。

这就是数据可用性问题 —— 确保交易数据存在于网络中的某个地方，以便任何人都可以验证区块链的状态，而无需每个人都下载所有内容。

当以太坊在 2024 年 3 月的 Dencun 升级中引入 “Blob” 时，Layer 2 的费用从每笔交易 0.50 美元 - 3.00 美元骤降至约 0.01 美元 - 0.10 美元。Blob 为 Rollup 数据提供了专用空间，这些数据可以在几周后被删除。但有一个问题：每个节点仍然必须下载每个 Blob 才能验证其可用性。

随着每个区块包含 6 个 Blob 以及日益增长的需求，以太坊已经触及了容量上限。旧的模式 —— “每个人下载所有内容” —— 无法在不排挤家庭验证者的情况下进一步扩展。

走进 PeerDAS：用抽样代替下载

PeerDAS 彻底颠覆了验证模型。节点不再通过下载完整的 Blob 来证明其存在，而是下载少量的随机样本，并使用巧妙的数学方法来验证完整数据的可用性。

直观理解：想象你想验证一个装满箱子的仓库里是否真的有货物。旧的方法需要检查每一个箱子。PeerDAS 就像随机选择几个箱子，并利用统计学保证，如果你的样本没问题，那么整个仓库的库存就是真实的。

但仅靠随机抽样是不够的。如果有人只存储了他们知道你会抽样到的箱子怎么办？这就是纠删码（Erasure Coding）发挥作用的地方。

纠删码：让抽样奏效的数学

纠删码借鉴自卫星通信和 CD 存储 —— 这些技术需要在部分数据损坏时仍能恢复数据。该技术以一种允许从部分片段重构的方式为数据添加了结构化冗余。

通过 PeerDAS，以太坊将每个 Blob 编码为 128 个数据“列”。核心见解是：这 128 列中的任何 64 列都可以重构原始 Blob。数据分布得非常均匀，以至于隐藏任何部分在统计上都是不可行的。

这就像全息图 —— 你可以将全息图像切成两半，每一半仍然包含完整的图像。纠删码为数据创建了类似的冗余特性。

当一个节点从 128 列中随机抽取 8 列时，遗漏隐藏数据的概率呈指数级下降。如果恶意行为者试图隐藏哪怕是一小部分 Blob，随着网络的增长，被检测到的统计概率将变得极高。

KZG 承诺：一致性的紧凑证明

第二个数学要素是 KZG 多项式承诺 —— 一种加密技术，可以让你创建一个微小的数据“指纹”，在不揭露整体的情况下验证单个片段。

KZG 承诺将数据视为数学多项式的系数。然后，你可以使用微小的证明来证实该多项式上的任何评估点都是正确的。对于 PeerDAS 而言，这意味着在不传输整个 Blob 的情况下，证明抽样列确实属于声称的 Blob。

这些承诺本身源于 2023 年的一次大规模仪式，当时有超过 141,000 名参与者贡献了随机性。只要有一个参与者诚实地销毁了他们的贡献，整个系统就是安全的 —— 这是一种“1-of-N”信任假设。

PeerDAS 究竟是如何运作的

让我们追踪一下技术流程：

第一步：Blob 扩展

当 Rollup 提交 Blob 数据时，它最初是 64 列。纠删码将其扩展到 128 列 —— 通过结构化冗余使数据翻倍。

第二步：列分发

这 128 列通过 Gossip 协议在网络中分发。节点根据其身份订阅特定的“列子网”。

第三步：抽样

普通节点从 128 个列子网中随机订阅 8 个。这意味着每个节点仅下载扩展数据的 1/16 —— 或者等同于原始 Blob 数据的 1/8。

第四步：超级节点覆盖

控制验证者且总质押量超过 4,096 ETH 的节点将成为“超级节点”，它们会订阅所有 128 个列子网。这些超级节点提供全网覆盖并可以修复数据缺口。

第五步：验证

节点根据包含在区块头中的 KZG 承诺验证其抽样的列。如果样本验证正确，节点在统计上可以确信完整的 Blob 是可用的。

第六步：重构（如果需要）

如果任何节点需要完整的 Blob，它们可以向同行请求列，直到拥有 64 个以上经过验证的列，然后重构原始数据。

安全：防御数据扣留

PeerDAS 必须抵御的主要攻击是“数据扣留” —— 即区块生产者发布一个声称数据可用的区块，却秘密隐藏了部分内容。

PeerDAS 通过概率性保证来击败这种攻击：

• 拥有 128 列和 50% 的重建阈值，攻击者必须隐藏至少 65 列（50.8%）才能阻止重建
• 但隐藏 65 列意味着 50.8% 的随机采样会命中隐藏数据
• 随着数千个节点独立进行采样，所有节点都错过隐藏部分的概率将变得极其微小

数学上的扩展性非常理想：随着网络规模的增长，安全性会提高，而每个节点的成本保持不变。一个由 10,000 个节点组成且每个节点采样 8 列的网络，比 1,000 个节点提供的保证要强得多，且不需要任何单个节点承担更重的工作。

现实影响：L2 费用和吞吐量

在 Fusaka 激活后，实际效果立即显现：

40-60% 的费用降低：在最初几周内，包括 Arbitrum、Optimism 和 Base 在内的主要 Layer 2 网络均实现了这一目标。

Blob 容量扩展：从每区块 6 个 Blob 增加到 2026 年计划的 128+ 个，通过逐步增加实现：2025 年 12 月 9 日达到 10 个 Blob，2026 年 1 月 7 日达到 14 个。

全节点带宽减少 80%：使家庭验证变得更加容易。

100,000+ TPS 理论容量：跨越整个 L2 生态系统 —— 超过了 Visa 平均 65,000 TPS 的水平。

费用地板机制 (EIP-7918) 还解决了 Dencun 之后的一个怪象：Blob 费用曾跌至 1 wei（基本为零），这意味着 Rollup 几乎免费使用以太坊的数据空间。Fusaka 将 Blob 基础费用与 L1 费用的一部分挂钩，从而创建了一个功能性的费用市场。

PeerDAS vs. 完全 Danksharding

PeerDAS 并不是以太坊的最终形态 —— 它是迈向“完全 Danksharding”（完整的数据可用性愿景）的阶梯。

特性	PeerDAS (当前)	完全 Danksharding (未来)
纠删码	1D (每个 Blob)	2D (跨整个矩阵)
Blob 容量	当前的 8 倍	每区块 32+ MB
采样模型	基于列	基于单元格
时间线	已上线 (2025 年 12 月)	约 2027 年之后

完全 Danksharding 将把纠删码扩展到两个维度 —— 既在 Blob 内部，也跨越整个数据矩阵。这创造了更强的冗余，并支持更激进的扩展。

目前的研究表明，与 PeerDAS 相比，改进后的方案可以提供 4.3 倍的节点存储效率和 2 倍的更低带宽。但实施这些方案需要重大的协议更改，这使得 PeerDAS 成为切实可行的近期解决方案。

这对以太坊路线图意味着什么

PeerDAS 验证了以太坊扩展哲学的核心论点：你可以在不使网络中心化的情况下大幅提高吞吐量。

过去的假设是更多数据需要更强大的节点。PeerDAS 证明了事实并非如此 —— 通过巧妙的数学方法，你可以在扩展数据的同时实际降低对每个节点的要求。

这开启了以太坊路线图的下一阶段：

• Glamsterdam (2026)：EIP-7928 引入了并行交易执行，这得益于 PeerDAS 提高的数据可用性上限
• 区块空间分配限制 (BALs)：有了更好的 DA 保证，动态 Gas 限制变得可行
• 原生提议者 - 构建者分离 (ePBS)：用于分离区块构建角色的链上协议

Vitalik Buterin 预计到 2026 年底将出现“大规模不依赖 ZK-EVM 的 Gas 限制提升”，这正是以 PeerDAS 为基础的。

对于开发者：有哪些变化？

对于大多数开发者来说，PeerDAS 是不可见的 —— 它是一项基础设施改进，使现有模式变得更便宜、更快速。

但一些影响值得注意：

更低的 L2 成本：需要高吞吐量的应用变得在经济上可行。游戏、社交平台和高频交易都将受益。

更多的 Blob 空间：Rollup 每个区块可以发布更多数据，减少了压缩要求并支持更丰富的状态证明。

改进的确定性：随着数据可用性验证速度的提高，乐观 Rollup 可能会缩短其挑战期。

去中心化排序：更低的 DA 成本使去中心化排序器网络更加实用。

大局观

PeerDAS 代表了区块链技术超越幼稚解决方案的成熟。早期的区块链要求每个参与者验证所有内容 —— 这种模式从根本上限制了规模。

数据可用性采样打破了这一限制。这就好比一个村庄里每个人都参加每一场会议，与一个城市通过统计抽样和制度信任建立高效治理之间的区别。

以太坊并非唯一追求这种方法的项目 —— Celestia、Avail 和 EigenDA 都围绕 DA 采样构建了整个协议。但以太坊原生实现 PeerDAS 验证了这一方法，并将其带到了最大的智能合约生态系统中。

数学上的优雅令人震撼：通过下载更少的内容，节点实际上提供了更强的数据可用性保证。这提醒我们，计算机科学的突破往往看起来像是违反直觉的权衡，但最终却发现根本不是权衡。

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PeerDAS 已于 2025 年 12 月 3 日作为 Fusaka 升级的一部分在以太坊主网上激活。本文为非专业人士解释了其技术架构 —— 有关实施细节，请参阅 EIP-7594 和 Ethereum.org PeerDAS 文档。