Comment PeerDAS va-t-il améliorer la disponibilité des données sur Ethereum ?
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Comment PeerDAS va-t-il améliorer la disponibilité des données sur Ethereum ?
Afin d'assurer une gestion efficace des données et une vérification sécurisée, Ethereum a évolué du DA au DAS, puis introduit finalement PeerDAS.
Dédié à des analyses Web3 approfondiesRédaction : 0XNATALIE
Lors de la récente conférence des développeurs d'Ethereum, une proposition visant à diviser le fork dur Pectra d'Ethereum en deux parties a été discutée. Cette idée avait déjà été rejetée auparavant en raison des craintes qu'elle retarde la mise à niveau vers les arbres Verkle. Toutefois, lors de cette réunion, les développeurs ont de nouveau soulevé la question, souhaitant intégrer davantage de propositions d'amélioration (EIP) au sein du fork Pectra. La suggestion consiste à scinder ce fork en deux phases : la première inclurait tous les EIP actuellement présents sur Pectra Devnet 3, tandis que la deuxième phase intégrerait des fonctionnalités comme EOF (EVM Object Format) et PeerDAS. Pour mieux comprendre PeerDAS, commençons par aborder le concept fondamental de disponibilité des données.
DA : garantir l'accès aux données de la chaîne pour les nœuds
La disponibilité des données (Data Availability, DA) signifie que les blocs publiés par les proposants de blocs, ainsi que toutes les transactions qu'ils contiennent, doivent être effectivement accessibles et récupérables par les autres participants du réseau. La disponibilité des données est un facteur clé de la sécurité blockchain, car sans elle, même si un bloc est légitime, les autres nœuds ne peuvent pas en vérifier le contenu, ce qui pourrait entraîner des problèmes de consensus ou des attaques réseau. Par exemple, un attaquant pourrait publier uniquement une partie des données d’un bloc, empêchant les autres nœuds de le valider correctement.
Lorsqu'un nouveau bloc est diffusé, tous les nœuds participants téléchargent et vérifient ses données. Ce modèle fonctionne bien lorsque le réseau est petit, mais à mesure que la blockchain croît, le volume de données devient énorme, augmentant continuellement la charge de stockage pour chaque nœud et les exigences matérielles associées. Afin de permettre aux nœuds légers (comme les appareils mobiles tels que téléphones ou ordinateurs portables) de participer à la validation des blocs, la technologie du sharding a été introduite dans les blockchains.
Le sharding consiste à diviser le réseau blockchain entier en plusieurs petits fragments appelés « shards ». Chaque shard traite uniquement sa propre portion de données, sans avoir à gérer l'ensemble des données de la blockchain. Ainsi, chaque nœud n'a besoin de traiter que les données de son shard. Cependant, puisque chaque shard ne gère qu'une partie des données, les nœuds des autres shards n'ont pas un accès direct à l'ensemble complet des données. Comment alors s'assurer que les données d'un shard sont disponibles et que les autres nœuds peuvent en vérifier la validité ? Par exemple, un nœud d’un shard peut publier un nouveau bloc tout en ne divulguant qu’une partie des données. Si les autres nœuds ne peuvent pas obtenir toutes les données du bloc, ils ne peuvent pas vérifier s’il est authentique et valide.
DAS : valider la disponibilité globale via des échantillons partiels
Pour résoudre le problème de disponibilité des données dans un contexte de sharding, la technique d’échantillonnage de disponibilité des données (Data Availability Sampling, DAS) a été proposée. Son principe central repose sur la vérification de la disponibilité des données d’un bloc par échantillonnage, sans exiger que chaque nœud stocke ou télécharge l’intégralité des données du bloc.
Le DAS permet à un nœud de ne prélever qu’aléatoirement une petite partie des données du bloc afin d’en vérifier la disponibilité. Si le nœud parvient à récupérer et valider avec succès ces fragments aléatoires, il peut en déduire que l’ensemble des données du bloc est disponible.
Pour permettre cette vérification par échantillonnage, les données du bloc sont généralement encodées avec un codage RS (Reed-Solomon). Ce type de codage permet de reconstruire les données complètes même si certaines parties sont perdues. Ainsi, même en ne téléchargeant qu’une fraction des données du bloc, un nœud peut inférer et confirmer la validité de l’ensemble du bloc. Grâce au DAS, la quantité de données que chaque nœud doit traiter est fortement réduite, permettant même aux nœuds légers de participer à la validation.
Des couches DA telles que Celestia reposent précisément sur ces technologies : RS encoding + preuve de validité + DAS.
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Codage RS (Reed-Solomon Encoding) : Cette méthode permet à un nœud ayant reçu seulement une partie des fragments de données de reconstruire l’ensemble du bloc. Elle fonctionne comme un code correcteur d’erreurs, offrant une certaine tolérance aux pannes — même en cas de perte partielle de données, les fragments restants suffisent à reconstituer l’information complète.
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Preuve de validité (Validity Proof) : Utilisation de preuves à connaissance nulle (zero-knowledge proofs) pour garantir qu’aucune erreur n’a été introduite durant le codage ou la transmission des données. Si la vérification réussit, les données peuvent être décodées sans erreur.
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DAS (Échantillonnage de disponibilité des données) : Les nœuds légers prélèvent aléatoirement des fragments encodés RS dans le bloc et en vérifient la disponibilité, ce qui leur permet d’inférer que l’ensemble du bloc est disponible.
PeerDAS : la collaboration entre nœuds pour la vérification des données
PeerDAS est une implémentation concrète du DAS, utilisant un réseau pair-à-pair (peer-to-peer network) pour réaliser l’échantillonnage de disponibilité des données. Un réseau pair-à-pair est composé de nombreux nœuds communiquant directement entre eux. Dans le cadre du DAS classique, chaque nœud effectue indépendamment l’échantillonnage et la vérification des données. PeerDAS optimise ce processus en permettant aux nœuds de collaborer pour partager et valider conjointement les données du bloc, améliorant ainsi l’efficacité de la vérification. Les nœuds ne sont plus isolés ; ils peuvent partager leurs tâches et résultats de vérification, et s’appuyer sur les données déjà validées par d’autres nœuds. Ainsi, aucun nœud n’a à supporter seul l’intégralité de la charge de vérification, mais participe à une répartition coopérative de la tâche, réduisant davantage la charge individuelle. De plus, cette vérification collaborative rend la falsification des données plus difficile, car un attaquant devrait compromettre simultanément plusieurs nœuds de vérification pour réussir.
Actuellement, selon les dernières informations issues de la réunion d'Ethereum sur PeerDAS, l'équipe du client Ethereum Lighthouse a fusionné la branche DAS dans la branche principale et procède à des tests afin d'assurer la compatibilité avec PeerDAS. Une branche est généralement une version de code indépendante utilisée pour développer ou tester de nouvelles fonctionnalités. Sa fusion dans la branche principale signifie que la fonctionnalité est considérée comme terminée et suffisamment stable pour être intégrée au code principal.
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