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資料可用性取樣（DAS）

一份以驗證為先的資料可用性取樣指南，涵蓋機率判斷、抹除編碼、承諾、取樣模型、PeerDAS 單元與資料欄、保管、對等節點獨立性和重建界限。

更新於

僅供教育參考，不構成投資或安全建議。DAS 結論具有機率性，並取決於確切的編碼、取樣、網路、用戶端、分叉和對手假設。

直接答案

資料可用性取樣讓節點請求一組由協定規定、經過驗證和抹除編碼的資料單元，並據此從機率上在本地判斷：已承諾的物件是否充分發布，因而能夠重建。節點不必下載完整物件。取樣成功只會在既定的編碼、重建門檻、樣本選擇、對等節點多樣性、時限和對手模型下提高信心。

KZG 證明或單元證明只能把回傳單元連結到一項承諾，不能證明其他單元足量存在。本地取樣通過也不會自動證明全網能夠重建、執行有效、共識達成最終性、彙總協定完成結算、使用者可以退出或資料獲得永久歸檔。PeerDAS 是一種具體的以太坊設計，採用分叉特定的資料欄、單元、保管群組、取樣、網路和分叉選擇規則；其目前參數不是普遍適用的 DAS 常數。

運作方式

  1. 鎖定物件和規範的確切快照：鏈、網路、分叉、用戶端及規範修訂版；時隙、區塊根和 blob 承諾；原始及延伸維度；單元、列、資料欄和保管群組定義；以及節點必須作出的可用性判斷。
  2. 驗證編碼與重建規則。記錄抹除延伸演算法、承諾方案、原始和編碼單元數、復原物件所需的最少單元數，以及拒絕畸形延伸的方式。只有當扣留足以阻止重建的單元必然產生可偵測區域時，取樣才有意義。
  3. 定義取樣母體和程序。記錄母體大小、不可用或被扣留的集合、樣本數、放回或不放回選擇、隨機來源、唯一性、保管職責、對等節點選擇、逾時、重試和去除重複資料。保管分派與隨機樣本提供的是不同證據。
  4. 計算前先聲明機率模型。在示範模型中，若固定扣留比例為 f，以放回方式進行 s 次獨立均勻取樣，則 P_miss = (1 - f)^s。不放回取樣應採用有限母體的組合數之比。對等節點相關、隨機性偏誤、日蝕攻擊、自適應供給和選擇性重試都會使簡單模型失效。
  5. 在協定期限內從多樣化的對等節點擷取資料。驗證標準頭部和 blob 納入關係、承諾、索引、KZG 單元證明與回應位元組；分別記錄缺失、無效和延遲的回應。重複請求同一資料欄或詢問同一控制平面，都不能提供新的獨立證據。
  6. 套用指定協定的本地可用性與分叉選擇規則，再分別記錄全網傳播與重建、執行有效性、安全和最終化共識狀態、供給保留期間及歸檔狀態。不能把本地通過提升為協定並未作出的結論。
  7. 演練資料扣留、畸形編碼、無效證明、日蝕與女巫攻擊、選擇性或自適應供給、相關取樣、對等節點及子網路分割、逾時、修剪、參數和 blob 排程變更、鏈重組及用戶端分歧。實際使用收集的單元進行重建，並保留請求、回應、證明、版本和歸檔證據。

計算範例

  • 獨立放回取樣。 在示範模型中，50% 的單元被扣留，節點以放回方式進行 30 次獨立均勻取樣。漏檢機率為 0.5^30 = 0.0000000009313225746，偵測機率為 99.9999999069%。這是教學模型，不是運作中 PeerDAS 或其他網路的服務保證。
  • 設定漏檢機率目標。 在同一獨立取樣模型中，扣留比例為 25%，要求漏檢機率至多為 0.000001。所需樣本數為 ceil(log(0.000001) / log(0.75)) = 49。取樣 48 次時，漏檢機率為 0.75^48 = 0.0000010067940558701114，仍高於目標；取樣 49 次時，漏檢機率為 0.75^49 = 0.0000007550955419025835。
  • 不放回取樣。 有限母體包含 128 個資料欄，其中 64 個可供給、64 個被扣留。不放回抽取 8 個不同資料欄時，完全避開被扣留集合的機率為 C(64,8) / C(128,8) = 0.0030958642767920487，偵測機率為 99.6904135723%。這與 0.5^8 = 0.00390625 不同，而且仍假設選擇均勻且扣留狀態不變。
  • Fulu 參數快照。 截至 2026-08-12 查驗的 Fulu 規範規定：NUMBER_OF_COLUMNS = 128、SAMPLES_PER_SLOT = 8、NUMBER_OF_CUSTODY_GROUPS = 128、CUSTODY_REQUIREMENT = 4。最低取樣占比為 8 / 128 = 6.25%，最低保管占比為 4 / 128 = 3.125%。如果節點保管 12 個群組，而取樣規模取 8 與 12 中較大者，則其請求占比為 12 / 128 = 9.375%。這些是有版本的協定參數，不是永久或跨協定保證。

風險

  • 對錯誤的鏈、網路、分叉、時隙、區塊或資料物件進行取樣。
  • 信任過時、非標準或已被重組取代的頭部和承諾。
  • 使用畸形或抹除延伸錯誤的資料。
  • 接受無效的 KZG、單元或納入證明。
  • 把承諾真實性當成可用性證明。
  • 樣本數不足以涵蓋既定威脅模型。
  • 把放回公式用於不放回取樣，或反向誤用。
  • 使用有偏誤、可預測或可操縱的隨機性。
  • 把重複單元或重試計為獨立樣本。
  • 從相關的對等節點、子網路、保管群組或控制平面取樣。
  • 遭到隔離取樣器的日蝕攻擊或女巫攻擊。
  • 在樣本選擇揭露後允許選擇性或自適應供給。
  • 把逾時、壅塞或用戶端故障誤判為資料扣留。
  • 混淆確定性保管分派與隨機取樣。
  • 假定的扣留比例與重建門檻不符。
  • 因 CPU、記憶體、頻寬或實作限制而無法重建。
  • 遭遇 gossip、請求—回應、子網路或交叉播種故障。
  • 把本地通過外推為全網可用與可復原。
  • 混淆 DAS 與執行有效性、共識最終性、結算或退出。
  • 忽略保留、歸檔、備援、分叉、blob 排程或參數變更。

常見誤解

  • 一次取樣成功就證明完整物件可用。
  • KZG 證明或單元證明本身就是資料可用性證明。
  • 請求越多，總會帶來更多獨立證據。
  • DAS 會驗證執行並使鏈達到最終性。
  • 目前可用的資料會被永久歸檔。

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