はじめに

Web3では、データストレージは分散型で効率的、安全、ユーザーセントリックなデジタル経済を作るための基盤となります。データの利用可能性（DA）とストレージプラットフォームは、Web3エコシステムの2つの相互にリンクした支柱であり、分散型ストレージソリューションを推進するために連携しています。

DAとは何ですか？

データの利用可能性（DA）は、ブロックチェーンや分散システムの参加者が、システムの信頼性と信頼性を確保するために、完全で正確で最新のデータにアクセス、取得、および検証できる能力を指します。 Web3およびブロックチェーンの領域内で、DAはデータストレージソリューションが次の重要な要件を満たすことを保証するために重要な役割を果たしています：

• アクセシビリティ：ユーザーやアプリケーションがデータに簡単にアクセスできるようにするために、ストレージソリューションには堅牢なアクセスインタフェースと取得メカニズムが必要です。
• 完全性：格納されたデータは変更されず、その元の状態と正確性が保護されるべきです。
• 信頼性：ストレージシステムは、システムの障害やその他の問題による中断を避け、データへのタイムリーなアクセスを保証する必要があります。
• 耐久性:データの長期保存はDAの重要な側面であり、長期間にわたってデータへのアクセスと取得が可能であることを保証します。
• 一貫性：DAは、分散システムがノード間またはレプリカ間で均一性を維持し、データの分割や不一致を防止します。
• パフォーマンス：高速なアクセスと応答時間は、特に迅速なデータ処理が必要なユースケースにおいて重要です。
• 相互運用性：マルチチェーンまたはクロスチェーンのシナリオでは、DAは異なるブロックチェーンネットワーク間でのシームレスなデータ共有と統合を含みます。

データストレージプラットフォームとは何ですか？

データストレージプラットフォームは、分散型ストレージソリューションを提供するサービスおよびテクノロジーを指します。これらのプラットフォームは、ブロックチェーンおよび分散システムを活用してデータを格納、管理、保護し、データのセキュリティ、アクセシビリティ、および不変性を確保します。データストレージプラットフォームは、データへのアクセス頻度や重要性に基づいて、冷蔵庫ストレージとホットストレージに分類されることがあります。

Cold Storage

Cold storage primarily stores data that is rarely accessed. This type of data may need long-term preservation but is not frequently used. Characteristics of cold storage include:

• 低コスト：コールドストレージは、データアクセス頻度が低く、ストレージパフォーマンス要件が最小限であるため、一般的に低コストです。
• 高容量：大量のデータを保存するために設計されており、広範囲なデータセットの長期保存に適しています。
• アクセス速度が遅い：ストレージメディアと取得メカニズムは、速度よりもコストを優先するため、アクセス速度が遅くなります。
• 高い信頼性：テープライブラリやアーカイブストレージシステムなどのメディアは、長期データ保存に適した高い信頼性を提供します。

例：Arweaveプロトコル

Arweaveは、履歴レコード、バックアップファイル、長期保存が必要でアクセス頻度の低い大規模なデータセットなど、コールドデータストレージを専門としています。Arweaveの冷蔵ソリューションは、高い信頼性と低コストを特徴としています。独自のデータ検証メカニズムにより、データの整合性とセキュリティが確保されます。さらに、Arweaveネットワークの分散型の性質により、ユーザーは自分のデータを完全に制御でき、検閲への耐性とプライバシーが向上します。このように、Arweaveは、最小限のアクセスで長期保存が必要なデータに対して、安全で経済的、かつ効率的なストレージオプションを提供します。

Arweaveのメカニズムのダイアグラム（出典: 」arweave)

ホットストレージ

ホットストレージは、頻繁にアクセスされるデータを格納するために使用されます。このデータタイプは、高いリアルタイムパフォーマンスを要求し、高速な読み書き能力が必要です。ホットストレージの特徴には、次のものがあります:

• ハイパフォーマンス：ホットストレージシステムは、頻繁なデータ要求のニーズに応えるために高速データアクセスを提供します。
• 低レイテンシー：データアクセスの遅延時間は最小限で、迅速な応答が必要なアプリケーションに適しています。
• 高コスト：高性能要件のため、ホットストレージは通常、コールドストレージよりも費用がかかります。
• 高速アクセス：データは迅速に取得および変更できるため、頻繁に更新され、迅速にアクセスされるデータセットに適しています。

例：IPFSプロトコル

InterPlanetary File System (IPFS)は、分散型ファイルシステムプロトコルであり、分散コンテンツアドレスとファイルストレージネットワークを作成するために設計されています。ファイルを複数のブロックに分割してさまざまなノードに格納することで、IPFSはデータの冗長性と検閲耐性を向上させます。頻繁にアクセスされるデータを迅速に取得および転送できるホットストレージの特性をサポートしているため、IPFSは動的なウェブサイトコンテンツ、ストリーミングメディア、リアルタイムデータ共有など、高スループットと高速アクセスが必要なアプリケーションに理想的です。その分散性と効率性により、IPFSはWeb3エコシステム内でのプライムなホットデータストレージソリューションとなります。

IPFSワークフローのダイアグラム（出典：gate.io)

DAとデータストレージプラットフォームの区別

データストレージプラットフォームとデータアベイラビリティ（DA）は、Web3エコシステム内で異なる役割を果たし、異なる機能を提供します。以下に、それらの主な違いを比較します。

DAおよびデータストレージプラットフォームの統合と開発

データアベイラビリティレイヤー（DAL）は、DA機能を提供する専門のブロックチェーンです。データアベイラビリティサンプリング（DAS）などの分散型検証手法を通じて、DALは信頼できる第三者に依存せずに誰でも効率的にデータを検証できるようにします。DALとデータストレージプラットフォームの統合により、データの保存はより効率的で安全になります。たとえば、Celestiaはモジュラーデザインを通じて効率的なデータアベイラビリティレイヤーを提供し、Filecoinは冷たいデータの保存に焦点を当て、ユーザーにインセンティブメカニズムを通じてストレージリソースの貢献を促しています。

データストレージプラットフォームへのモジュラーブロックチェーンの影響

モジュラー技術はDA開発の主要なドライバーであり、その構築のインフラを提供します。 Ethereumエコシステムでは、モジュラー技術が2つのレベルで適用されています:

1. 水平モジュール化：シャーディング技術によって実現されました。
2. 垂直モジュール化：ロールアップがトランザクション処理を担当し、メインネットはDAとコンセンサスメカニズムに焦点を当てた階層化されたアーキテクチャによって実現されています。

モジュラーデザインの利点:

• システムの機能を独立したレイヤーに分割します。
• レイヤー間の相互変換を可能にします。
• 特定のアプリケーションや産業のカスタマイズ開発をサポートしています。
• 最適化された拡張システムの柔軟性と拡張性が向上します。

ソース:celestia.org

これらの多様なデザインオプションは、さまざまなシナリオや要件に適した柔軟なソリューションを提供し、DAスペースで新しい機会を創出し、さらなる進歩を促進します。

データストレージの決定におけるDAの役割

DAは、最適なストレージソリューションを選択する際に重要なサポートを提供します。

• 需要分析：アクセス頻度、ボリューム、感度、およびタイムリー性などのデータ特性を分析して、ストレージのニーズを決定する。
• 費用対効果の評価：ストレージ、検索、およびメンテナンスのコストを評価し、最も費用対効果の高いオプションを見つける。
• パフォーマンスマッチング：ストレージソリューションが速度、レイテンシ、およびスループットなどのパフォーマンス要件を満たすことを保証します。
• セキュリティとコンプライアンス：安全性、プライバシー保護、規制の遵守を考慮しています。
• 技術サポートとコミュニティ評価：サービスプロバイダーの評判、コミュニティの支持、長期的な解決策の信頼性を評価する。

DAは、ユーザーがデータストレージのニーズを理解し、最適なソリューションを選択することで、データ管理の効率を向上させ、データのセキュリティとコンプライアンスを確保し、コスト効果を最適化することによって、ユーザーをサポートします。

異なるDALの比較

Celestia：低いDAコストと優れたスループットで知られており、小規模から中規模のレイヤー2（L2）ブロックチェーンやアプチェーンに最適です。CelestiaはDAコストを大幅に低下させ、これらのチェーンが利益分配、エコシステム開発、流動性の向上により多くのリソースを割り当てることを可能にします。

EigenDA：Ethereumのセキュリティと正当性との強いつながりにより、大規模なL2にとって費用対効果が高い選択肢となります。

NEAR DA: シンプルさ、実装の容易さ、効率の改善を特徴としております。Web3における最低取引手数料を持ち、高速かつコスト効率に優れた選択肢であり、イーサリアムのblob投稿よりも85,000倍、Celestiaよりも30倍安価です。

Avail: 軽量クライアントが完全なブロックチェーンをダウンロードせずにデータ整合性を検証できるようにすることで、使いやすさを向上させます。Polygonから独立して以来、Availは多様なパートナーシップを模索し、複数のアプリケーションシナリオでの潜在能力を示してきました。

以下の画像は、Availによって分析された主要なDALの主要なコンポーネントの比較を示しています:

ソース：blog.availproject.org

実践的な例: NEAR DA

NEAR DA は、NEAR コンセンサスメカニズムの重要な部分である「Nightshade」を活用しています。このシステムはネットワークを複数の並列シャードに分割し、独立したブロックチェーンのように機能します。各シャードは、ブロックの一部である「チャンク」または「シャードセグメント」を生成します。

ソース: near.org

これらのチャンクは完全なブロックに結合され、全体の処理はプロトコルレベルで行われます。ユーザーや開発者はこのプロセスを直接意識しません。この設計により、NEARは大量のデータでもコンセンサス速度を維持し、NEAR DAのユーザーがトランザクションデータにアクセスする十分な時間を提供します。この設定により、ゲームチェーンなどの高トランザクションボリュームのチェーン向けに、コスト効果の高いデータ可用性ソリューションが提供されます。

NEARがシャードの数を拡大するにつれて、各シャードが保存するデータ量は減少します。NEAR上の各アカウントは最終的には独自のシャードを持つことができます。これにより、ユーザーが関心を持つシャードのみを追跡する軽量なRPCノードが可能になります。NEAR DAを使用するL2では、軽量なRPCクライアントは保存期間（例：詐欺の証明に使用する）または指定された時間ウィンドウ（RPCノードで調整可能）において、データブロブコントラクトを保持するシャードのみを追跡することができます。ロールアップはデータ可用性サンプリング（DAS）に依存せず、代わりにシャード固有のデータ可用性を軽量なRPCで使用することができます。

要約すると、NEARはコスト効果が高く、スケーラブルで安全性があり、将来に備えた技術で構築された強力なDAソリューションを提供します。

結論

Web3エコシステムでは、DAとデータストレージのプラットフォームが連携して、堅牢な分散型ストレージソリューションを提供しています。DAは、安全なデータアクセスとシームレスなスマートコントラクトの相互作用のためにブロックチェーン技術を活用し、データのアクセシビリティと整合性を確保することに専念しています。一方、データストレージプラットフォームは分散型ストレージサービスを提供し、データの永続性とバックアップを保証します。これらを組み合わせることで、データ管理の効率を高め、セキュリティとコンプライアンスを強化し、コストを最適化できます。ブロックチェーン技術が進化するにつれて、DAとデータストレージプラットフォームのコラボレーションはさらに重要な役割を果たし、イノベーションを促進し、分散型ストレージの新たな機会を促進するでしょう。

ソース

1. Ethereum, https://ethereum.org/en/developers/docs/data-availability/
2. X, https://x.com/AvailProject/status/1826060156427448452
3. 近く、https://docs.near.org/build/chain-abstraction/data-availability
4. Near, https://pages.near.org/blog/why-near-data-availability/

正確であることが確認されました。この記事は原著作物です。受け入れ後、著作権はに帰属します。gate.

Alawn Liu

2025.01.13