FilecoinからShelbyへ:分散型ストレージの進化と未来

分散化ストレージの進化の道: FILからShelbyへ

ストレージはかつてブロックチェーン業界の人気レースの一つでした。Filecoinは前回のブルマーケットのリーダープロジェクトとして、時価総額が一時100億ドルを超えました。Arweaveは永久ストレージを主打ちし、最高時価総額は35億ドルに達しました。しかし、コールドデータストレージの限界が明らかになるにつれて、永久ストレージの必要性が疑問視され、分散化ストレージが本当に実現可能かどうかが広く議論されています。Walrusの登場は、長い間静まり返っていたストレージレースに新たな希望をもたらし、AptosとJump Cryptoが共同で立ち上げたShelbyプロジェクトは、熱データ分野における分散化ストレージを新たな高みに引き上げることを目指しています。本記事では、Filecoin、Arweave、Walrus、およびShelbyの4つの代表的なプロジェクトの発展の道筋から、分散化ストレージの物語の変遷を分析し、分散化ストレージの未来の発展の展望を探ります。

! FilecoinとArweaveからWalrusとShelbyへ:分散型ストレージの人気からどれくらい離れていますか?

FIL:表面ストレージ、実際はマイニング

Filecoinは初期に登場した代表的なプロジェクトの一つであり、その発展方向は分散化に焦点を当てています。これは初期のブロックチェーンプロジェクトの一般的な特徴です。Filecoinはストレージと分散化を組み合わせ、中央集権的なデータストレージサービスプロバイダーの信頼問題を解決しようと試みています。しかし、分散化を実現するために犠牲にされた一部の側面は、後にArweaveやWalrusなどのプロジェクトが重点的に解決しようとした痛点となりました。Filecoinが実際にはマイニングコインプロジェクトであることを理解するには、その基盤技術であるIPFSがホットデータを処理するのに適していないという客観的な制約を理解する必要があります。

IPFS:分散化アーキテクチャの伝送ボトルネック

IPFS(インター星間ファイルシステム)は2015年頃に登場し、コンテンツアドレッシングを通じて従来のHTTPプロトコルを覆すことを目的としています。IPFSの最大の欠点は、取得速度が非常に遅いことです。従来のデータサービスがミリ秒単位の応答を達成できる時代にあって、IPFSがファイルを取得するには十数秒かかるため、実際のアプリケーションへの普及が難しく、少数のブロックチェーンプロジェクトを除いて、従来の産業での採用がほとんどない理由を説明しています。

IPFSの基盤となるP2Pプロトコルは主に「コールドデータ」、つまりあまり変動しない静的コンテンツ、例えば動画、画像、ドキュメントなどに適しています。しかし、ホットデータの処理、例えば動的ウェブページ、オンラインゲーム、または人工知能アプリケーションにおいては、P2Pプロトコルは従来のCDNと比べて明確な利点はありません。

IPFS自体はブロックチェーンではないが、その採用された有向非循環グラフ(DAG)の設計理念は、多くのパブリックチェーンやWeb3プロトコルと高度に一致しており、ブロックチェーンの基盤構築フレームワークとして生まれつき適している。そのため、実用的な価値がなくても、ブロックチェーンの物語を担う基盤フレームワークとしては十分であり、初期のプロジェクトは動作するフレームワークさえあれば新しい想像空間を開くことができる。しかし、Filecoinが一定の段階に達すると、IPFSがもたらす制限がそのさらなる発展を妨げ始める。

ストレージの外衣下のマイニングコインのロジック

IPFSの設計の目的は、ユーザーがデータを保存する際に、ストレージネットワークの一部としても機能することです。しかし、経済的なインセンティブが欠如している状況では、ユーザーが自発的にこのシステムを使用するのは難しく、活発なストレージノードになることはなおさら困難です。これは、ほとんどのユーザーがIPFSにファイルを保存するだけで、自分のストレージスペースを提供したり、他の人のファイルを保存したりすることはないことを意味します。こうした背景の中で、FILが誕生しました。

Filecoinのトークン経済モデルには主に3つの役割があります: ユーザーはデータを保存するための料金を支払う責任があります; ストレージマイナーはユーザーのデータを保存することによりトークンのインセンティブを得ます; リトリーバーマイナーはユーザーが必要とする際にデータを提供し、インセンティブを得ます。

このモデルには悪用の余地があります。ストレージマイナーはストレージスペースを提供した後、報酬を得るためにゴミデータを充填する可能性があります。これらのゴミデータは検索されないため、たとえ失われてもストレージマイナーの罰則メカニズムは発動しません。これにより、ストレージマイナーはゴミデータを削除し、このプロセスを繰り返すことができます。Filecoinのコピー証明コンセンサスは、ユーザーデータが不正に削除されていないことを保証することはできますが、マイナーがゴミデータを充填するのを防ぐことはできません。

Filecoinの運用は、エンドユーザーによる分散化ストレージの真の需要に基づくのではなく、トークン経済へのマイナーの継続的な投入に大きく依存しています。プロジェクトはまだ継続的にイテレーションを重ねていますが、現段階では、Filecoinのエコシステム構築は「マイニングコインのロジック」により適しており、「アプリケーション駆動」のストレージプロジェクトの定義には合致していません。

アーウィーヴ:長期主義の諸刃の剣

もしFilecoinの設計目標が、インセンティブがあり、証明可能な分散型「データクラウド」の殻を構築することであるなら、Arweaveはストレージの別の方向に極端に進んでいます: データに永久的なストレージの能力を提供します。Arweaveは分散コンピューティングプラットフォームを構築しようとはせず、システム全体は一つの核心的な仮定を中心に展開します——重要なデータは一度だけ保存され、永遠にネットワーク上に残るべきです。この極端な長期主義は、Arweaveのメカニズムからインセンティブモデル、ハードウェア要件から物語の観点に至るまで、Filecoinとは大きく異なります。

Arweaveはビットコインを学習対象として、年単位の長期にわたって自身の永続ストレージネットワークを最適化し続けることを試みています。Arweaveはマーケティングや競争相手、市場の発展トレンドを気にしません。ただネットワークアーキテクチャの反復を進めていて、誰にも注目されなくても気にしないのです。なぜなら、これがArweave開発チームの本質であり、長期主義だからです。長期主義のおかげで、Arweaveは前回のブルマーケットで熱狂的に支持されました。また、長期主義のために、たとえ底に落ちても、Arweaveは数回のブル・ベアを乗り越える可能性があります。ただ未来の分散化ストレージにArweaveの居場所があるのかどうかは分かりません。永続ストレージの存在価値は時間によってのみ証明されるのです。

Arweaveのメインネットは1.5バージョンから最近の2.9バージョンまで、マーケットの注目を失っているにもかかわらず、より広範なマイナーが最小限のコストでネットワークに参加できるよう努めており、マイナーがデータを最大限に保存するよう奨励し、ネットワーク全体の堅牢性を向上させ続けています。Arweaveは自分たちが市場の好みに合わないことを十分に理解しているため、保守的なアプローチを取り、マイナーコミュニティを受け入れず、エコシステムは完全に停滞しており、最小限のコストでメインネットをアップグレードし、ネットワークの安全性を損なうことなく、ハードウェアの敷居を継続的に下げています。

1.5-2.9のアップグレードの道のりの回顧

Arweave 1.5バージョンは、マイナーが実際のストレージではなくGPUスタッキングに依存してブロック生成の確率を最適化できる脆弱性を暴露しました。この傾向を抑制するために、1.7バージョンではRandomXアルゴリズムが導入され、専門化された計算能力の使用を制限し、一般的なCPUのマイニング参加を求めることで、計算能力の分散化を弱めることを目指しています。

2.0バージョンでは、ArweaveはSPoAを採用し、データ証明をマークルツリー構造の簡潔なパスに変換し、フォーマット2トランザクションを導入して同期負担を軽減しました。このアーキテクチャはネットワークの帯域幅の圧力を緩和し、ノードの協調能力を著しく強化しました。しかし、一部のマイナーは依然として集中型高速ストレージプール戦略を通じて実際のデータ保有責任を回避することができます。

この偏向を修正するために、2.4ではSPoRAメカニズムを導入し、グローバルインデックスとスロー ハッシュのランダムアクセスを取り入れ、マイナーは有効なブロック生成に参加するためにデータブロックを実際に保持する必要があり、メカニズム的にハッシュパワーの積み重ね効果を弱めます。その結果、マイナーはストレージアクセス速度に注目し、SSDや高速読み書きデバイスの適用が促進されました。2.6ではハッシュチェーンによってブロック生成のリズムを制御し、高性能デバイスの限界的利益のバランスを取り、中小マイナーに公平な参加の機会を提供します。

今後のバージョンは、ネットワーク協力能力とストレージの多様性をさらに強化します: 2.7では、協力的なマイニングとマイニングプールメカニズムが追加され、小規模マイナーの競争力が向上します; 2.8では、複合パッキングメカニズムが導入され、大容量の低速デバイスが柔軟に参加できるようになります; 2.9では、replica_2_9形式で新しいパッキングプロセスが導入され、効率が大幅に向上し、計算依存が低減され、データ指向のマイニングモデルのクローズドループが完成します。

全体的に見ると、Arweaveのアップグレードパスは、ストレージ指向の長期戦略を明確に示しています:計算力集中の傾向に抵抗し続けながら、参加のハードルを下げ、プロトコルの長期的な運用の可能性を確保します。

ウィルス: 熱データストレージの新たな試み

Walrusのデザイン理念はFilecoinやArweaveとは完全に異なります。Filecoinの出発点は分散化可能な検証可能なストレージシステムを構築することであり、その代償は冷データストレージです; Arweaveの出発点はデータを永続的に保存できるオンチェーンのアレクサンドリア図書館を構築することであり、その代償はシーンが少なすぎることです; Walrusの出発点はストレージコストを最適化するためのホットデータストレージプロトコルです。

RedStuff: 修正されたエラー訂正コードのバージョン

ストレージコストの設計に関して、WalrusはFilecoinとArweaveのストレージコストが不合理であると考えています。後者は完全な複製アーキテクチャを採用しており、各ノードが完全なコピーを保持しているため、強力なフォールトトレランスとノード間の独立性を持っています。このようなアーキテクチャは、一部のノードがオフラインになってもネットワークがデータの可用性を保持できることを保証します。しかし、これはシステムが堅牢性を維持するために複数のコピーの冗長性を必要とし、ストレージコストを押し上げることを意味します。特にArweaveの設計においては、コンセンサス機構自体がノードの冗長ストレージを奨励し、データの安全性を高めるようになっています。それに対して、Filecoinはコスト管理においてより柔軟ですが、その代償として一部の低コストストレージはより高いデータ損失リスクを抱える可能性があります。Walrusは両者の間でバランスを見出そうとしており、そのメカニズムは複製コストを制御しつつ、構造的冗長性を通じて可用性を向上させ、データの可得性とコスト効率の間に新しい妥協の道を築こうとしています。

Walrusが開発したRedstuffは、ノードの冗長性を低減するための重要な技術であり、Reed-Solomon(RS)エンコーディングに由来します。RSエンコーディングは非常に伝統的なエラ―コレクションアルゴリズムで、エラ―コレクションは冗長なフラグメント(erasure code)を追加することによってデータセットを倍増させる技術であり、元のデータを再構築するために使用されます。CD-ROMから衛星通信、さらにはQRコードに至るまで、日常生活の中で頻繁に使用されています。

エラーディテクションコードは、ユーザーが1MBのブロックを取得し、それを2MBに「拡張」することを許可します。この追加の1MBは、エラーディテクションコードと呼ばれる特別なデータです。ブロック内の任意のバイトが失われた場合、ユーザーはコードを使用してそれらのバイトを簡単に復元できます。最大1MBのブロックが失われても、全体のブロックを復元することができます。同じ技術は、CD-ROM内のすべてのデータを読み取るためにも使用され、たとえそれが損傷していても可能です。

現在最も一般的に使用されているのはRS符号です。実装方法は、k個の情報ブロックから始めて、関連する多項式を構築し、異なるx座標でそれを評価することで符号化ブロックを取得します。RSエラー訂正符号を使用することで、大きなデータブロックのランダムサンプリングの損失の可能性は非常に小さいです。

例を挙げると、1つのファイルを6つのデータブロックと4つのチェックブロックに分割し、合計10部を作成します。その中から任意に6部を保持するだけで、元のデータを完全に復元することができます。

利点: フォールトトレランスが強く、CD/DVD、故障耐性ハードディスクアレイ(RAID)、そしてクラウドストレージシステム((Azure Storage、Facebook F4))に広く利用されています。

欠点:デコード計算が複雑で、オーバーヘッドが高い;頻繁に変動するデータシナリオには適していない。そのため、通常はオフチェーンの集中化環境でのデータ復元とスケジューリングに使用される。

分散化アーキテクチャの下で、StorjとSiaは従来のRSエンコーディングを調整して分散ネットワークの実際のニーズに適応させました。Walrusもこの基盤の上に独自の変種であるRedStuffエンコーディングアルゴリズムを提案し、より低コストでより柔軟な冗長ストレージメカニズムを実現しています。

Redstuffの最大の特徴は何ですか?改良されたエラー訂正符号化アルゴリズムを通じて、Walrusは非構造化データブロックをより小さなシェアに迅速かつ堅牢にエンコードでき、これらのシェアはストレージノードネットワークに分散して保存されます。シェアの3分の2までが失われても、部分的なシェアを使用して元のデータブロックを迅速に再構築することが可能です。これは、レプリケーションファクターを4倍から5倍に保ちながら実現されます。

したがって、Walrusを分散化シーンに基づいて再設計された軽量冗長性および回復プロトコルとして定義することは合理的です。従来の誤り訂正コード(、例えばReed-Solomon)と比較して、RedStuffは厳密な数学的一貫性を追求せず、データ分布、ストレージ検証、および計算コストに対して現実的なトレードオフを行いました。このモデルは集中型スケジューリングに必要な即時デコードメカニズムを放棄し、チェーン上のProofを通じてノードが特定のデータコピーを保持しているかどうかを検証することにより、より動的で周辺化されたネットワーク構造に適応しています。

レッドセント

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コメント
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StakeHouseDirectorvip
· 07-15 09:43
小さな男の子だけが選択をし、大人は皆それを必要とする。
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LiquidityWizardvip
· 07-13 12:39
データは嘘をつかない
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GateUser-f26fd88bvip
· 07-13 03:14
ファイルコイン、搏一搏、OCNがBMWに変わる。
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MetaverseLandlordvip
· 07-13 02:19
ファイルストレージの分野はかなり深いです
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MentalWealthHarvestervip
· 07-13 02:18
横になってフィルを育てる中
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