今年最も人気のあるトラックの 1 つは、ブロックチェーンのスケーラビリティを強化する L2 トラックです。実装が成功すると、高速化と低コスト化により、将来的には大量のデータが生成されるようになります。 will Storage は需要が爆発的に増加しています。この記事では、今年の EDCON Spuer Demo で 1 位となった EthStorage に焦点を当て、最近市場での人気は低いものの、大きな可能性を秘めている分散型ストレージ トラックをレビューします。
1. ネットワークストレージの開発プロセス
コンセンサス、コンピューティング、ストレージは、Web3 の 3 つの柱であり、基盤となるインフラストラクチャとして知られています。コンピューターの誕生以来、ストレージ テクノロジーは探索とブレークスルーを通じて発展してきました。 4段階。
1. 集中ストレージ: 集中ストレージ + 集中管理
コンピューターは最初に紙テープを使用してデータを記録し始めました。その後、IBM が 1956 年に記憶媒体として最初のハードディスクを製造し、今日私たちがよく知っているコンピューターの記憶方法に参入しました。
ハードディスク、テープ、メモリ カード、SSD などの集中ストレージ デバイスは反復されていますが、ストレージ アーキテクチャは固定されており、ネットワーク経由でストレージ リソースにアクセスしてデータを要求できますが、すべてのデータ ストレージ リソースは 1 つに集中しています。 1 つの中央の場所またはサーバーからの統合制御と管理。
2. クラウドストレージ: 分散ストレージ + 集中管理
2006 年に Amazon AWS がオンラインになり、EC2 および S3 クラウド ストレージ サービスが開始され、Microsoft、Google、Alibaba などもこれに追随し、現在最も広く使用されているストレージ方式になりました。
クラウドストレージは分散ストレージアーキテクチャを適用し、複数のサーバーを使用してデータを分散保存し、データを複数のサーバーに分割してバックアップし、単一障害点を減らし、データの冗長性の低減と柔軟な拡張という特徴を備えています。ただし、クラウドストレージサーバーはクラウドサービスプロバイダーによって一元管理されており、データの実際の管理権はユーザーにありません。
3. 従来のブロックチェーン ストレージ: 分散フルノード ストレージ + 分散管理
ビットコインの誕生以来、ブロックチェーンネットワークストレージは、分散ストレージ、コンセンサスメカニズム、トランザクション検証メカニズムを通じて、データのセキュリティと改ざん防止を保証すると同時に、集中型のストレージと管理に対抗するソリューションとなっています。分散ストレージと分散管理。
ただし、ビットコインやイーサリアムなどのブロックチェーン ネットワークはストレージ コストが高く、効率が低いことが主な理由です。これらのブロックチェーンのネットワーク アーキテクチャはストレージの観点から設計されておらず、各ノードがデータのコピーを保存する必要があるためです。限定。 Boring Ape NFT を例に挙げると、Bitcoin または Ethereum ネットワークに保管するには少なくとも数百ドルの費用がかかります。
4. Web3 分散ストレージ: 分散マルチノード ストレージ + 分散管理
データをブロックチェーンに直接保存するのは非常にコストがかかるため、IFPS、Filecoin、Storj、Arweave、Swarm、EthStorage など、多くの Web3 分散ストレージ ソリューションやプロジェクトが登場しています。これらのプロジェクトの目標は、分散化を維持することです。集中ストレージと管理の基礎、ストレージスペースの増加、コストの削減は、データセグメンテーション、マルチノードストレージ、オンチェーン認証などのテクノロジーの組み合わせによって実現されます。
2. ETHのモジュール性とワールドコンピュータ
1. ETHのモジュール化
ETHが2021年にRollupを中心としたロードマップを計画して以来、イーサリアムのモジュール化が確立され始め、単一の全能チェーン（※モノリシックブロックチェーン）の各層を分割し、異なる層の機能を異なるもので管理できる拡張が行われていますモジュールまたはチェーンの責任に基づいて、この方向は Vitalik によってエンドゲームとも呼ばれます。
イーサリアムに代表されるブロックチェーンは、チェーンを 4 つの主要なレベルに分割します。
(1) 実行層（※実行層）：トランザクション処理、スマートコントラクトの実行・計算など。
(2) 決済層（※決済層）：執行結果の確認、紛争の解決、決済ステータスの約束を解決します。
(3) コンセンサス層（※コンセンサス層）：トランザクションの順序や正当性、ノード間の整合性を決定します。
(4) データ可用性層 (*データ可用性層): データの使用、保存、検証可能性を確保する
モノリシックなブロックチェーンをチェーンする場合、ブロックチェーンは 4 つの機能すべてを処理するチェーンとなり、ブロックチェーンの「トリレンマ」に直面します。ブロックチェーンのモジュール化により、4 つの機能を複数の特殊なレイヤーに分割して、さまざまな問題を解決できます。
ETHがモジュール化された後、ETHメインチェーンはL1となり、その上に主にETHの実行層として機能する多くのL2が誕生しました。たとえば、OPスタックのL2テクノロジーも、将来の信頼性を高めるためにモジュール式アーキテクチャを開発しました。モジュール化 + ロールアップの方向性を通じて、ETH は将来的に主にデータ アベイラビリティ レイヤー (*DA) とコンセンサス レイヤーを維持し、主流で最も安全な基本レイヤーになります。他のレイヤーの機能は、他のチェーンやソリューションを通じてアップグレードされます。 ETH全体のエコロジカルな拡張と拡張性の向上を実行します。
2. ワールドコンピューター
イーサリアムの目標は、世界的なスーパーコンピュータを構築することです。現在、イーサリアムはセキュリティの面で非常にうまくいっていましたが、ロールアップはスケーラビリティを解決するための重要な方向性であり、モジュール式のアプローチでそれを解決できます。ブロックチェーンの 3 つの問題はある程度解決できますが、スーパーコンピュータになると、コンセンサス、計算、ストレージという 3 つの問題にも直面する必要があります。これら 3 つの問題は相互に制限し合います。
このトリレンマの優先順位が異なると、異なるトレードオフが生じます。
強力なコンセンサス台帳: 基本的に繰り返しの保存と計算が必要なため、保存と計算の拡張には適していません。
強力なコンピューティング能力: 多数の計算や証明タスクを実行する場合はコンセンサスを再利用する必要があるため、大規模なストレージには適していません。
強力なストレージ機能: 頻繁にランダム サンプリング空間証明を実行する場合、コンセンサスを再利用する必要があるため、計算には適していません。
現在、従来の L2 ソリューションは依然として集中型ソーターとコンピューティング効率のバランスという問題に直面しており、強力なストレージ機能を提供できません。 「世界のスーパーコンピュータに向けて」の著者らは、世界のコンピュータを基盤となるアーキテクチャとして機能ごとに分割し、それぞれを拡張することで、世界のコンピュータになるための3つのジレンマを解決する方法を提案した。
つまり、最終世界のスーパーコンピューターは、物理コンピューターの構築と同様に、トポロジー的に異質な 3 つの P2P ネットワークで構成され、コンセンサス台帳、コンピューティング ネットワーク、ストレージ ネットワークは、ゼロ知識証明技術などのトラストレス バス (* コネクタ) を介して接続されます。 、そして世界のスーパーコンピューターに組み立てられました。特定のアプリケーションのニーズに基づいて他のコンポーネントを追加することもでき、各コンポーネントを適切に選択して接続することで、コンセンサス台帳、計算能力、ストレージ容量のトリレンマのバランスが取れ、最終的には世界のスーパーコンピューターの分散化、高性能、セキュリティが確保されます。 。その中で、EthStorage は、アーキテクチャ内のスーパーコンピューターのストレージ分野のソリューションとして機能します。
このフレームワークに基づく場合、イーサリアムの世界のスーパーコンピューターのトランザクションプロセスは次のステップに分かれます。
(1) コンセンサス: イーサリアムを使用してトランザクションを処理し、コンセンサスに達します。
(2) 計算: zkOracle ネットワークは、zkPoS によってバスとして提供された証明データとコンセンサス データを迅速に検証することにより、関連するオフチェーン計算を実行します。
(3) コンセンサス: 自動化や機械学習などの場合には、コンピューティング ネットワークは証明を通じてデータとトランザクションを Ethereum または EthStorage に返します。
(4) ストレージ: イーサリアムからの大量のデータ (*NFT メタデータなど) を保存するために、zkPoS はイーサリアム スマート コントラクトと EthStorage の間のメッセンジャーとして機能します。
3. ETHストレージ
1 はじめに
EthStorage は、Ethereum データの可用性 (*Data Availability) に基づいてプログラム可能な動的ストレージを提供する最初の 2 層ソリューションであり、1/100 倍から 1/1000 倍のコストで数百テラバイト、さらにはペタバイトまで拡張できます。
チームは、イーサリアムによるデータ可用性 (*データ可用性) とイーサリアム L1 コントラクトを使用した L2 動的データセット ストレージの証明に関する研究を支援するために、イーサリアム財団 (* 助成金) から 2 回の財政的支援を獲得しました。そして2023年のEDCON Spuer Demoでも1位を獲得しました。
2. 技術的特徴
(1) 高度に統合されたETH
EthStorage のクライアントは Ethereum クライアント Geth のスーパーセットです。つまり、EthStorage ノードを実行するとき、ノードは Ethereum バリデーター ノードになることも、EthStorage ノードのデータになることもできます。 。各 EthStorage ノードのデータ プロバイダー モジュールは、相互に接続されると、他の EthStorage ノードのデータ プロバイダーとの接続要求を開始し、実際に分散ストレージ ネットワークを形成します。
EthStorageを使用するユーザーは、既存のウォレットを直接使用して、NFT、分散型ソーシャルネットワーク、分散型ゲームなど、ストレージ上に構築されたすべてのアプリケーションと対話できるため、ユーザーがEthStorageのしきい値に入るまでの時間を最小限に抑えることができます。同時に、EVM 互換の EthStorage は、スマート コントラクトに優れた相互運用性をもたらします。たとえば、ユーザー A は、Ethstorage を使用して、Ethereum トランザクションを実行するだけで済みます。トランザクションと 2 つの Ethereum トランザクションを送信する必要があり、EthStorage のようにそれらを同期的に実行する方法はありません。
(2) DA層に基づくL2分散ソリューション
EthStorageは実際にはL2のようなアーキテクチャを使用しており、EthStorageのデータ操作の入り口としてストレージコントラクトがイーサリアム上に展開されます。同時に、データノードのオフチェーンストレージデータ（*オフチェーンストレージデータ）の証明も必要になります。この契約を通じて確認されます。
現在のL2との比較：
Rollup (L2) はステート ツリーをオフチェーンに保存し、チェーン上のコミットメント (*コミットメント) がステート ツリーのルートになります。同時に、Rollup は新しいデータを受信した後、ステートを完了するためにオフチェーンでトランザクションを実行する必要があります。変換プロセスを実行し、新しい状態ツリーを確立します。
EthStorage はデータをオフチェーンに保存し、チェーン上のコミットメント (*コミットメント) がデータ保存の証拠となります。同時に、EthStorage は保存されたデータの更新リクエストを受信した後、データの新しい保存証明を再生成します。 。
上記からわかるように、現在のOptimism RollupまたはZK-Rollupの拡張方向はイーサリアムの計算能力を拡張することであり、EthStorage Rollupの拡張方向はイーサリアムのデータストレージ容量を拡張することです。
同時に、EthStorage はモジュール型ストレージ レイヤーであり、ストレージ コストを削減するための EVM と DA がある限り、レイヤー 2 であっても、どのブロックチェーンでも実行できます (* ただし、現在、多くのレイヤー 1 には DA レイヤーがありません)。 。たとえば、EthStorage は現在、自社のテクノロジーを使用して Optimism に不正行為の防止を実装する方法を検討しています。対応する DA レイヤーも Optimism で有効になります。
(3) 動的ストレージが実現可能
システム設計アーキテクチャの観点から見ると、Filecoin と Arweave は静的な目的で使用されることが多く、大量のデータを分散ストレージにアップロードできますが、変更や削除はできず、新しいデータは再アップロードすることしかできません。キーと値のストレージ パラダイムのおかげで、EthStorage は CRUD、つまり新しいストレージ データの作成、ストレージ データの更新、ストレージ データの読み取り、ストレージ データの削除をサポートできます。これは、集中型ストレージの分野では簡単に実現できますが、分散型ストレージの分野では、現時点では EthStorage のみがそれを実現できます。
(4) Ethereumネットワークアクセスプロトコルの作成
Web2 インターネット上での Web ページの閲覧、電子メールの送信、ファイルのダウンロードなどの一連の動作は、すべて HTTP プロトコルと切り離すことができません。これは、インターネット上で最も一般的なプロトコルの 1 つです。 HTTP プロトコルは、クライアントとサーバー間でリソースがどのように送信および交換されるかを定義します。URL は、インターネット上のこれらのリソースの場所を指定する識別子です。 Web ブラウザに Web アドレスが入力されるか、リンクがクリックされると、HTTP リクエストがトリガーされ、URL を使用してリクエストするリソースが決定されます。 Web ブラウザは URL を解析し、HTTP プロトコルを使用してサーバーと通信し、特定のリソースを要求し、サーバーが応答した後にそのリソースをユーザーに表示します。 HTTP プロトコルと URL は密接に連携して、Web 上のリソースの参照、対話、送信の基礎を形成します。ただし、Web2 Web ページやインターネット サービスのデータは集中サーバー上でホストされており、サーバーの更新を停止すると、アプリケーションが使用するクラウド サービスが停止し、アプリケーション データは集中サービス プロバイダーによって削除されます。
EthStorage の創設者 Zhou Zhou は、Web3 ベースのネットワーク アクセス プロトコルである ERC-4804 を提案し、EIP の最終審査と承認を通過しました。 ERC-4804、正式名は EVM 呼び出し情報解釈用の Web3 URL です。EVM 情報を呼び出すための HTTP 形式の Web3 URL (*web3://) は、イーサリアム上の最初のネットワーク アクセス プロトコルです。 web2 がサーバー リソースにアクセスする方法とは異なり、web3:// アクセス プロトコルは、HTML、CSS、PDF などのファイルを含む、Web3 URL を通じてイーサリアム スマート コントラクトでホストされているリソースを直接レンダリングします。
簡単に言えば、web3:// (*http://web3url.io) は分散型 http:// です。分散型プレゼンテーション層をイーサリアムに追加し、ユーザーが Web ページ、写真、曲などの Web コンテンツを EVM 上で直接閲覧できるようにし、EVM は分散型バックエンドとして機能します。
3. 現状と計画
(1) 製品の用途
EthStorageを通じて、動的NFT、オンチェーン音楽NFT、個人ウェブサイト、ホストレスウォレット、およびDappsら。
DeWeb を例に挙げます。
イーサリアムは分散型ネットワークであることはわかっていますが、これらの dapps は依然として、Uniswap のフロントエンド Web ページなどの集中型クラウド サービスを通じてホストされています。ダウンタイム、取引ペアの削除、マネーロンダリング監視の疑いによる Tornado.Cash のフロントエンド サービスの停止などはすべて、フロントエンドが集中サーバー上でホストされており、検閲に効果的に抵抗できないことが原因です。ただし、EthStorage のソリューションを使用すると、Web ページのファイルとデータはスマート コントラクトでホストされ、分散ネットワークによって共同で実行および維持されるため、検閲への耐性が大幅に向上します。スマート コントラクトのプログラマビリティを通じて DeWeb を実装すると、De-github、De-blog、さまざまな dapp のフロント エンドなど、多くの興味深いアプリケーションが有効になります。
現在、EthStorage はトークン プランを発表していませんが、テスト ネットワークはテスト トークン W3Q を通じてテスト ネットワークを使用および対話できます。
(2) ロードマップ
EDCON が発表したロードマップによると、2023 年に EthStorage は主にテスト ネットワーク段階にあり、開発とテストのために Ethereum Cancun のアップグレードに適応する予定です。メインネットは 2024 年に開始される可能性があり、Danksharding、CL+EL クライアント、Web3 ブラウザ アクセスが完全に統合される予定です。
4. 他のストレージ プロジェクトの概要
(1) Filecoin: Filecoin は、IPFS 上に構築されたインセンティブ システムを備えた分散型ストレージ ネットワークです。 IPFS は分散ハッシュ テーブル (*DHT) を使用します。これは、データの保存、アドレス指定、送信のためのプロトコルです (*http プロトコルに類似)。Filecoin は IPFS のインセンティブ層として機能し、オープン ストレージ マーケットとしても機能します。 Filecoin は、データの耐久性を確保するために契約ベースのモデルを使用し、ゼロ知識証明、特に時空間証明と複製証明を組み込んでいます。今年 3 月 14 日、Filecoin は、スマート コントラクトとユーザー プログラマビリティをサポートする仮想マシン (*FVM) の正式リリースを発表しました。
Filecoin の特徴は、独立したチェーンとインセンティブ システムを備えていること、大規模な静的ストレージ容量を備え、アップグレード後に FVM 仮想マシンをサポートしていることです。
(2) Arweave: Arweave は「一度支払えば永久に保存」モデルを採用しており、一度の支払いでデータを永久に保存するコストがカバーされ、そのデータを取得するための追加料金はかかりません。 Arweave は、ランダム アクセスの簡潔な証明を使用して、ブロックウィーブ (*Blockweave) のネイティブ データ構造を作成します。つまり、各ブロックは前のブロックと履歴のリコール ブロックにリンクされます。ノードの場合、新しいブロックをキャストするための前提条件は、Recall-Block と最後に生成されたブロック データを同期することです。
Arweave の特徴は、別個のチェーンとインセンティブ システム、オンチェーン ストレージと永続的なストレージ、および他のチェーンとの弱い相互運用性です。
(3) BNB グリーンフィールド: グリーンフィールドは、分散型データ管理とアクセスの促進に重点を置き、データの保存と管理を簡素化し、データ所有権を BNB スマート チェーン (*BSC) の DeFi 環境に接続することを目的としています。完全な BNB Greenfield システムは、成熟した BSC パブリック チェーンおよび BN コミュニティ ユーザーと相互運用できます。ユーザーが Greenfield 上でデータを作成および使用したい場合、BNB Greenfield dApps (* 分散型アプリケーション) インフラストラクチャを介して BNB Greenfield コアと通信できます。
BNB Greenfieldの特徴は、Binanceの「トリニティ」エコロジカルネットワークの最終パズル、エコシステム内での強力な操作性、そしてAmazon S3の「バケット」の構造概念を利用したBNBの利用です。オンチェーン検証。
5. まとめ
ストレージは Web3 ネットワークの 3 つの柱の 1 つであり、分散ストレージが実装できた場合にのみ、データ確認と主権ネットワークが真に実現されます。そうでない場合、集中化の効率を犠牲にしてブロックチェーン ネットワークを開発することはほとんど意味がありません。このトラックは基礎的な基盤に属しており、可能性があり、非常に重要です。
現在、分散型ストレージは他のトラックに比べて市場での人気が低いのは、主に開発段階に達しておらず、需要が不足しているためです。 L2 の開発により Dapp のアプリケーションが安価かつ高速になると、大量のデータと価値の需要が蓄積され、市場の関心は分散ストレージ トラックに集まることになります。
EthStorage は新興プロジェクトとして、イーサリアムに優れた環境基盤を備えており、DA 層を備えた他の L1 および L2 と組み合わせて、新しい開発の方向性とソリューションを提供できます。現在、各分散ストレージプロジェクトも主眼を置き、市場のギアがストレージ路線に移行する時代が来ることを楽しみにしています。
参考文献
1. EthStorage公式
2. 「世界のスーパーコンピューターに向けて」、Xiaohang Yu、Kartin、msfew — Hyper Oracle、Qi Zhou — ETHStorage
3.「EthStorage — 最初のイーサリアム ストレージ L2」、0xhh、0xCryptolee
4、《分散ストレージ：Web3の柱》、Fundamental Labs
5. 「モジュラーブロックチェーン: イーサリアムが「世界のコンピューター」になるためのエンジニアリングソリューション」、IOBC Capital
6.「EthStorage: イーサリアムエコシステムのストレージパフォーマンスの拡張」、Mint Ventures
ウェブサイト: ldcap.com
媒体：ld-capital.medium.com