データの可用性ソリューション概要

ブロックチェーンのスケーリングにおいて、Layer 2 (L2) が直面する主要な課題の一つは、データの可用性 (DA) の問題であり、これはセキュリティとコストのトレードオフに関わります。現在、オンチェーンとオフチェーンの2つの異なる DA ソリューションが登場しています。

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オンチェーンソリューション：Proto-Danksharding

オンチェーンソリューションは、L2が引き続きイーサリアムをDAレイヤーとして使用し、イーサリアムに依存してデータ可用性コストを削減することを指します。Proto-Danksharding (EIP-4844)は、イーサリアムがDAコストを削減するためのソリューションであり、「Blob」と呼ばれる新しいトランザクション形式を導入します。L2がアップロードしたトランザクションデータは、Blob形式でイーサリアムのコンセンサスレイヤーに非永続的に保存され、L2により経済的なデータ可用性の選択肢を提供します。

これは、イーサリアムが将来的にリアルタイムの掲示板として機能し、掲示板上のデータは一定の時間が経過した後に削除されることを意味し、L2 はすべてのデータのバックアップを自ら保存する必要があります。Proto-Danksharding は、今年の年末に行われるイーサリアムのカンクンアップグレードで導入される予定です。

オフチェーンソリューション

オフチェーンソリューションはもはやイーサリアムをDA層として使用するのではなく、データの可用性を得るためのより経済的な方法を模索しています。分散化の程度とセキュリティの違いに応じて、オフチェーンソリューションは4つのカテゴリに分けることができます。

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バリディウム

バリディウムは、高度に中央集権化されたDAソリューションです。このモデルでは、取引データは中央集権的なオペレーターによって管理され、オフチェーンに公開されます。この方法は、取引当事者のプライバシーを最大限に保護し、DAコストを最小限に抑えることができますが、高いリスクも伴います。オフチェーンオペレーターに障害や悪意のある行動が発生した場合、ユーザーの資金が回収できない可能性があります。

###データ可用性委員会 (DAC)

単一のオペレーターによる単一障害リスクを軽減するために、Validiumは通常DACと共に使用されます。DACはコンソーシアムチェーンに似ており、複数の信頼できるノードメンバーで構成されています。これらのメンバーは取引データのコピーを保持し、オペレーターに問題が発生した場合にはデータを公開し、ユーザーが資金を引き出すのを容易にします。

DACの運営コストは比較的低いですが、安全性の観点から見ると、小規模なDAC (8-10人)は、依然として秘密鍵の盗難や集団的な悪意の行為に遭いやすく、オンチェーンの資金が凍結されたり盗まれたりする可能性があります。

ボリション

Volitionは、ユーザーが単一の取引データをオンチェーンまたはオフチェーンに公開するかを自分で選択できるハイブリッドモデルです。例えば、このモデルを採用しているあるDEXでは、ユーザーは複数のアカウントを管理でき、取引が必要な時に資産をオフチェーンデータアカウントに移動させて頻繁かつ低コストで取引を行い、取引が終了した後に再び資産をオンチェーンデータアカウントに戻すことができます。

単純なValidiumに比べて、Volitionは部分的にEthereumのセキュリティを継承できます。

汎用型 DA プラン

Ethereumの文脈におけるオフチェーンDAソリューションに加えて、一般的なDAソリューションの一種があり、これはEthereumのL2にデータの可用性を提供するだけでなく、より多くのチェーンやプロジェクトにもサービスを提供します。このようなソリューションには、EigenDA、Celestia、Availなどがあります。

汎用型DAソリューションの技術的実装はさまざまですが、全体的な考え方はデータの可用性の安全性を強化し、パブリックチェーンレベルの安全性を達成することです。それらは独自の検証ノード、ブロック生産者、およびコンセンサスメカニズムを持っていますが、スマートコントラクト機能はありません。

DAレイヤープロジェクト紹介

モジュール化ブロックチェーンの発展において、イーサリアムはほぼコンセンサス層と決済層の90％のシェアを占めており、実行層は激しい競争の後に初歩的に「四つの足が立つ」構図を形成しています。一方、データの可用性(DA)層はまだ初期段階にあり、以下にいくつかの人気のあるDA層プロジェクトを紹介します。

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スタークエックス

StarkExはStarkWareチームによって開発されたフレームワークで、特定のアプリケーションに拡張ソリューションを提供し、同時にデータ可用性ソリューションも提供します。StarkExには3つのデータ可用性モードがあります：オンチェーン、Validium、Volition。純粋なValidiumとは異なり、StarkExが提供するValidiumソリューションは、セキュリティを向上させるためにDACを統合しています。

現在、StarkExによってデータの可用性を提供しているプロジェクトには、dYdX v3、Immutable、Sorare、DeversiFiなどがあります。

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zkポーター

zkPorter は、zkSync の開発チーム Matter Labs によって 2021 年 4 月に提案されたオフチェーン DA ソリューションです。これは、L2 が取引データを公開するための専用の独立したチェーンであり、PoS コンセンサス機構によって安全性を維持します。zkSync トークンの保有者は、トークンをステーキングすることで zkPorter の守護者（Guardians）となり、ブロックを検証および署名することができます。

Matter Labsの構想では、zkPorter上のアカウントはZK Rollup（zkSync Era）上のアカウントまたはコントラクトとシームレスに相互作用できます。ユーザーの観点から見ると、唯一明らかな違いは、zkPorterアカウントの手数料がはるかに安いことです。

注目すべきは、zkPorterが数年前に提案されたにもかかわらず、現在まで明確な進展がないことであり、Matter LabsはzkPorterのテストネットや開発進捗に関する情報を公開していない。

エイゲンダ

EigenDAはEigenLayerに基づいて開発されたDAレイヤープロジェクトです。汎用DAプロジェクトであるCelestiaやAvailとは異なり、EigenDAはミドルウェアであり、独自のコンセンサスメカニズムを持たず、その安全性はEigenLayerのEthereumバリデーターによる再ステーキングモデルによって得られます。

EigenDAはEigenLayer上の最初のアクティブバリデーションサービス(AVS)です。再ステーキング者はETHを再ステーキングしてEigenDAにデータ検証サービスを実行し報酬を得ます。購入者（L2）はデータをEigenDAに公開することで、より低い取引コストとより高いTPSを得ます。

EigenDAはまだテストネットには上場していませんが、Mantle、Layer N、Offshoreなど複数のチームがL2に統合する計画を立てています。

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セレスティア

Celestiaは汎用のDAパブリックチェーンで、独自のバリデータノードとPoSコンセンサス機構を持っています。他のチェーン外のDAソリューションと比較してコストは高いですが、安全性は大幅に向上しています。

CelestiumはEthereum L2チェーンであり、CelestiaをDAレイヤーとして使用し、Ethereumを決済およびコンセンサスレイヤーとして使用します。Celestiumがデータの可用性を実現する方法は次のとおりです：

1. Celestium は証明データをイーサリアムにアップロードしますが、トランザクションデータは Celestia に公開されます；
2. Celestiaの検証ノードは、データの可用性証明の署名を行った後、イーサリアム上に展開されたDAブリッジコントラクトに送信して検証および保存します；
3. イーサリアム上の L2 コントラクトは、いつでもこれらのデータにアクセスできます。

Celestiaは2回の資金調達を完了しました。2021年3月のシードラウンドで150万ドル、2022年10月の第2ラウンドで5500万ドルを調達し、複数の著名なVCが参加しました。

Celestiaが最近発表したエアドロップ計画は、再びモジュラーブロックチェーンとDAレイヤーのトラックに対する関心を呼び起こしました。公式の説明によると、Celestiaは7579人の開発者と576653のオンチェーンアドレスにTIA（Celestiaのネイティブアセット）をエアドロップします。

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アベイル

Availは、2020年にPolygon Labsによって設立されたデータ可用性問題を解決するプロジェクトであり、今年の3月にPolygonから独立し、独立したDA公チェーンとして運営されるようになりました。PolygonやEthereumに限定されることはありません。

技術的には、Avail は Celestia よりも複雑で、メインネットは 2024 年の第 1 四半期に立ち上がる予定で、現在はテストネットのみです。Avail のテストネットは現在第 2 段階に進んでおり、ユーザーはさまざまな方法で参加できます：

1. トークン取得：ユーザーは AVL テストネットトークンを取得して、ステーキングとノミネーション機能を探索できます；
2. ブロックチェーン開発：ユーザーは、Availと統合されたモジュラー型ブロックチェーンアプリケーションまたはチェーンを自由に開発できます；
3. ネットワークの役割：ユーザーは、検証者またはライトクライアントとしてテストネットに参加し、データ検証プロセスを促進できます。

Availは現在、テストネットのインセンティブイベント「Clash of Nodes Challenges」を実施していますが、ノードを運営するだけではポイントを獲得できず、Validatorとしての申請が必要です。申請プロセスはやや困難です。一般ユーザーは現段階では新しいタスクの発表を待つことができます。

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まとめと考察

ヴィタリックが2022年に示したイーサリアムの未来のロードマップでは、The Mergeの後のイーサリアムの次の段階であるThe Surgeが、EIP-4844を通じてL2のデータ公開コストをさらに削減することに重点を置いていることが明確に示されています。これは、イーサリアムが実行層のみを分離し、DA層、決済層、コンセンサス層の機能を維持することを望んでいることを意味します。

これも、EIP-4844提案者とL2BEATがオフチェーンDAソリューションを使用したスケーリングプロジェクトをL2として認めたがらない理由を説明しています。

カンクンのアップグレードが正式に完了した後、これらのオフチェーンDAレイヤープロジェクト（特にDAパブリックチェーン）は、イーサリアムとのビジネス競争に直接直面する可能性があります。その時、より低コストを打ち出すだけでなく、どのように自らの競争力を高めるかが重要な課題となるでしょう。

Celestiaは、開発者とオンチェーンのアクティブアドレスを奨励するためにこのタイミングでトークンを発行することを選択しましたが、戦略的な考慮から先手を取ったり、人々の心をつかむこともあるかもしれません。ユーザーにとって、将来のDA層の競争において、OptimismやArbitrumのような重要なプロジェクトが現れるかどうかが期待されます。

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