ロールアップスケーリングにおいてデータの可用性があなたが思っている以上に重要な理由

ブロックチェーンネットワーク、例えばBitcoinやEthereumがスケーリングの壁にぶつかると、取引手数料は急騰し、混雑は耐え難いものになります。RollupsのようなLayer-2ソリューションは希望をもたらしましたが、多くの人が見落としている重要なポイントがあります：Rollupsの真の力は単に取引を束ねることだけではなく、信頼できるデータアクセスを持つことにあります。

そこで登場するのがData Availability Layer (DAL)であり、正直なところ、これは現代のブロックチェーンのスケーラビリティにおける影の立役者です。

DALの理解：データ保存以上のもの

ブロックチェーンを巨大な都市と考えてみてください。Data Availability Layerはその都市のインフラ—道路、トンネル、橋のようなものです。情報を単に保存するだけでなく、データの流れをスムーズにし、検証可能な状態を保ち、すべての参加者が同時にアクセスできるようにし、ボトルネックを防ぎます。

しかし、DALを本当に重要にしているのは何か？それは信頼性のない環境の基盤だからです。これがなければ、データの存在を確認するために中央権限を信頼しなければなりません。DALを使えば、各参加者が独立して取引履歴を検証し、不正行為を捕捉できます。これが透明性のあるネットワークと不透明なネットワークの違いです。

DALとRollupの関係：スケーリングのゲームチェンジャー

Rollupは複数の取引をまとめて圧縮パッケージにし、オンチェーンの負荷を大幅に削減します。しかし、この効率性は、基盤となるデータが実際に存在し、検証可能であることを証明できる場合にのみ有効です。

主な2つのRollupタイプを考えてみましょう：

ZK Rollupsは暗号証明を用いてオフチェーンでバッチを検証し、圧縮された結果をオンチェーンに投稿します。Optimistic Rollupsはデフォルトで有効性を仮定し、疑わしい取引に対して異議申し立ての仕組みを持ちます。いずれの場合も、DALは取引データが公開検証可能な状態に保たれることを保証します—誰かがバッチに異議を唱えたい場合、元のデータにアクセスして不正を証明できます。

この仕組みのメリットは大きいです：

• セキュリティの向上： データの可用性保証により、誰も取引履歴を隠したり改ざんしたりできません
• 真のスケーラビリティ： オンチェーンのデータ制限に縛られず、秒間数千の取引処理が可能に
• コスト削減： オンチェーンのデータフットプリントを減らすことで取引手数料が安くなる
• UXの向上： 確認時間の短縮とコストの予測可能性により、ブロックチェーンの採用が現実的に

主要なDALプロジェクトとその変革的役割

Celestia：モジュール化のシンプルさ

Celestiaはブロックチェーンの機能を実行、合意、データ可用性の各層に分離し、独立して運用できるようにしました。このモジュール性により、開発者は一からすべてを再構築することなく、カスタムチェーンを立ち上げられます。

技術的には、Celestiaは消失符号化とデータ可用性証明を採用しており、ネットワーク参加者は各ブロックの一部だけをダウンロードして可用性を検証できます。ネットワークのトークンTIAはステーキングを通じてシステムを守り、ガバナンスの決定にも使われます。

EigenDA：Ethereumネイティブのスケーリング

EthereumのEigenLayerのリステーキングインフラを基盤とし、EigenDAは特にRollup向けに設計されています。既存のバリデータインフラを再利用し、高スループットを実現(テストでは10MBpsを達成、最終的には1GBpsを目指す)コストも抑えています。

この仕組みの天才的な点は、共有セキュリティにより、個別の運営者が巨大な資本 reservesを持つ必要がないことです。帯域幅予約機能も混雑の予測不能性を解決し、何に対して支払っているのか明確にします。

Avail：本番運用可能なインフラ

Polygonによって立ち上げられたAvailは、消失符号化とKZG多項式コミットメントを組み合わせ、一定コストで効率的なデータ検証を実現しています。ライトクライアントは少量のデータをサンプリングし、複数のクライアントが同時に行うことで、全体のブロックチェーンをカバーし、個々のノードがすべてを保存する必要がありません。

StarkWareとの提携は、開発者エコシステムにおける本格的な採用の勢いを示しています。

KYVE：データの橋渡し

KYVEは分散型のデータ検証・転送プロトコルとして機能し、ブロックチェーン層とストレージシステム間の橋渡し役を果たします。データが異なるシステム間で確実に移動するためのミドルウェアと考えてください。

NEAR Foundation、Solana Foundation、Coinbase Venturesなどの支援を受け、KYVEのData Rollups-as-a-Service (DRaaS)モデルは、インフラ層の配管として位置付けられています。$KYVE トークンはネットワークを守り、ガバナンスを推進します。

NEAR DA：ETH Rollupを手頃に

数字が重要なポイントです：2023年9月時点で、NEAR上に100kBのコールデータを保存するコストは、Ethereum Layer 1の約8,000分の1です。これはわずかな改善ではなく、根本的な変革です。

2023年11月にNEAR Foundationによって導入されたNEAR DAは、Madara (StarkNet)、Caldera、Movement Labsなどのプロジェクトに提供されています。ETHのコストの一部でコールデータを保存しつつ、Ethereumレベルのセキュリティ保証を維持することで、多くのロールアップ開発者にとって標準的な選択肢となっています。

Storj & Filecoin：分散型ストレージ層

純粋なDALソリューションではありませんが、触れておく価値があります。Storjは暗号化されたファイルをグローバルノードに分散し、S3互換性を持ちます。一方、Filecoinは複製証明と空間証明を用いてストレージの信頼性を検証します。

両者とも経済的インセンティブを導入しており、ノード運営者はストレージ提供に対してトークンを獲得します。このピアツーピアモデルは、中央集権的なクラウドよりもはるかにコストを抑え、IPFSと連携してシームレスなデータ取得を可能にしています。

まだ直面する難題

進展はあるものの、DAL技術には現実的な制約も存在します。

ストレージ経済性は依然として課題です。 ネットワークが拡大するにつれ、データ保存の需要は指数関数的に増加します。圧縮やサンプリング技術を用いても、コストを負担するのは誰かです。持続可能で分散型の経済モデルを見つけることは継続的な課題です。

ネットワーク遅延は物理法則の範囲内です。 光の速度を超える技術は存在しません。地理的に分散したノード間でデータ可用性を確保するには、遅延が避けられず、高い取引スループットと相まって遅延は増大します。

クロスチェーンのデータ整合性は複雑です。 ロールアップがメインチェーンや他のサイドチェーンと連携する際、これらの境界を越えた一貫性のあるデータ可用性を保証するには高度なプロトコルが必要で、まだ進化の途中です。

分散性とスケーラビリティのジレンマは続きます。 高度に分散されたシステムは遅くなる傾向があり、中央集権的なシステムは高速ですが信頼性が低下します。DALソリューションはこのトレードオフを常に乗り越えなければならず、「完璧な」バランスはおそらく存在しません。

これがブロックチェーンの未来に意味すること

DALインフラの改善とロールアップ技術の融合は、ブロックチェーンのスケーリング方法を根本的に変えつつあります。私たちはモノリシックな設計から、データ可用性、実行、決済が独立して動作するモジュラーアーキテクチャへと移行しています。

この変化は、特定のユースケースに合わせた主権型ロールアップや、クロスロールアップの通信、そして何よりWeb2のインフラに匹敵する速度とコストで動作するブロックチェーンアプリケーションの可能性を開きます。

上記のプロジェクトは、同じ問題に対する異なるアプローチを示しています。Ethereumネイティブの解決策を優先するもの、スタンドアロンのネットワークを構築するもの、コスト最適化を重視するもの、スループットを追求するものなど、多様な選択肢が出てきており、エコシステムの成熟を示しています。

明らかなのは、Data Availability Layerを理解することは学術的なことではなく、現代のブロックチェーンインフラに真剣に関わるすべての人にとって不可欠だということです。