データ可用性ソリューションの概要

ブロックチェーン分野において、Layer 2 (L2) が直面するデータ可用性 (DA) の問題は、主にセキュリティとコストのトレードオフに関わっています。この問題を解決するために、業界ではオンチェーンとオフチェーンの2つの主要なソリューションが登場しました。

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EthereumをDA層として使用し、Ethereum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、EthereumがDAコストを削減するためのソリューションであり、新しいトランザクションフォーマットBlobを導入します。L2によってアップロードされたトランザクションデータは、Blob形式でEthereumのコンセンサス層に非永久的に保存され、L2により経済的なデータ可用性を提供します。

これは、イーサリアムが将来的にリアルタイムの公告板になり、公告板のデータは一定の時間後に削除され、L2はすべてのデータのバックアップを自分で保存する必要があることを意味します。Proto-Dankshardingは、今年の年末に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。

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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EthereumをDA層として使用せず、より経済的なデータ可用性の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。

1. バリディウム

Validium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コストを最低限に抑えることができますが、最高のリスクも伴います。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、ユーザーの資金は回収できない可能性があります。

2. 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と組み合わせて使用されます。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で構成されています。これらのノードは取引データのコピーを保存し、オペレーターに問題が発生した場合にデータを公開し、ユーザーが資金を引き出しやすくします。

DACの運営コストは比較的低いですが、安全の観点から見ると、小型DAC (8-10人) は依然としてプライベートキーの盗難や集団的な悪意の行為が発生しやすく、チェーン上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。

3. 意志

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ら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たDEXでは、ユーザーは複数のアカウントを管理し、資産をオフチェーンデータアカウントに移動して頻繁かつ低コストの取引を行い、取引が終了した後に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。

純粋なValidiumと比較して、Volitionは部分的にEthereumのセキュリティを継承できます。

4. 汎用型DAソリューション

EthereumエコシステムのDAソリューションに加えて、一般的なDAソリューションの種類も存在します。これらのソリューションは、EthereumのL2にデータ可用性を提供するだけでなく、他のチェーンやプロジェクトにもサービスを提供できます。

汎用型DAソリューションの全体的な考え方は、データの可用性の安全性を強化し、公的ブロックチェーンレベルの安全性を達成することです。彼らは独立した検証ノード、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をサポートしていません。

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DA層プロジェクト紹介

モジュラー型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結果、「四つの足」での均衡が形成されています。一方、DA層はまだ発展途上にあり、以下はいくつかの人気のあるDA層プロジェクトです：

スタークエクス

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、同時にデータの可用性ソリューションも提供します。StarkExは、オンチェーン、Validium、Volitionの3つのデータ可用性モードを提供しています。その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を使用し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が取引データを発行するための専用の独立したチェーンであり、PoSコンセンサス機構を通じてセキュリティを維持します。zkSyncトークンの保有者は、トークンをステーキングしてzkPorterのガーディアンとなり、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）上のアカウントや契約とシームレスに相互作用できます。ユーザーの視点から見ると、唯一明らかな違いはzkPorterアカウントの手数料が非常に安くなることです。

しかし、zkPorterは数年前に提案されたにもかかわらず、現在も明らかな進展はなく、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ません。

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EigenDA

EigenDAはEigenLayerに基づいて開発されたDA層プロジェクトです。汎用DAプロジェクトとは異なり、EigenDAはミドルウェアであり、自身のコンセンサス機構を持たず、そのセキュリティは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EigenDAに再ステーキングしてデータバリデーションサービスを実行し報酬を得ます。買い手（L2）はデータをEigenDAに公開し、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登場していませんが、Mantle、Layer N、Offshoreなどの複数のチームがそれをL2に統合する計画を立てています。

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セレステイア

Celestiaは汎用型のDAパブリックチェーンであり、独自の検証ノードとPoSコンセンサスメカニズムを備えています。他のオフチェーンDAソリューションと比較するとコストは高いですが、安全性が大幅に向上しています。

Celestiumは、CelestiaをDA層として使用し、Ethereumを決済およびコンセンサス層としているEthereum L2チェーンです。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、Ethereum上の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. イーサリアムのL2契約は、これらのデータにいつでもアクセスできます。

Celestiaは2回の資金調達を完了し、9月26日に開発者および特定のチェーン上のアドレスにTIA（Celestiaのネイティブ資産）をエアドロップすることを発表しました。

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アベイルズ

Availは、2020年にPolygon Labsによって設立されたプロジェクトであり、データの可用性の問題を解決することを目的としています。今年の3月、AvailはPolygonから独立し、独立したDAパブリックチェーンとして運営され、PolygonやEthereumのエコシステムに制限されなくなりました。

技術的に、AvailはCelestiaよりも複雑です。そのメインネットは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第2段階に入っています。ユーザーは、テストネットのトークンを取得すること、Availと統合されたアプリケーションやチェーンを開発すること、またはバリデーターやライトクライアントとしてテストネットに参加することなど、さまざまな方法で参加できます。

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まとめ

イーサリアムのカンクンアップグレードが近づくにつれ、オフチェーンDAレイヤープロジェクト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。より低コストを打ち出すだけでなく、これらのプロジェクトは自らの競争力を向上させる方法を考慮する必要があります。ユーザーにとって、OptimismやArbitrumのような重要なプロジェクトがDAレイヤーの競争の中に現れるかどうかは注目に値します。

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