現在、Web3は、ブロックチェーンエコシステムにおける著名な悪役によって投げかけられる影響に直面しているため、困難な状況にあります。ブロックチェーンの魅力を初めて感じさせた原則を放棄することなく、3つの重要な課題を克服することは難しい課題です。

1. 同様のWeb 2.0製品と比較すると、オンチェーンストレージおよび書き込み操作のコストは非常に高いです。

2. オンチェーンストレージおよび書き込み操作は、ブロックチェーンベースのシステムによって約束されたセキュリティを確保するために、意図的に非常に遅くなっています。ノードがネットワークに追加され、書き込み要求のボリュームが増加すると、新しいデータの妥当性について51%以上のノードからの合意が必要となり、パフォーマンスがさらに低下します。

3. 与えられたいずれかのブロックチェーン台帳の長さ（サイズ）は、使用とともに著しく増大し、現在の市場のほとんどのデータベースインフラの限界を超えています。

オペレーションデータベース、分析データベース、および分散台帳は、効果的でありながら異なる種類のデータベース管理システムです。新興のピアツーピアブロックチェーンネットワークについて多くの人を混乱させるのは、それらが単なる「データベース」でないことです。多くはまた、どの開発者でも書くことができるインターネットアプリケーション（または「dApps」- 分散アプリケーション）をホスティングするための「サーバー」としても機能しています。

ほとんどの新技術は、適切な製品や市場適合性が見つかるまで、一般化されすぎる過程を経る。これら3つの課題の根源は、同じ「間違った仕事に適切なツールを使用する」という問題にある。たとえば、ほとんどのITプロフェッショナルは、運用データベースを分析データベースとして使用しないし、その逆も然りである。分散台帳を運用データベースや分析データベースとして使用する（たとえば、ブロックチェーンネットワークに展開されたdAppの下で）は、特に適切でないマッチングである。詳細は以下で説明します。

実際、ブロックチェーンコミュニティは、セキュリティを損なうことなくパフォーマンスの問題に取り組む革新的な方法を模索していますが、それには時間がかかります。最近、Ethereumはこの点でいくつかの変更を行ってきました。信頼はどこかに置かれなければなりません。ブロックチェーンはこの信頼を従来のWeb 2.0モデルから遠ざけますが、少なくともまだ信頼の必要性を排除するわけではありません。

リアルタイムのオフチェーンデータは、Web3が製品/市場適合性を見つけるための直接的な道を提供します。 ただし、このアプローチは、Web 2.0システム内のdAppsの操作/分析データの形で信頼を見出しています。 それでも、最も成功したdAppsおよびブロックチェーンベースのサービスは、各技術の強みを活用し、適切なツールを適切な仕事に使用することで、このトレードオフを実現しました。

Web3がリアルタイムデータで進化する方法や理由について詳しく掘り下げる前に、まず、私たちが​​たった今特定した3つの課題に関係なく、Web3の将来の展望を考えてみましょう。

Web3を前進させ続ける要因は何ですか？

そんな時、ブロックチェーン≠暗号通貨を思い出すことが大切です。暗号通貨は、ブロックチェーンの概念と基盤となる技術の応用です。NFTやWeb3のより広い概念についても同じことが言えます。ブロックチェーンの核となる概念であるトランザクション、ポジション、および所有権の不変の公的記録は、そのような台帳が機関および法的ゲートウェイを介してのみアクセスできるプライベートデータベースに存在する現在の金融システムとは興味深い対照をなしています。これらの現実世界での価値と意味のあるユースケースは何ですか?

McKinseyによると、2021年には最大のWeb3貸出プラットフォームが2000億ドルのローンを発行しました。 ローン、預金、送金、資産交換、貿易金融、保険などが実用的なユースケースとなっています。 他のピアツーピア、ゲーム、ソーシャル、オンラインメディアは、初期段階ではありますが、かなりの活動を示しています。

デジタルアイデンティティサービスやサプライチェーンおよびロジスティクス管理は明らかな可能性の残る分野です。仮想的なユースケースが仮想世界での投資を牽引しており、Facebookのような企業がMetaに転換し、全面的に取り組んでいます。

閉じた保護されたネットワーク上のプライベートブロックチェーンシステム（例：Hyperledger Fabric）は、作成者が想定していたものとは異なるかもしれませんが、特定の産業や機関向けにより汎用性のあるユースケースを提供することができるようになりました（一方で、一般のWeb3システムへの公開というコストがかかります）。NFT、すなわちユニークで不可分で変更不可能なトークンの概念は、リアルワールドおよびオンライン専用の一時的な資産をデジタルで表現することにおいて、真の商業的価値を持っています。

これらは可能になった安全な公共の投資であり、しかし未解決のままです。実際には（場合によっては物理的にも）現実世界とデジタルNFTの間の接続を正当に確立することは、まだ広範な探索を行っています。Web3プロバイダーであるアルケミーは、四半期報告書で、スマートコントラクトの展開が2021年の同じ四半期と比較して143％増加したことを指摘しました。

まだ克服すべき重要な課題はありますが、新しいアイデアのように、投資ファンド、開発者、機関投資家の魅力は確かにブロックチェーンを前進させるエネルギーを引き出す可能性があります。コア技術が成熟するにつれ、より多くのWeb3価値が生まれるでしょう。価値の創出が増えると、規制、法的問題、データプライバシー、開発者およびエンドユーザーの体験の向上に関心が生まれ、新しい機会が生まれるでしょう。

Web3開発者の考慮事項：オンチェーンデータ

Proof of Workに基づくブロックチェーン製品が直面する課題は、その基本的なアーキテクチャにまで及んでいます。運用データベースは、迅速かつ効率的なデータの格納と取得に非常に適しています。分析データベースは、高速でオープンエンドのクエリや探索に優れています。非関係データベースは、パフォーマンスと可用性を犠牲にすることなく、様々なレベルの運用または分析機能を大規模に提供しています。

ブロックチェーンベースのシステムは安全で変更不可能な台帳を提供しますが、パフォーマンスのコストがかかります。安全で追記専用の変更不可能な台帳を操作、分析、または非リレーショナルデータベースとして使用しようとすると、以下の問題が発生します:

受け入れられないパフォーマンス

Web 2.0テクノロジースタックは、ほとんどの人々に対して、タブレット、スマートフォン、またはデスクトップ/ノートパソコンを使用して、2分から6時間かからずに迅速なデジタル体験を期待させています。最も人気のあるブロックチェーン実装は、遅いProof of Workアルゴリズムに基づいています。これにより、ブロックチェーンデータストレージへの書き込み操作が保護され、遅いピアツーピアのコンセンサスが確実なデータ読み取りがノードネットワーク全体で行われます。

データの量が生産の中断を引き起こす

ブロックチェーンは単なる「ビッグデータ」の問題ではありません。それは増加する利用によってますます大きくなる、膨大で信じられないほど大きなデータの問題です。ほとんどの運用または分析データベースはこのレベルに到達することができず、その中でも本当にこのレベルの線形スケーラビリティを実現できるものはさらに少なく、選択肢を大幅に狭めています。

矛盾したデータと不正確なデータ

ブロックチェーンの広範なピアツーピア、最終的な一貫性設計とProof of Workの性質はセキュリティを確保しますが、不一致なデータをもたらし、Web3アプリケーションの運用や解析用データベースとしては適していません。これらの問題に対するエラーメッセージや故障コードがないため、エラーハンドリングコードを記述してこれらのエラーをテストし、解釈、または解決して補償を試みることは、時間がかかるか不可能です。当然、本番環境でのデバッグや他の重要な瞬間は、関係者全員にとって悪夢です。下流の技術サポートは、イライラしたユーザーに回答を提供できず、開発者は技術サポート担当者に回答を提供できません。これにより、アプリストアでのネガティブなレビューが生じます。

受け入れられないストレージ/使用コスト

オンチェーンの操作はコストがかかります：Ethereumブロックチェーン上に1GBのデータを保存すると数千ドルかかることがあります。

その他の考慮事項

オフチェーンのインデックス作成やブロックチェーンデータの同期は簡単ではありません。なぜなら、これらのデータは人間にとって読みやすい形式ではないからです。ブロックチェーンデータは、開発者が簡単に使用できるようにするには、サードパーティのデータサービスを通じてデコード、エンリッチメント、再構成、データモデリングが必要です。

ソリューション：リアルタイムのオフチェーンデータ同期

人気のあるブロックチェーンネットワークの実装には、設計上のパフォーマンスの問題に対処するための時間が必要です。オフチェーン処理は、成功を収めているITプロフェッショナルが既存のデータベース技術とブロックチェーンの利点を最大限に活用するために使用している主要な技術です。単純に言えば、dAppsはオフチェーンデータベースからデータを読み取り、データをチェーンに書き戻すべきです（ただし、最終取引結果に必要な最小限の詳細のみを記録する）。

ブロックチェーンの状態をリアルタイムで運用または解析用データベースに同期することで、dAppの迅速な運用に重要なデータの正確性と通貨性を確保します。その後、dAppとオフチェーンデータベースが可能な限り多くの前処理を完了した後、最終結果をチェーンに再提出します。

静的でバイナリアセットはIPFSなどのシステムを利用できますが、同様の理由から、可能な限りオフチェーンのオブジェクトストレージ（S3など）を検討することが賢明です。したがって、実践的には、常に同期されたチェーンステートのクローンを持つオフチェーンデータベースが、できるだけ多くのオペレーションや分析ワークロードの読み書きターゲットとなるべきです。

しかしながら、以前に議論されたように、データの膨大な量（特に時間とともに）は、ほとんどのデータインフラストラクチャを圧倒する可能性があります。Apache Cassandraは、この容量、スケール、およびパフォーマンスレベルで最も強力な運用データベースシステムの1つです。

適切なデータモデルがあれば、アプリケーションはRedisなどのインメモリキャッシュや永続的なデータベース管理システム（DBMS）で期待されるサブセカンドスピードを体験できます。非関係データサービスが歴史データと常に最新（リアルタイム）のオフチェーンデータを提供できるとしたらどうでしょうか？

インデックス化プロセス中に、生データは自動的にデコードされます。開発者にとって、これはブロックチェーンデータを生の16進数形式で扱う体験を変えます。

人間が読めるデータについては、次のとおりです:

その後、Web3開発者は通常、Etherscan、whatsabi、NFTメタデータなどのサードパーティデータサービスからブロックチェーンデータを再編成および拡張して、最も単純なクエリに有用にする必要があります。拡張されたデータがその後クエリ可能なデータベーステーブルにモデル化されると、開発者は標準のDBMSクエリ言語の完全な機能を利用できるようになります（ブロックチェーン分析APIを学ぶ必要がなくなります）。

例を見てみましょう：

開発者の意図: ブロックグループ134から5つのエントリを検索

実際のクエリコード：

システム応答：

では、実際にはどのように見えるのでしょうか？ それを具体的にするために、これら2つの（リアルタイム）実際の応用例を見てみましょう。これらは、オフチェーンのリアルタイムデータサービスを正確に使用しています。Web3開発者は、そのアプリケーションのソースコードに馴染んでいるはずです。これは、一般的なWeb3.jsライブラリを使用して書かれています。

NFTエクスプローラー

数秒で作成されたすべてのNFTを検索します

NFTの転送履歴を1回のAPI呼び出しで抽出します

NFT ExplorerはReactとNext JSで構築されており、ユーザーにはイーサリアムブロックチェーン上でリアルタイムに作成または転送されたNFTの完全なビューが提供されます。

ブロックチェーンエクスプローラー

ブロック番号による過去のガス価格を取得する

ブロック番号ごとにERC20の送金数量を取得する

NFTエクスプローラーと同様に、このブロックチェーンデータエクスプローラーは、オフチェーンデータからすべてのブロックチェーンデータを抽出し、ユーザーに最新のマイニングされたブロックと最新のイーサリアム取引のリアルタイムビューを提供します。

これらすべてをホストされたクラウドサービスで提供することで、従来のためらいを克服し、リレーショナルDBMSスタイルの利用性と市場投入時間を実現するのに役立ちます。このようなサービスをCassandraの上に構築することで、シャーディングの必要なく、どの地域またはマルチリージョンでもこれらのデータをWeb3アプリケーションと共存させることができます。Cassandraの組み込みレプリケーションは、10年以上にわたって最も過酷なインターネット規模の本番環境で戦闘テストされています。

Web3アプリケーションと開発者の利点

dAppsのサイズを最小限に抑え、ブロックチェーンデータストレージとオフチェーン処理を最適化することで、ほとんどのユースケースの運用コストがWeb 2.0のレベルに再調整されます。ユーザーは選択したデバイスでのdAppのパフォーマンスを期待通りのレベルに戻すことができます。その後、dApp開発者は、ユーザーがブロックチェーンベースのシステムに書き込み操作を送信する必要がある場合の期待値を設定する適切な「待ち時間」のダイアログ、画面、アラートを設計することができます。

最大かつ最も難しいデータ整合性の問題は解決され、dAppのほとんどの運用データが高速で信頼性のあるオフチェーンデータベースに格納されています。これにより、イライラする（そして可能性としては無駄な）デバッグ時間を節約し、解決不可能なプロダクションエラーを回避することができます。

オフチェーンシステムのような非関係データベースは大量のデータを処理できるため、ブロックチェーンが成長するにつれて、dAppは高い稼働時間と応答時間の期待に応えることができます。高価なシステムの再設計や本番稼働後数ヶ月での完全な書き直しを必要としません。Cassandraとの連携は、おそらく最も信頼性が高く、拡張性があり、最速の非関係データベースの1つであり、最新のStack Overflow開発者調査によると、最も高給の仕事の1つでもあります。

企業向けの利点

壊れたり遅れたり正確でないアプリケーションは、ユーザーや収益、投資家の信頼を不可逆的に失う可能性があります。しかし、皆が話をしたいと願っているのは、リアルタイムでブロックチェーンの状態をオフチェーンの非リレーショナルインフラに同期させることでどんなエキサイティングな可能性がもたらされるかについてです。

dAppsの分析: オフチェーンの分析データベースとの統合により、完全な「Web 2.0」のオプションとユースケースが開かれます。

詐欺検出/予防機能：悪質な行為者を排除したり、悪用をフラグ設定/ブロックすることで、ユーザーコミュニティとビジネスを保護します。

デジタルアセット取引の権限：NFT取引には最適な取引/販売/交換を促進するために正確かつ最新の市場データが必要です。購入者が購入したアイテムを数分後により安い価格で見ることで買い手の悔恨を防ぎ、リソース集約型の払い戻しプロセスやユーザーからの否定的なレビューを防止します。

Location-based Features: Knowing the current location is foundational for many of today’s mobile applications. Bring it to your dApp!

IoTアプリケーション：ソフトウェアまたはハードウェアからの機械生成データの書き込み速度と容量は、非リレーショナルデータベースのみが断固として処理できます。

データ主権: コンプライアンス、規制、または法的な理由により、世界中のどこに展開されているかに関係なく、お使いのdAppとブロックチェーンの状態の同期コピーを見つけます。

ブロックチェーンのトランザクション解析時間はプロトコルによって決定され、ガス/トランザクション料金がないか、またはアクセラレーターサービスを使用しない限り、それを早めることはできません。できるだけオフチェーンでの前処理を行うことで、最終結果のトランザクションのサイズと頻度を最小限に抑えることができます。これにより、あらゆるユースケースにおけるチェーンの書き込みコストが削減され、dAppの速度が向上します。

サービスとして自分で試してみてください

このリアルタイムデータへの焦点はブロックチェーンを超えています。 産業が10年以上にわたり革新を続けてきた分野です。 しかし、ブロックチェーンなどの技術は、リアルタイムデータがデータアーキテクチャやビジネスモデルの一部である重要性を示すのに役立ちます。

私たちが量子暗号化サービスを待つ間に、原子時計の普及、分散型コンセンサスアルゴリズムの新しい革新など、リアルタイムデータは現在Web 2.0のコスト構造を通じて取得できます。将来、リアルタイムデータは依然としてブロックチェーン実装の中核的かつ基本的な要素となります。

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