データの利用可能性（DA）は、Ethereumのスケーリングにおけるコア技術であり、ノードがデータがネットワークで利用可能であることを効率的に検証することができるようにするものです。このためには、疑問のデータをホストする必要はありません。これは、ロールアップやその他の形式の垂直スケーリングの効率的な構築に不可欠であり、実行ノードが決済期間中にトランザクションデータが利用可能であることを確認できるようにします。また、これは、Ethereumネットワークの計画された将来のアップデートであるシャーディングやその他の形式の水平スケーリングにも重要であり、ノードはトランザクションデータ（またはブロブスネットワークシャードに保存されたトークンは実際にネットワークで利用可能です。

最近、いくつかのDAソリューションが議論され、リリースされました（例：セレスティア, EigenDA、利用可能)、これらすべては、アプリケーションがDAを投稿するための高性能で安全なインフラを提供することを意図しています。

EthereumなどのL1に比べて、外部のDAソリューションの利点は、安価で高性能なオンチェーンデータのための手段を提供することです。DAソリューションは、しばしば安価で許可なしのストレージを可能にするために構築された独自のパブリックチェーンで構成されています。修正を加えても、ブロックチェーンからデータをネイティブにホストする事実は非常に効率的でないという点は変わりません。

したがって、ストレージ最適化されたソリューションなどを探索することが直感的であることがわかります。FileCoinDAレイヤーの基盤として。FileCoinは、クライアントとストレージプロバイダー間のストレージ取引を調整するために、ブロックチェーンを使用しますが、データのオフチェーンへの保存を許可します。

この投稿では、分散ストレージネットワーク（DSN）の上に構築されたDAソリューションの実現可能性について調査します。これまでで最も採用されているDSNであるFileCoinを具体的に考慮しています。このようなソリューションが提供する機会と、それを構築するために乗り越える必要がある課題について概説します。

DAレイヤーはそれに依存するサービスに次のものを提供します:

1. クライアントの安全性: どのノードも利用できないデータが利用可能であると確信することはできません。
2. グローバルセーフティ：データの有無は、ほとんどのノードを除いて、ほとんどのノードが合意しています。
3. 効率的なデータの取得可能性。

すべては、スケーリングを可能にするために効率的に行われる必要があります。DA層は、上記の3つのポイント全体でより高いパフォーマンスをより低いコストで提供します。たとえば、任意のノードがデータの完全なコピーを要求して託送を証明できますが、これは効率的ではありません。これらのすべてを提供するシステムを持つことで、悪意のある過半数が存在する中で、L2とL1が連携するために必要なセキュリティを提供し、より強い下限値を達成します。

データの保管

データが投稿されました@vbuterin/proto_danksharding_faq#If-data-is-deleted-after-30-days-how-would-users-access-older-blobs">DA solution has a useful lifetime: long enough to settle disputes or verify a state transition. Transaction data needs to be available only long enough to verify a correct state transition or to give validators enough opportunity to construct fraud proofs. As of writing, Ethereum calldata is the most common solution used by projects (rollups) requiring data availability.

データの効率的な検証

データ可用性サンプリング (DASDAの問題に回答する標準的な方法です。追加のセキュリティ上の利点があり、ネットワークの参加者が仲間から状態情報を検証する能力を強化します。ただし、サンプリングを実行するためにノードに依存しています：DASリクエストに回答する必要があり、採掘された取引が拒否されないようにするためですが、ノードがサンプルをリクエストするためのポジティブまたはネガティブなインセンティブはありません。サンプルをリクエストするノードの観点からは、DASを実行しないことに対するネガティブなペナルティはありません。たとえば、CelestiaはDASを実行する最初で唯一のライトクライアント実装を提供し、ユーザーにより強力なセキュリティ前提を提供し、データ検証のコストを削減します。

効率的なアクセス

DAはそれを使用するプロジェクトに効率的なデータアクセスを提供する必要があります。遅いDAは、それに依存するサービスにとって非効率を引き起こすだけでなく、最悪の場合はシステムの障害の原因となる可能性があります。

分散型ストレージネットワーク

分散型ストレージネットワーク（DSN、正式にはFileCoinホワイトペーパー¹)は、ユーザー向けのストレージサービスを提供するストレージプロバイダーの許可なしネットワークです。非公式には、独立したストレージプロバイダーが、ストレージサービスを必要とするクライアントとストレージ取引を調整し、低価格でストレージサービスを求めるクライアントに安価で頑丈なデータストレージを提供します。これは、ストレージ取引を記録しスマートコントラクトの実行を可能にするブロックチェーンを介して調整されています。

DSNスキームは、Put、Get、Manageの3つのプロトコルのタプルです。このタプルには、障害耐性の保証や参加インセンティブなどのプロパティが付属しています。

Put(data) → キー
クライアントは、データを一意のキーの下に保存するために Put を実行します。これは、ネットワーク上にデータを保存する期間、冗長性のために保存するデータのレプリカの数、およびストレージプロバイダーとの交渉価格を指定することによって達成されます。

Get(key) → データ
クライアントは、キーの下に格納されているデータを取得するために Get を実行します。

Manage()
ネットワーク参加者が呼び出すManageプロトコルは、プロバイダーによって提供されるストレージスペースやサービスを調整し、不具合を修復します。FileCoin, これはブロックチェーンを介して管理されています。このブロックチェーンは、クライアントとデータプロバイダー間で行われたデータ取引や、データが正しく保存されていることの証明を記録します。正しく保存されたデータは、ネットワークからの挑戦に対するデータプロバイダーによって生成された証拠の投稿によって証明されます。Aストレージ障害Manageプロトコルからの要求に迅速にレプリケーション証明またはスペースタイム証明を生成できない場合、ストレージプロバイダーのステークは削減されます。ネットワーク上でデータのコピーを複数のプロバイダーがホストしている場合、ストレージの障害が自己修復する可能性があります。

DSNの機会

これまでのDAプロジェクトで行われてきた作業は、ブロックチェーンをホットストレージ用のプラットフォームに変換することでした。DSNはストレージ最適化されているため、ブロックチェーンをストレージプラットフォームに変換するのではなく、単にデータ可用性を提供するプラットフォームに変換することができます。ネイティブ形式のストレージプロバイダーの担保FILトークンは、データが保管されていることを保証する暗号経済セキュリティを提供できます。最後に、ストレージ取引のプログラム可能性は、データの利用可能性の条件に関する柔軟性を提供できます。

DAを解決するためにDSNの機能を変革する最も説得力のある動機は、DAソリューションにおけるデータ・ストレージのコスト削減です。以下で説明するように、FileCoinにデータを保存するコストは、イーサリアムにデータを保存するよりも大幅に安くなります。現在のイーサリアム/米ドルの価格を考えると、1GBのコールデータをイーサリアムに書き込むには300万米ドル以上の費用がかかり、21日後にはプルーニングされます。このコールデータ費用は、イーサリアムベースのロールアップのトランザクションコストの半分以上を占める可能性があります。ただし、FileCoin の 1 GB のストレージのコストは、月額 .0002 USD 未満です。この価格または同様の価格でDAを確保することで、ユーザーの取引コストが下がり、Web3のパフォーマンスとスケーラビリティに貢献します。

経済セキュリティ

FileCoinでは、ストレージスペースを利用可能にするために担保が必要です。この担保は、プロバイダが契約を履行せず、ネットワークの保証を果たさない場合に削減されます。サービスを提供できないストレージプロバイダは、掲示された担保とストレージの提供から得られた利益の両方を失う可能性があります。

インセンティブアライメント

FileCoinのプロトコルインセンティブの多くは、DAの目標と一致しています。FileCoinは悪意ある行動や怠惰な行動に対するペナルティを提供します: ストレージプロバイダーは、コンセンサス中にアクティブにストレージの証明を提供する必要があります。Proof-of-ReplicasそしてProof-of-Spacetime, 正直な過半数の前提なしに、ストレージが存在することを継続的に証明しています。 ストレージプロバイダーが証拠を提供しない場合、ステークの削減やコンセンサスからの削除などのペナルティが科されます。 現在のDAソリューションには、ノードがDASを実行するためのインセンティブが不足しており、DAの証拠に対して独自の利他的行動に頼っています。

プログラマビリティ

データ契約をカスタマイズできる能力は、DSNをDA向けの魅力的なプラットフォームにします。 データ契約にはさまざまな期間があり、DSNベースのDAのユーザーは必要なDAのみを支払うことができます。 故障耐性も、ネットワーク全体に保存されるコピーの数を設定することで調整できます。 さらに、FileCoin上のスマートコントラクトを介してさらなるカスタマイズがサポートされています（呼ばれる俳優)が実行されるFEVM。これにより、FileCoinの成長するDAppsエコシステムが、コンピュートオーバーストレージソリューションなどから形成されています。BacalhauDeFiおよびリキッドステーキングソリューションなどグリフ. 取り戻すFileCoinアクターを使用して、許可された審査員とインセンティブに沿った取得を提供します。 FileCoinのプログラム可能性を使用して、異なるソリューションに必要なDA要件を調整することができるため、DAに依存するプラットフォームが必要以上のDAを支払うことはありません。

DSNベースのDAアーキテクチャに対する課題

私たちの調査では、DAサービスがDSN上に構築される前に克服する必要がある重要な課題を特定しました。実装の実現可能性について話す今、議論の主眼をFileCoinに置いていきます。

証明レイテンシ

FileCoin上の取引と保存されたデータの整合性を保証する暗号的証明には時間がかかります。データがネットワークにコミットされると、32ギガバイトに分割されます。セクターそして「封印された.”データの封印は、両方のProof-of-Replication（PoRep)、これにより、ストレージプロバイダーがデータの1つ以上のユニークなコピーを保存していることを証明し、スペースタイムの証明（PoST)、これにより、ストレージプロバイダーがストレージ契約の期間中ずっと一意のコピーを保存していることが証明されます。シーリングは計算コストが高くなければならず、ストレージプロバイダーが要求に応じてデータをシーリングして PoReP を妨害することができないようになっています。プロトコルが定期的なチャレンジをストレージプロバイダーに提示し、一意かつ連続的な保存の証拠を提供するよう求める際、シーリングは応答ウィンドウよりも安全に長い時間を取らなければならず、ストレージプロバイダーが証明やレプリカをすぐさま偽造することができないようにします。このため、プロバイダーがデータのセクターをシーリングするのに約3時間かかることがあります。

ストレージしきい値

シーリング操作の計算コストが高いため、シールされるデータのセクターサイズは経済的に価値がある必要があります。ストレージの価格は、ストレージプロバイダーにとってシーリングのコストを正当化しなければならず、同様に、保存されるデータの結果のコストは、スケールで十分に低くなければなりません（この場合、約32GBのチャンク）。より小さいセクターをシールすることもできますが、これによりストレージの価格が上昇し、ストレージプロバイダーに補償する必要があります。この問題を解決するためには、データ集約者ユーザーから収集した小さなデータ片を、32 GBに近いチャンクとしてFileCoinにコミットします。データアグリゲータは、Proof-of-Data-Segment-Inclusionを通じてユーザーのデータをコミットします。PoDSI)、ユーザーのデータをセクターに含めることを保証するセクターID（sID）と、ユーザーがネットワークからデータを取得するために使用できるサブピースCID（pCID）が含まれています。

コンセンサス制約

FileCoinのコンセンサスメカニズム、期待されるコンセンサス, ブロック時間は30秒であり、数時間以内に確定され、今後改善される可能性があります（詳細はFIP-0086FileCoinの高速な確定性）。これは一般的に、トランザクションデータに依存するLayer 2のトランザクションスループットをサポートするにはあまりにも遅すぎます。FileCoinのブロック時間は、ストレージプロバイダのハードウェアによって下限が設定されています。ブロック時間が短いほど、ストレージプロバイダがストレージの証明を生成し提供することが難しくなり、ストレージプロバイダがデータを適切に保存するための証明ウィンドウを逃すことによって誤ってペナルティを受ける可能性が高くなります。これを乗り越えるために、インタープラネタリーコンセンサス（IPC）サブネット高速なコンセンサス時間を活用するために活用できます。IPCは使用しますTendermint-likeコンセンサスとDRANDランダム性のため：DRANDがボトルネックである場合、IPCサブネットを使用して3秒のブロック時間を達成できます。Tendermintのボトルネックの場合、 ナーワル数百ミリ秒のブロックタイムを達成しています。

取り出し速度

最後のバリアはリトリーバルです。上記の制約から、FileCoinはコールドまたはぬるいストレージに適していると推測できます。しかし、DAデータはホットであり、高性能なアプリケーションをサポートする必要があります。インセンティブに整合したリトリーバルはFileCoinでは難しいです。データはクライアントに提供される前にアンシールされる必要があり、これにより遅延が発生します。現時点では、迅速なリトリーバルはSLAまたは未シールドセクターとシールドされたセクターを並行して格納することによって行われますが、どちらもFileCoin上でのセキュアで許可されたアプリケーションのアーキテクチャでは頼りになりません。特に、リトリーヴFVMを介して取り出しが保証されることを証明し、FileCoinでのインセンティブに沿った迅速な取り出しは、さらに探求されるべき分野です。

コスト分析

このセクションでは、これらの設計上の考慮事項から生じるコストについて考えます。現在の市場価格を使用して、32GBをEthereumのcalldata、Celestiaのblobdata、EigenDAのblobdata、およびFileCoinのセクタに格納するコストを示します。

この分析は、イーサリアムの価格のハイライトを示しています：データ32GBあたり1億ドル。この価格は、イーサリアムの合意形成の背後にあるセキュリティのコストを示しており、イーサとガスの価格の変動の影響を受けます。Proto-Dankshardingを導入したDencunアップグレードも影響を受けます。EIP-4844)、約125 KBごとのブロックあたり3つのブロブトランザクションを導入し、目標のブロブ数を維持するための可変ガスブロブ価格を設定しました。このアップグレードにより、Ethereum DAのコストが1/5に削減され、32 GBのブロブデータのコストが2000万米ドルになりました。

CelestiaとEigenDAは、それぞれ32GBのデータについて8,000ドルと26,000ドルの大幅な改善を提供します。両方とも市場価格の変動の影響を受け、ある程度はデータの保護のコストを反映しています：CelestiaはそのネイティブTIAトークン、そしてイーサとのEigenDA。

上記のすべてのケースでは、保存されるデータは永続的ではありません。Ethereumのcalldataは3週間、blobは18日間保存されます。EigenDAはデフォルトでblobを保存します。14 日間現在のCelestia実装では、ブロブデータは保存ノードによって無期限に保存されますが、軽ノードによって最大限度までサンプリングされます。30日.

最後の2つのテーブルは、FileCoinと現在のDAソリューションとの直接比較です。最初にコストの同等性が与えられたプラットフォーム上の1バイトのデータのコストを示します。次に、同じコストで同じ期間に保存できるFileCoinバイトの量が表示されます。

これにより、FileCoinは現在のDAソリューションと比べて桁違いに安く、同じデータを同じ期間保存するためにわずか数セントのコストで済みます。Ethereumノードやその他のDAソリューションとは異なり、FileCoinのノードはストレージサービスを提供するように最適化されており、そのプルーフシステムにより、ノードはストレージを証明することができます。ネットワーク内のすべてのノードにストレージを複製するのではなく、FileCoinのストレージプロセスの基本的なオーバーヘッドは無視できるほどです（データをシールするためのエネルギーコストなど、ストレージプロバイダーの経済を考慮していません）。これにより、Ethereumに比べて1ギガバイトあたり数百万米ドルの市場機会が示されており、FileCoinでセキュアで高性能なDAサービスを提供できるシステムにおいて、その需要が示されています。

スループット

以下では、DAソリューションの容量と、主要なレイヤー2のロールアップによって生成される需要について検討します。

Because FileCoin’s blockchain is organized in チップセット複数のブロックが各ブロック高であり、取引数はコンセンサスまたはブロックサイズによって制限されません。 FileCoinの厳格なデータ制約は、ネットワーク全体のストレージ容量であり、コンセンサスを介して許可されるものではありません。

日常のDA需要について、私たちはからデータを取得しますロールアップDAと実行Terry Chung氏とWei Dai氏の情報によると、これには30日間の平均と1日の単独サンプリングが含まれており、平均需要を考慮しながら平均からの逸脱を見落とさないようにしています（たとえば、Optimismの2023年8月15日の需要は約261,000,000バイトであり、30日間の平均の64,000,000バイトの4倍以上でした）。

この選択肢から、低いDAコストの機会にもかかわらず、FileCoinの32 GBセクターサイズを効率的に使用するには、DA需要の劇的な増加が必要です。 32 GBのデータ未満で32 GBセクターを密閉すると、リソースの無駄になりますが、コストの利点を得ながらそうすることができます。

アーキテクチャ

このセクションでは、本日このアーキテクチャを構築する場合に実現可能な技術アーキテクチャについて考察します。我々は、任意のL2アプリケーションと、L2が提供するL1チェーンの文脈でこのアーキテクチャを検討します。この解決策はCelestiaやEigenDAのような外部DA解決策であるため、FileCoinをL1の例とは考えません。

コンポーネント

高度なレベルでも、FileCoin上のDAは、FileCoinエコシステムのさまざまな機能を活用します。

取引：下流ユーザーは、DAが必要なプラットフォームで取引を行います。これはL2である可能性があります。

DAを使用しているプラットフォーム：これらはDAをサービスとして使用しているプラットフォームです。これは、取引データをFileCoin DAに投稿し、EthereumなどのL1にコミットするL2である可能性があります。

Layer 1: これは、DAソリューションのデータを指すコミットメントを含む任意のL1です。これは、FileCoin DAソリューションを活用したL2をサポートするイーサリアムである可能性があります。

アグリゲーター：FileCoinベースのDAソリューションのフロントエンドは、アグリゲータは、L2およびその他のDAクライアントからトランザクション・データを受信し、シーリングに適した32 GBセクターに集約する一元化されたコンポーネントです。単純な概念実証には一元化されたアグリゲーターが含まれますが、DAソリューションを使用するプラットフォームは、L2シーケンサーのサイドカーなどとして、独自のアグリゲーターを実行することもできます。アグリゲーターの集中化は、L2シーケンサーやEigenDAのディスパーサーアグリゲーターが32GB近くのペイロードを編成したら、ストレージプロバイダーとのストレージ契約を結んでデータを保存します。クライアントは、データがセクターに含まれることを示すPoDSI（Proof of Data Segment Inclusion）と、ネットワーク上にデータがある場合にそれを識別するためのpCIDが保証されます。このpCIDがL1のステートコミットメントに含まれ、サポートトランザクションデータを参照するために使用されます。

検証者：検証者は、状態の確約の整合性を確保し、証拠不正を構築するためにストレージプロバイダからデータを要求し、証明不正の場合はL1に確約されます。

ストレージ取引：アグリゲーターが32GB近くのペイロードを編集したら、ストレージプロバイダーとストレージ取引を行います。

ブロブの投稿（Put）：Putを開始するために、DAクライアントはトランザクションデータを含む自分のブロブを集計者に提出します。これはオフチェーンの方法で行うこともできますし、オンチェーンの集約者オラクルを介してオンチェーンの方法で行うこともできます。ブロブの受信を確認するために、集計者はクライアントにPoDSIを返して、そのブロブがサブネットにコミットされる集約されたセクタに含まれていることを証明します。また、pCID（サブピースコンテンツ識別子）も返されます。これは、クライアントや他の関係者がFileCoinで提供される際にそのブロブを参照するために使用するものです。

データ取引は、取引が成立してから数分以内にチェーン上に表示されます。遅延の最大の障壁は封印時間であり、これには3時間かかる場合があります。つまり、取引が成立したとしても、クライアントはデータがネットワーク上に表示されることを確信できますが、データがクエリ可能であることは封印プロセスが完了するまで保証されません。Lotusクライアントがいます高速検索データの封印されたコピーと同時に保存される未封印コピーがあり、未封印データがデータストレージプロバイダに転送されるとすぐに提供できる可能性があります。ただし、これはデータプロバイダの裁量による機能であり、プロトコルの一部として暗号的に保証されるものではありません。高速取得の保証が提供される場合、コンセンサスとインセンティブメカニズムに変更が加えられ、それを強制するための仕組みが必要です。

ブロブの取得（Get）: 取得はプット操作に似ています。 取得取引が必要で、数分以内にチェーン上に表示されます。 取得の遅延時間は取引条件と、高速取得のためにデータの非封印コピーが保存されているかどうかに依存します。 高速取得の場合、遅延時間はネットワーク条件に依存します。 高速取得がない場合、データはクライアントに提供される前に非封印化する必要があり、これにはシーリングと同じ時間、つまり約3時間かかります。 したがって、最適化がない場合、最大往復時間は6時間で、データサービスの主要な改善が必要です。このシステムがDAまたは詐欺証明に適したものになる前に。

Proof of DA：DAの証明は2つのステップで考えることができます。まず、データが集計者にコミットされる際に与えられるPoDSIを介して、そしてディールが行われる間に、そしてその後、ストレージプロバイダーがFileCoinのコンセンサスメカニズムを介して提供するPoRepとPoSTの継続的なコミットメントによって。前述のように、PoRepとPoSTはデータの保管と永続性をスケジュールされ、証明された保証を提供します。

このソリューションでは、DA に依存するクライアントは FileCoin とやり取りできる必要があるため、ブリッジングを大量に利用します（証明の構築方法に関係なく）。L1 に掲載されるステート遷移に含まれる pCID の場合、検証者は虚偽の pCID がコミットされていないかを初期チェックできます。これは、例えば、L1 に FileCoin データを掲載するオラクル経由や、pCID に対応するデータ取引またはセクタの存在を検証する検証者経由など、複数の方法で行うことができます。同様に、L1 に掲載される有効性または詐欺証明の検証は、証明に納得するためにブリッジを利用する必要があるかもしれません。現在利用可能なブリッジはGate.ioAxelarそしてケレル.

セキュリティ分析

FileCoinの完全性は、担保の削減によって強制されます。担保は削減される可能性があります2つのケース: ストレージの障害またはコンセンサスの不具合. ストレージ障害は、ストレージプロバイダーが格納されたデータの証明（PoRepまたはPoSTのいずれか）を提供できないことを意味し、これはモデル内でのデータの利用可能性の欠如に相当します。コンセンサス障害は、コンセンサス内での悪意のある行動に対応し、FEVMが抽象化されたトランザクション台帳を管理するプロトコルから生じるものです。

• A セクター障害連続したストレージの証拠を投稿しなかったことによるペナルティを指します。ストレージプロバイダーは、1日の猶予期間を許可され、その間に不良なストレージに対してペナルティは課されません。セクターが不良となってから42日後、セクターは終了します。発生した料金は焼却されます。

BR(t) = ProjectedRewardFraction(t) * SectorQualityAdjustedPower

• あるセクター終了セクターが42日間障害を起こした後、またはストレージプロバイダーが意図的に取引を終了した後に発生します。終了手数料は、セクターが終了までに獲得した最大額に相当し、上限は90日分の収益です。未払いの取引手数料はクライアントに返金されます。発生した手数料は燃やされます。

max(SP(t), BR(StartEpoch, 20d) + BR(StartEpoch, 1d)terminationRewardFactormin(SectorAgeInDays, 140))

• ストレージマーケットアクタースラッシング取引が終了した際に発生します。これは、ストレージプロバイダーが取引の裏付けとして提供する担保の削減です。

FileCoinによって提供されるセキュリティは、他のブロックチェーンとは非常に異なります。通常、ブロックチェーンデータはコンセンサスによって保護されますが、FileCoinのコンセンサスは取引台帳のみを保護し、取引で言及されるデータは保護されません。FileCoinに保存されているデータは、ストレージプロバイダーがストレージを提供するためにインセンティブを与えるだけの十分なセキュリティしかありません。つまり、FileCoinに保存されているデータは、障害ペナルティやクライアントとの評判などのビジネスインセンティブによって保護されています。言い換えれば、ブロックチェーン上のデータ障害はコンセンサスの侵害と同等であり、チェーンの安全性または取引の有効性に対する概念を壊します。FileCoinはデータストレージに関して耐障害性が設計されており、したがって、取引台帳と取引関連の活動を保護するためにコンセンサスを利用します。データ取引を果たさないストレージマイナーのコストは、最大で90日分のストレージ報酬をペナルティとして支払うことになり、取引を保護するためにマイナーが担保を失うことになります。

したがって、FileCoinプロバイダーから発生するデータ保留攻撃のコストは、単に回収取引の機会費用にすぎません。FileCoin上のデータ回収は、クライアントが支払う手数料によってインセンティブを受けているストレージマイナーに依存しています。しかし、データ回収要求に対応しない場合、マイナーには負の影響がありません。単一のストレージマイナーがデータ回収取引を無視または拒否するリスクを軽減するために、FileCoin上のデータは複数のマイナーによって保管されることがあります。

FileCoinに保存されているデータの背後にある経済的セキュリティは、ブロックチェーンベースのソリューションよりもかなり低いため、データ操作の防止も考慮する必要があります。データ操作は、FileCoinのプルーフシステムによって保護されています。データはCIDを介して参照され、CIDを介してデータの破損を即座に検出できます。したがって、プロバイダーは、フェッチされたデータが要求された CID と一致するかどうかを簡単に確認できるため、破損したデータを提供できません。データ プロバイダーは、破損していないデータの代わりに破損したデータを格納することはできません。クライアントデータを受信すると、プロバイダーはデータ取引を開始するために、正しく封印されたデータセクターの証拠を提供する必要があります(これを確認してください)。したがって、破損したデータでストレージ取引を開始することはできません。ストレージ契約の存続期間中、PoSTはカストディを証明するために提供されます(これは、封印されたデータセクターのカストディと最後のPoST以降のカストディの両方を証明することを思い出してください)。PoSTはプルーフ生成時に封印されたセクタに依存しているため、セクタが破損すると偽のPoSTが発生し、セクタ障害が発生します。したがって、ストレージ プロバイダーは、破損したデータを保存または提供することはできず、破損していないデータに対して提供されるサービスに対する報酬を請求することはできず、クライアントのデータの改ざんに対するペナルティを回避することはできません。

セキュリティは、現在はストレージプロバイダーとクライアントによって決定されているストレージマーケットアクターにコミットされた担保を増やすことによって強化することができます。 例えば、イーサリアムの検証者と同じステークのように、プロバイダーがデフォルトしないようにインセンティブを与えるために十分に高いと仮定します。これにより、各トランザクションブロブまたは集約されたブロブでセキュリティを確保するためにこのステークが必要とされるため、これは非常にキャピタル効率が悪いと思われるものの、残されたセキュリティを考えることができます。 今、データプロバイダーは、ストレージディールがストレージマーケットアクターによって終了される前の最大41日のチャンクのデータを利用できなくすることができます。 より短いデータディールを仮定すれば、データが取引の最終日まで利用できないと仮定できます。 調整された悪意のあるアクターがいない場合、データは複数のストレージプロバイダーで複製されることによって緩和されるため、データを引き続き提供することができます。

攻撃者がコンセンサスをオーバーライドして虚偽の証拠を受け入れるか、取引履歴を書き換えて責任のあるストレージプロバイダーに罰を与えずにオーダーブックから取引を削除するコストを検討することができます。ただし、このような安全違反の場合、攻撃者はFileCoinの台帳を自由に操作できることに注意する価値があります。攻撃者がこのような攻撃を行うためには、FileCoinチェーンの過半数のステークを所有する必要があります。ステークはネットワークに提供されるストレージに関連しており、FileCoinチェーンを保護するために現在25エクサバイト（10¹⁶バイト）のデータがありますので、悪意のあるアクターがフォーク選択ルールに勝つためには少なくとも12.5エクサバイトが必要です。これは、コンセンサスの過失に関連するスラッシングによってさらに緩和されます。その場合、制裁は全ての担保とブロック報酬の喪失、そしてコンセンサスへの参加停止です。

備考：他のDAソリューションに対する攻撃を差し控える
上記のように、FileCoinはデータを保護する際に欠点があることが示されていますが、それだけではありません。

• イーサリアム：一般的に、Ethereumネットワークへのリクエストが応答される唯一の方法は、フルノードを実行することです。フルノードには、合意外のデータ取得リクエストを満たす要件はありません。したがって、コンストラクトなどPeerDASデータ取得に対するノードの応答のためのピアスコアリングシステムを導入し、十分に低いスコア（基本的にDAの評判）を持つノードをネットワークから孤立させることができます。
• Celestia：CelestiaはFileCoin構築に比べて、バイト当たりのセキュリティが非常に強力ですが、このセキュリティを活用する唯一の方法は独自のフルノードをホストすることです。社内で所有および運営されていないCelestiaインフラへのリクエストは、罰則なしに検閲される可能性があります。
• EigenDA：Celestiaと同様に、サービスはEigenDAオペレーターノードを実行して、自分自身のデータの取得を保証することができます。したがって、任意のプロトコルデータ取得要求は検閲される可能性があります。また、EigenDAには、データのエンコード、KZGコミットメント、データの散乱を担当する中央集権的で信頼できるディスペンサーがあります。これは、当社の集約器と同様です。

取り出しセキュリティ

DAには取り出し可能性が必要です。理想的には、市場の力が経済的に合理的なマイナーに取り出し取引を受け入れるよう促し、他のマイナーと競争してクライアント向けの価格を低く保つようにします。データプロバイダが取り出しサービスを提供するのに十分だと仮定されていますが、DAの重要性を考慮すると、より多くのセキュリティを要求するのは合理的です。

上記の経済的セキュリティを通じた取得は現在保証されていません。これは、クライアントがデータが受信されなかったことを暗号的に証明することが困難であり（クライアントがストレージマイナーのデータ送信の主張を否定する必要がある場合）、最小限の信頼に基づいた方法である。プロトコル固有の取得保証がFileCoinの経済的セキュリティを通じて取得が保護されるようにするには、プロトコルへの最小限の変更が必要です。これは、取得がセクターの障害または取引終了と関連付けられる必要があることを意味します。取得証明コンセプトは、信頼できる「審判者」を使用してデータ取得の紛争を調停することで、データ取得の保証を提供することができました。

他のDAソリューションでのリトリーバル
上記のように、FileCoinには、ストレージ（またはリトリーバルプロバイダー）が利己的に行動するのを防ぐために必要なプロトコル固有のリトリーバル保証が欠如していることがわかります。 EthereumとCelestiaの場合、プロトコルからのデータを読むことを保証する唯一の方法は、フルノードを自己ホストするか、インフラストラクチャプロバイダーからのSLAを信頼することです。 FileCoinのストレージプロバイダーとしてのリトリーバルを保証することは簡単ではありません。 FileCoinの類似の設定は、ストレージプロバイダーになることです（要求しますsignificant infrastructure cost) そして、ユーザーとして投稿されたストレージプロバイダーとして同じストレージ取引を受け入れ、その時点で自分自身にストレージを提供するために自分自身に支払いをすることになります。

レイテンシー解析

FileCoinの遅延は、ネットワーク、トポロジー、ストレージマイニングクライアントの構成、ハードウェアの能力など、いくつかの要因によって決定されます。これらの要因と、当社の構築によって期待される性能について議論する理論的な分析を提供しています。

FileCoinのプルーフシステムの設計と検索インセンティブの欠如により、FileCoinは、データの最初の投稿からデータの最初の取得まで、高性能なラウンドトリップレイテンシーを提供するように最適化されていません。FileCoinでの高性能検索は、ストレージプロバイダーの機能を向上させ、FileCoinが新機能を導入するにつれて、常に変化している活発な研究分野です。「ラウンドトリップ」とは、データ取引の提出からFileCoinに提出されたデータがダウンロードできる最も早い瞬間までの時間と定義しています。

ブロックタイム\
FileCoinのExpected Consensusでは、データ取引は30秒のブロック時間内に含めることができます。1時間は、機密性の高いオンチェーンデータ(コインの送金など)の確認にかかる一般的な時間です。

データ処理 \
ストレージプロバイダーと構成によってデータ処理時間は大幅に異なります。シーリングプロセスは、標準ストレージマイニングハードウェアで3時間かかるように設計されています。マイナーは、特別なクライアント構成、並列化、より能力の高いハードウェアへの投資によって、しばしばこの3時間の閾値を上回ります。この変動は、セクタのアンシーリングの期間にも影響し、FileCoinクライアントの実装であるLotusなどのクイックリトリーバルオプションによって完全に回避することができます。クイックリトリーバル設定は、シールされたデータと並行して非封印コピーを保存し、取得時間を大幅に短縮します。これに基づいて、データディールの受け入れからチェーン上でデータが利用可能になるまでの最悪の遅延時間を3時間と仮定できます。

結論と将来の方向性

この記事では、既存のDSN、FileCoinを活用してDAを構築することについて探っています。Ethereumのスケーリングインフラストラクチャの重要な要素としてのDAの要件について考えます。DSN上でのDAの実現可能性についてFileCoin上に構築することを検討し、FileCoin上のソリューションがEthereumエコシステムやコスト効率の良いDAレイヤーに恩恵をもたらす可能性について考えます。

FileCoinは、分散型のブロックチェーンシステムにおいて、DSNがデータストレージの効率を劇的に向上させることを証明しており、現行市場価格で32GBの記録ごとに1億ドルの節約が実証されています。DAの需要がまだ32GBのセクターを埋めるほど高くないにもかかわらず、空のセクターが封印されれば、DAのコストメリットは依然として存在します。FileCoinの現行のストレージおよび取得の待ち時間はホットストレージのニーズには適していませんが、ストレージマイナー固有の実装により、データは3時間以内に利用可能で合理的なパフォーマンスを提供できます。

FileCoinストレージプロバイダーへの信頼の向上は、EigenDAなどの変数担保によって調整できます。FileCoinは、この調整可能なセキュリティを拡張し、ネットワーク全体に複数のレプリカを保存することが可能であり、調整可能なビザンチン許容性を追加しています。保証されたパフォーマンスのデータ取得を確実に行うには、データの保留攻撃を堅牢に抑止する必要がありますが、他のどんなソリューションでも、回復可能性を真に保証する唯一の方法は、自前でノードをホストするか、インフラストラクチャ・プロバイダーに信頼することです。

PoDSIのさらなる開発においてDAの機会が見込まれます。これは、より大きなシールされたセクタにデータを保証するためにDASの代わりに使用できるかもしれません（FileCoinの現在の証明と一緒に）。これがどのように見えるかによって、データの遅延が許容できるようになる可能性があります。不正証明は1日から1週間のウィンドウ内に投稿できるため、DAは必要に応じて保証されるかもしれません。PoDSIはまだ新しく開発が進んでおり、効率的なPoDSIがどのように見えるか、またそれを取り巻くシステムを構築するために必要な機器については、まだ何も暗示していません。FileCoinデータの上で計算するためのソリューションがあるため、シールされたまたは未封印のデータでPoDSIを計算するソリューションのアイデアは、近い将来の可能性の範囲外ではないかもしれません。

DAおよびFileCoinの分野が成長するにつれ、新しいソリューションの組み合わせや有効なテクノロジーが新しい概念の証明を可能にするかもしれません。SolanaのFileCoinネットワークとの統合DSNはスケーリング技術としてのポテンシャルを持っています。FileCoin上のデータストレージのコストは、最適化の幅広い機会を提供しています。この記事で議論されている課題はDAの実現を目指していますが、その解決策はDAを超えた新しいツールやシステムの宝庫を開くでしょう。

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