イントロダクション

Filecoinは、ブロックチェーン技術を活用してユーザーがデータを安全かつ効率的に保存、取得、共有できるようにする分散型ストレージネットワークです。従来のクラウドストレージシステムとは異なり、Filecoinは未使用のストレージスペースを貸し出したり、ネイティブ暗号通貨FILを使用してデータの保存や取得を支払うことができる分散型マーケットプレイスとして機能します。この分散型モデルにより、中央集権的なエンティティへの依存が低減し、データのセキュリティ、弾力性、コスト効率が向上します。

ブロックチェーンシステムの重要な構成要素はトランザクションの確定性であり、確認およびトランザクションの不可逆化にかかる時間です。Filecoinネットワークの現在の確定性は約7.5時間（900エポック）かかりますが、多くのユースケースには十分ですが、リアルタイムの応答を求めるアプリケーションには実用的ではありません。これらの制限に対処するために、Filecoinはファストファイナリティ（F3）アップグレードを導入し、確定時間をわずか数分に短縮することを目指しています。F3はネットワークにとって変革的な一歩であり、効率性、拡張性、および時間に敏感なアプリケーション向けの適合性を向上させます。

Fast Finality（F3）とは何ですか？

ソース：fil.org

Fast Finality (F3)は、Filecoinネットワーク上のトランザクションの最終性を飛躍的に短縮するために設計されたアップグレードです。これは、既存の期待コンセンサス（EC）に補完する新しいコンセンサスメカニズムであるGossiPBFT（ゴシップベースのビザンチンフォールトトレランスプロトコル）を導入することによって実現されます。ブロックの確認の長い連鎖への依存を減らすことにより、GossiPBFTはノード間のより迅速な合意を可能にし、最終性を数分間に短縮します。

この改善により、Filecoinは分散型金融（DeFi）アプリケーション、リアルタイムゲーム、およびインターネット・オブ・シングス（IoT）サービスにとってより魅力的なプラットフォームとなります。GossiPBFTを統合することで、F3はより速い確定性を実現し、Filecoinの分散化、セキュリティ、耐障害性には影響しません。

Fast Finality (F3)の技術概要

ソース: ドキュメンテーション

Fast Finality（F3）は、トランザクションの最終性をより速くするために、Filecoinネットワークのコンセンサスメカニズムを大幅に強化します。このセクションでは、F3の動作方法について詳細な技術的な概要を提供し、新しいコンセンサスプロトコルの統合と既存のFilecoinアーキテクチャとの相互作用に焦点を当てます。

現在のコンセンサスメカニズム：期待されるコンセンサス（EC）

ソース:github

Filecoinは現在、期待されるコンセンサス（EC）を使用しており、これによりストレージプロバイダー（マイナー）の誠実な参加を奨励することでネットワークを保護しています。ECでは、マイナーはある一定量のストレージを割り当てたことを証明することで新しいブロックを提案するために競争します。これらのブロック内の取引は検証されますが、確定するには多くのブロック確認が必要であり、ネットワークのセキュリティを確保し、再編攻撃を防ぐために行われます。

ECはセキュリティとスケーラビリティの維持に効果的ですが、拡張確認時間への依存はトランザクションの最終確定が遅れることを意味します。そのため、時間的に敏感なアプリケーションや高頻度の操作にはあまり適していません。

GossiPBFTの紹介

ECの制限に対処するために、F3はGossiPBFT（ゴシップベースのビザンチン容錯プロトコル）を二次的なコンセンサスメカニズムとして統合しています。GossiPBFTは、ECに必要な時間の一部で決定性のある最終性を達成するために設計されています。ゴシップベースの通信を介したより速い意思決定プロセスを導入し、ノードが直列ではなく並列でコンセンサスに達することを可能にします。

GossiPBFTでは、ノードはネットワーク内でメッセージを交換し、検証し、すべての参加者がトランザクションの正当性に同意することを保証します。このアプローチにより、必要な確認数が減少し、最終的に完了するまでに時間がかかることなく、数分で確定できます。

リーダーレス設計のGossiPBFT

GossiPBFTはリーダーレス設計を採用しており、ブロックを提案する単一のノードに依存しないようにしています。従来のBFTプロトコルでは、リーダーはポテンシャルな単一障害点であり、システムが標的型攻撃に脆弱になる可能性があります。すべての参加ノードで合意の責任を分散することで、GossiPBFTはネットワークの耐久性を向上させ、悪意のあるアクターの存在下でも最終性が達成されることを保証します。

フォルトトレランスとセキュリティ

GossiPBFTは、ネットワークの整合性を維持しながら、最大3分の1の故障または悪意のあるノードに耐えるよう最適化されています。これは、ビザンチン容認故障トレランス（BFT）モデルと一致しており、敵対的な環境でも合意が達成できるように保証しています。GossiPBFTとECの組み合わせにより、後者が二重支払いや他の形式のネットワーク操作に対する堅牢な保護を提供し続ける一方、速度とセキュリティのバランスが実現されています。

Filecoinプロトコルとの統合

F3はECを置き換えるのではなく、ECと共に動作します。GossiPBFTのFilecoinのアーキテクチャへの統合はシームレスに行われ、両方のコンセンサスメカニズムが互いを補完するように設計されています。ECは引き続きブロックの生成とチェーンのセキュリティを担当し、一方でGossiPBFTはトランザクションを迅速に確定するために使用されます。この二層のアプローチにより、ネットワークの分散化とスケーラビリティが保持されつつ、その応答性が大幅に向上します。

既存のインフラストラクチャとの互換性

F3アップグレードは、Filecoinプロトコルの主要な実装であるLotusソフトウェアを介して実装されます。Lotusを実行するノードは、GossiPBFTをサポートするように更新され、ネットワーク全体での互換性が確保されます。これにより、既存のインフラに大きな変更を加えることなく、より迅速な最終決定を実現するためのスムーズな移行が可能になります。

ネットワークスループットへの影響

GossiPBFTの統合により、トランザクションの検証に関連する計算および時間のオーバーヘッドが削減され、ネットワークはより短い時間フレームでより多くのトランザクションを処理することができます。この改善により、Filecoinのスケーラビリティが向上し、リアルタイムデータ処理アプリケーションに適しています。

Fast Finality（F3）の実装プロセス

F3の展開は段階的な戦略に従って行われ、最小限の混乱と堅牢な検証が確保されます。

NV23ワッフルアップグレード：パッシブテスト

ソース：fil.org

NV23ワッフルアップグレードでは、GossiPBFTがネットワークにパッシブモードで導入されました。これにより、現在の運用に影響を与えることなく、開発者はそのパフォーマンスを監視することができました。実世界のシナリオからのデータに基づいて、プロトコルの改良が行われ、アクティブな展開に備えました。

NV24アップグレード：アクティブデプロイメント

2025年第1四半期に予定されているNV24のアップグレードにより、GossiPBFTがアクティブ化され、正式に最終確定時間が短縮されます。このフェーズでは、ストレージプロバイダーおよびリトリーバルマイナーによって運営されるすべての参加ノードの更新が必要です。アクティベーション後、F3が最終確定を処理し、ECは引き続きブロックの生成を管理します。

ロータスの役割

Filecoinプロトコルの主要実装であるLotusは、F3の展開において重要な役割を果たしています。Lotusの最新バージョンは、ノードが新しいプロトコルをシームレスに採用できるようにし、既存のインフラとの互換性を維持しながら、より高速な確定性を可能にします。

Fast Finality (F3)の主な利点

Fast Finality（F3）の導入は、トランザクション速度の制限を解消し、新しいユースケースへの道を開くFilecoinネットワークにおいて重要な強化をもたらします。F3により最終確定時間が時間から分に短縮されることで、エコシステムに重要な利点が提供され、全体的な機能性とユーザーエクスペリエンスが向上します。

取引確定時間の短縮

F3の最も重要な利点の一つは、取引の最終確定時間の短縮です。現在のコンセンサスメカニズムでは、取引やストレージ契約の最終確定には約7.5時間（900エポック）かかります。F3はこれをわずか数分に大幅に短縮し、ストレージ契約の迅速な確認、検索取引、およびその他の操作を可能にします。この改善により、ネットワークの効率が向上し、リアルタイムの使用に適しています。

ユーザーエクスペリエンスの向上

F3は、トランザクション処理の遅延を最小限に抑えることで、ユーザーやストレージプロバイダーの体験を大幅に改善します。ユーザーは、データの保存や取得のトランザクションが完了したことを確認するために長時間待つ必要がなくなります。この応答性は、より広い層にアピールするようになり、特に迅速なインタラクションに依存する産業にとってネットワークがよりユーザーフレンドリーになります。」

タイムセンシティブなアプリケーションのサポート

短縮された確定時間により、F3はFilecoinが低遅延と迅速なトランザクション確認を必要とするアプリケーションをサポートできるようにします。これには、金融アプリケーション、分散型ゲームプラットフォーム、およびIoTやセンサーベースのネットワークで必要なリアルタイムデータサービスなどが含まれます。より高速な確認時間により、Filecoinはほぼ瞬時の相互作用を要求する分散型アプリケーション（dApps）を構築する開発者にとって実用的な選択肢となります。

改善されたスケーラビリティ

コンセンサスプロセスを合理化することで、F3はネットワークのスケーラビリティを強化します。ファイナリティの高速化により、ネットワークはボトルネックなしで大量のトランザクションとストレージ操作を処理できます。この改善により、Filecoinは成長するユーザーベースをサポートし、採用の拡大に伴うストレージ需要の増加に対応できるようになります。

クロスチェーン相互運用の促進

高速な最終性は効率的なクロスチェーン相互作用にとって重要な要件です。ブロックチェーンブリッジや相互運用性ソリューションは、しばしばネットワークデータを同期させるために迅速な取引確認に依存しています。最終性の時間を短縮することで、F3はFilecoinを他のブロックチェーンエコシステムとより互換性のあるものにし、シームレスな統合を可能にし、その利用事例を拡大させます。

強化されたエコシステム参加

より速い取引処理は、ユーザーとストレージプロバイダーの両方の参加を促進します。より迅速な報酬や取引確認により、ストレージプロバイダーは積極的にサービスを提供するようにインセンティブが与えられます。同様に、エンドユーザーはよりスムーズで迅速な体験を享受し、Filecoinエコシステム内でのより高い関与をもたらします。

増加したネットワークスループット

F3の導入により、長い確認プロセスに関連する計算オーバーヘッドが削減されます。この最適化により、ネットワークは与えられた時間枠内でより多くの取引を処理し、全体的なスループットを増加させることができます。より効率的なネットワークにより、Filecoinは分散型ストレージとブロックチェーンソリューションの急速に変化する景観で競争力を維持することができます。

Filecoinエコシステムへの影響

ソース：filecoin.io

ストレージプロバイダー向け

ストレージプロバイダーは、取引の確認が迅速に行われることにより、効率的にクライアントをオンボードできるようになります。これによりアイドルタイムが削減され、収益性が向上し、ネットワークへのより多くの参加が促進されます。

開発者向け

分散型アプリケーションを構築する開発者は、低レイテンシの相互作用とリアルタイムのデータ処理をサポートするネットワークにアクセスできます。F3は、高性能なスマートコントラクトとdAppsを可能にするFilecoin Virtual Machine（FVM）にも対応しています。

お客様向け

エンドユーザーは、より信頼性とアクセシビリティが向上し、高速なストレージと検索操作により、個人および企業の利用事例においてより魅力的なFilecoinの体験を得ることができます。

より広範なエコシステムの成長

新しいユースケースのサポートと相互運用性の拡大により、F3はエコシステムを強化し、イノベーションと採用を推進します。これにより、Filecoinは分散型ストレージとWeb3の分野で重要な役割を果たします。

課題と考慮事項

統合の複雑さ

ECとの相互運用性とセキュリティの維持のために、GossiPBFTの導入は注意深く統合する必要があります。デュアルコンセンサスモデルは、中断を防ぐためにシームレスに機能する必要があります。

リソース要件

GossiPBFTは、ノードの計算要求を増加させる可能性があり、それにより小規模なストレージプロバイダーにとっては課題となる可能性があります。リソース要件とネットワークの包括性をバランスさせることは重要な考慮事項です。

ステークホルダー調整

F3の成功はエコシステム全体での調整されたアップデートに依存しています。断片化を避けるために、すべての参加者はインフラをアップグレードする必要があります。

期待の管理

F3は取引速度を大幅に向上させますが、すべてのネットワークの課題を解決するわけではありません。利害関係者は、その利点と制限について現実的な期待を持つ必要があります。

結論

Fast Finality（F3）は、Filecoinがより効率的でアクセスしやすい分散型ストレージネットワークになる道のりで重要なマイルストーンです。 最終性の時間を短縮することで、このアップグレードはユーザーエクスペリエンスを向上させ、アプリケーションの可能性を拡大し、エコシステムの成長を促進します。 課題は残っていますが、Filecoinチームの慎重な計画と実行により、ネットワークのセキュリティと分散化の核心原則を保持しつつ、スムーズな移行が確保されています。 F3が完全導入に向け準備を進める中、Filecoinネットワークのパフォーマンスと機能性の新時代を示しています。