最新の資金調達1.4億ドル、分散化ストレージプロトコルWalrusの解説

Sui 開発チーム製、独立した PoS チェーン、新ガバナンストークン WAL、潜在的エアドロップ機会

執筆：アレックス・リウ、フォアサイトニュース

この記事は2024年9月25日に最初に公開されました

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去中心化ストレージネットワーク Arweave は計算レイヤー AO を発表し、AR 通貨の価格、生態系、熱気の回流を成功させ、まさに反撃を果たしました。一方、Sui は汎用計算チェーンとして、去中心化ストレージネットワーク Walrus を発表し、どのような波紋を引き起こすのでしょうか？

###背景

チーム

Solanaの背後の開発会社はSolana Labsと呼ばれ、Aptosの背後の開発会社はAptos Labsと呼ばれ、Suiの背後の開発会社はMysten Labs（まさに特異な存在）と呼ばれています。そして、Mysten Labsの創設者や従業員の大多数は、Facebook（現在のMeta）によって解散されたブロックチェーンプロジェクトDiemから来ています。

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Walrusは、Mysten Labsによって「プロトコル、プラットフォーム」に分類される最新の製品であり、分散型ストレージネットワークです。 もともと英語で「セイウチ」を意味するセイウチは、公式ウェブサイトに「セイウチのように繁栄する」「セイウチのように回復力がある」というスローガンを掲げており、ストレージシステムとしてのプロトコルの信頼性と可用性を伝えています。

####とSuiの接続

WalrusはSuiに基づいて構築されており、Suiを利用してストレージスペースとメタデータの販売を調整します。しかし、Walrusを使用するためにSui上でアプリケーションや製品を構築する必要はなく、全く新しいガバナンストークンWALはユーティリティトークンとして機能し、SUIではありません。

競合他社との比較

分散型ストレージプロトコルは、一般的に大きく2つのカテゴリに分類されます。 最初のカテゴリは完全に複製されたシステムであり、トラックの主な競争相手であるFilecoinとArweaveはこのタイプのシステムの典型です。 このタイプの主なメリットは、ストレージノードでファイルを完全に利用できるため、ストレージノードがオフラインになった場合でもファイルへのアクセスと移行が容易になることです。 このセットアップでは、ストレージ・ノードがファイルをリカバリするために相互に依存する必要がないため、権限のない環境になります。

この種のシステムの信頼性は、選択したストレージノードの堅牢性に依存します。古典的な三分の一静的対抗者モデルと無限の候補ストレージノードプールの仮定の下で、「十二の九」の安全性（すなわち、ファイルアクセスの喪失確率が 10^-12 未満であること）を達成するには、ネットワーク上に 25 個以上のコピーを保存する必要があります。これにより、25 倍のストレージコストが発生します。さらに、悪意のある行為者がファイルの複数のコピーを保存しているふりをすることができるウィッチ攻撃の問題も存在し、システムの完全性を損なう可能性があります。

2番目のタイプの分散型ストレージサービスは、リードソロモン(RS)エンコーディングを使用します。 RS エンコードでは、ファイルはスライスと呼ばれる小さな部分に分割され、各スライスは元のファイルの一部を表します。 スライスの合計サイズが元のファイルのサイズよりも大きい限り、元のファイルをデコードできます。 RS コーディングにも欠点があります。 符号化と復号化のプロセスは、ドメイン操作、多項式評価、および補間に依存しており、計算コストが高くなります。 これらの操作は、ドメインのサイズとスライスの数が比較的小さい場合にのみ実用的であり、エンコードされたファイルのサイズと参加するストレージノードの数が制限されます。そうしないと、非常にコストがかかり、分散化の程度が制限されます。 もう1つの問題は、ストレージ・ノードがオフラインになり、別のノードに置き換える必要がある場合、完全にレプリケートされたシステムとは異なり、あるノードから別のノードにデータを単純にレプリケートできないことです。 RS エンコード システムでは、既存のすべてのストレージ ノードがタイルを交換用ノードに送信し、交換用ノードが欠落しているタイルを回復する必要があります。 ただし、このプロセスでは、O(|blob|) のデータがネットワーク上を移動します。 復元操作を頻繁に行うと、レプリケーションの削減によって実現できるストレージの節約が減少します。

ストレージが直面する課題

どのようなコピープロトコルを使用しても、すべての既存の分散型ストレージシステムは、さらに2つの追加の課題に直面しています：

1. データを保持し、失われないようにストレージノードを維持するためには、継続的なチャレンジ（challenge）が必要です。ストレージの支払いを提供するオープンな分散システムでは、これは非常に重要ですが、現在のこの方法はシステムのスケーラビリティを制限しています。なぜなら、各ファイルごとに個別のチャレンジが必要だからです。
2. ストレージノードは調整が必要です：システム内の誰がいるか、どのファイルがストレージ料金を支払ったかを知り、参加インセンティブメカニズムを実施し、挑戦を管理し、悪用を緩和するメカニズムを管理する必要があります。これが、上記のシステムのそれぞれが取引を実行するためにカスタムブロックチェーンを実装し、ストレージプロトコルの外で暗号通貨を導入した理由です。

コアイノベーション

これらの課題に対して、Walrus はどのような革新をもたらし、分散ストレージに異なる解決策を提供できるのでしょうか？

簡単に言うと：

**イレイジャーコーディングのイノベーションを採用することで、Walrusは非構造化データブロックをストレージノードのネットワーク全体に分散された小さなシャードに迅速かつ確実にエンコードできます。 シャードの最大 3 分の 2 が失われた場合でも、部分的なシャードを使用して元のチャンクをすばやく再構築できます。 **これは、既存のクラウドサービスに匹敵するわずか4倍から5倍のレプリケーション係数を維持しながら可能であり、分散化とより広範なフォールトレジリエンスの利点があります。

具体的には：

WalrusはRedStuffを発表しました。これは全く新しい2Dエンコーディングアルゴリズムで、ビザンチンフォールトトレランス（Byzantine Fault Tolerance）向けに設計されています。RedStuffは噴水符号（fountain codes）に基づいており、高速な操作と高い信頼性の利点を組み合わせています。

RedStuff は簡単な操作（主に XOR、排他的論理和操作）を通じてデータを主スライスと副スライスにエンコードします。これらのスライスはストレージノードに分散されており、各ノードは独自の組み合わせを保持しています。異なる次元のエンコーディングに対して、RedStuff は異なる閾値を使用します。主次元は f+1 の復元閾値を採用しており、これにより非同期書き込みが可能になります。データブロックの可用性を証明するためには 2f+1 の署名が必要であり、これにより 3 倍の複製因子が形成されています。

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次元は 2f+1 の復元閾値を使用し、この設計は初めて非同期ストレージ証明を実現しました。同時に、1.5 倍の追加コピーのみを導入し、最終的な総コピー因子は 5 倍未満です。さらに重要なことに、失われたスライスは失われたデータ量に基づいて復元できるため、帯域幅を節約できます。これらはすべて 2D コーディングのおかげです。

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RedStuff の利点には、RS コーディングと比較して、簡単な XOR 操作を使用することでエンコード/デコード速度が向上すること；ストレージオーバーヘッドが低いため、システムは数百のノードに拡張可能であり、高い弾力性と耐障害性を持ち、ビザンチン故障の状況下でもデータを回復できること。

許可不要のプロトコルであるWalrusは、ストレージノードの自然な流出に対処するために効率的な委員会再構成（committee reconfiguration）プロトコルを備えており、データの持続可能な可用性を確保します。新しい委員会が二つのエポックの間に現在の委員会を置き換えるとき、再構成プロトコルはすべての可用性ポイント（PoA）を超えたデータブロックが引き続き利用可能であることを保証します。RedStuffの2Dエンコードは、状態移行をより効率的にし、一部のノードが利用できない場合でも、他のノードが失われたスライスを復元できるようにします。

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ノード 1 とノード 3 はノード 4 のスライスデータを復元するのを助けます

Walrusは、ノードがデータを正しく保存しているかを検証するための非同期チャレンジプロトコルを導入しました。このプロトコルは、高効率のストレージ証明を可能にし、ネットワーク仮定に依存せずにデータの可用性を確保します。そのコストは、保存するファイルの数に対して対数的に拡張します。

Walrusの経済モデルはステーキングに基づいており、報酬と罰則の仕組みを組み合わせています。革新的なストレージ認証メカニズムは、ストレージファイルの数に対して対数的に拡張し、証明書のストレージコストを削減します。

要するに、WalrusはRedStuffプロトコルを中心に、合理的なコストで高い真実性、完全性、監査可能性、可用性を提供できる、スケーラブルで弾力性があり、経済的に実行可能な分散ストレージソリューションを提供します。

そして、これらすべては Walrus の制御層としての Sui によるものです。スケーラブルでプログラム可能、安全なインフラストラクチャを調整層として持つことで、分散型ストレージの核心問題に集中できるようになります。

潜在エアドロップ

Walrusは独立したトークンWALを発行し、ユーティリティにはステーキング、ガバナンストークンなどがあります。WALのエアドロップをどのように取得できますか？AOの取得方法を参考にすると、SUIを保有することがその一つの方法かもしれません。

Walrusはテストネットのリリースを予定しており、メインネットのローンチ時期は未定です。現在、公式ドキュメントにアクセスしてWalrusを使用して自分のウェブサイトをデプロイする方法を確認できます。

源：

Walrus ホワイトペーパー：

Walrus：分散型ストレージとDAプロトコル、Suiを基にL2と大規模ストレージを構築できます：

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