ウォルラス：SUIの分散型ストレージへの新しいアプローチ

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分散型ストレージネットワークであるArweaveは、その計算レイヤーAOを立ち上げ、ARトークンの価格、エコシステムの活動、人気を成功裏に向上させました。これにより、プロジェクトが好転しました。そして、一般目的のコンピューティングブロックチェーンであるSuiは、分散型ストレージネットワークWalrusを立ち上げました。これによってどのような影響が生じるのでしょうか？

背景概要

チーム:

Solanaの開発会社はSolana Labs、Aptosの開発会社はAptos Labsであり、Suiの開発会社はMysten Labsです（ユニークな存在として注目されています）。Mysten Labsの多くの創設者や従業員は、かつてFacebookの（現在はMetaとなった）ブロックチェーンプロジェクトであるDiemで働いていましたが、解散されました。

ウォルラスは、Mysten Labsの最新製品で、『プロトコル』および『プラットフォーム』の両方に分類され、分散型ストレージネットワークとして機能します。 「ウォルラス」という名前は動物を指し、公式ウェブサイトでは「ウォルラスのように強力」「ウォルラスのように適応性がある」といったスローガンを掲げ、プロトコルとしての信頼性と柔軟性を強調しています。

SUIとの接続：

ウォルラスはSUIネットワーク上に構築され、ストレージスペースとメタデータの販売を管理するためにSUIを使用しています。ただし、ウォルラスを使用するためには、開発者がSUI上でアプリや製品を構築する必要はありません。さらに、新しいガバナンストークンであるWALは、SUIトークンではなく、ユーティリティトークンとして機能します。

競合比較

分散型ストレージプロトコルは通常、主に2種類に分かれています。最初のタイプは完全にレプリケーションされたシステムで、FilecoinやArweaveなどの代表的な例があります。このアプローチの主な利点は、ファイルが各ストレージノードで完全に利用可能であり、ノードがオフラインになってもファイルに簡単にアクセスして移動できることです。このセットアップは、ストレージノードがファイルを回復するために互いに依存しないため、無許可の環境をサポートしています。

これらのシステムの信頼性は、選択したストレージノードの安定性に大きく依存しています。クラシックな1/3の静的な敵対者モデルを前提とし、潜在的なストレージノードの無限のプールが存在すると仮定すると、“12ナイン”のセキュリティ（ファイルの損失確率が10^-12未満）を達成するには、ファイルをネットワーク全体に25以上のコピーを保存する必要があります。これにより、ストレージコストが25倍に増加します。さらに、悪意のある行為者がファイルの複数のコピーを偽造するシビル攻撃のリスクもあり、これによりシステム全体の信頼性が低下します。

2つ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)符号化を使用します。RS コーディングは、ファイルをスライスと呼ばれる小さな部分に分割し、それぞれが元のファイルの一部を表します。これらのスライスの合計サイズが元のファイルのサイズを超えている限り、元のファイルにデコードして戻すことができます。ただし、RS コーディングにはいくつかの欠点があります。符号化および復号化プロセスには、複雑なフィールド演算、多項式評価、および補間が含まれ、計算量が多くなります。これらのプロセスは、スライス数とフィールド・サイズが小さい場合にのみ管理可能であり、ファイルのサイズとストレージ・ノードの数が制限されます。数が増えると、エンコードのコストが上昇し、分散化が弱まります。もう1つの課題は、ストレージ・ノードがオフラインになって交換が必要になった場合、完全にレプリケートされたシステムとは異なり、データを単純にコピーできないことです。代わりに、他のすべてのストレージノードはスライスを交換用ノードに送信し、交換用ノードが欠落しているデータを再構築する必要があります。このプロセスでは、大量のデータがネットワーク経由で転送される可能性があり (O(|blob|))、頻繁な回復操作によって、レプリケーションの削減によって達成されるストレージの節約が損なわれる可能性があります。

ストレージの課題

どのレプリケーションプロトコルが使用されているかに関わらず、すべての現在の分散ストレージシステムはさらに2つの重要な課題に直面しています:

1. ストレージノードがデータを保持し、破棄していないことを確認するためには、継続的な検証が必要です。これは、ストレージに対して支払いを提供するオープンな分散型システムにとって重要ですが、現在のアプローチでは、各ファイルに独自の検証チャレンジが必要であるため、スケーラビリティが制限されています。
2. ストレージノード間の調整が必要です：ノードはシステムに参加している人、ストレージ料金が支払われたファイル、参加を奨励する方法、検証の課題を処理する方法、乱用を防ぐ方法を知る必要があります。そのため、これらのシステムの多くはカスタムブロックチェーンを実装してトランザクションを処理し、基本的なストレージプロトコルを超えた仮想通貨を導入しています。

コアイノベーション

Walrusは新しい解決策で分散型ストレージの課題にどのように取り組んでいますか？

要するに:
Walrusは、高度な消去符号化技術を使用して、構造化されていないデータブロックをより小さなフラグメントに効率的に符号化し、それらをストレージノードのネットワーク全体に分散させます。これらのフラグメントのうち最大3分の2が失われても、元のデータは残ったフラグメントから迅速に再構築することができます。これは、現在のクラウドサービスと同様に、レプリケーションファクターがわずか4〜5倍で実現されており、分散化と高い障害耐性の利点が追加されています。

詳細には
Walrusは、ビザンチン障害許容（BFT）のために設計された画期的な2DコーディングアルゴリズムであるRedStuffを紹介します。RedStuffは、ファウンテンコードに基づいており、高速な操作と高い信頼性を組み合わせています。
RedStuffは、単純な操作(主にXOR)を使用してデータをプライマリフラグメントとセカンダリフラグメントにエンコードします。これらのフラグメントはストレージノードに分散され、各ノードは一意の組み合わせを保持します。RedStuff は、エンコード ディメンションごとに異なるしきい値を使用します。プライマリディメンションでは、f+1リカバリしきい値が採用されており、データブロックが使用可能であることを確認するために2f+1の署名のみが必要なため、非同期書き込みが可能です。これにより、レプリケーション係数は 3 倍になります。

セカンダリディメンションでは、回復のしきい値として2f+1が使用されます。この設計では、追加のレプリケーションを1.5倍導入するだけで、初めて非同期ストレージ証明を実装しています。最終的な総レプリケーションファクターは5x未満です。さらに、失われたスライスは失われたデータの量に基づいて回復することができるため、帯域幅を節約することができます。これはすべて2Dエンコーディングのおかげです。

RedStuffの利点は次のとおりです。RSエンコーディングと比較して、簡単なXOR演算を使用することで、エンコード/デコードが高速化されます。低いストレージのオーバーヘッドにより、システムは数百のノードに拡張でき、高い弾力性と耐障害性を持ち、ビザンチン障害の場合でもデータを回復できることを保証します。

許可なしのプロトコルとして、Walrusは効率的な委員会再構成プロトコルを備えており、自然なストレージノードの損失に対処し、データの継続的な利用可能性を確保しています。 エポック間で新しい委員会が現在の委員会に置き換わる場合、再構成プロトコルは利用可能性（PoA）ポイントを超えたすべてのデータブロックが利用可能であることを保証します。 RedStuffの2Dエンコーディングにより、状態の移行が効率化され、一部のノードが利用できなくても、他のノードが失われたスライスを回復できます。

ノード1と3は、スライスデータの復旧にノード4を支援します。

ワルラスは、非同期チャレンジプロトコルを導入し、ストレージノードがデータを正しく保持しているかどうかを検証します。このプロトコルにより、効率的なストレージの証明が可能となり、ネットワークの仮定に依存せずにデータの可用性を確保し、費用は保存されたファイルの数の対数的スケールで推移します。

ウォールラスの経済モデルは、報酬とペナルティの両方を組み込んだステーキングに基づいて構築されています。革新的なストレージ証明メカニズムは、ファイルの数に対数的にスケーリングし、データストレージの証明コストを大幅に低減します。

要約すると、WalrusはRedStuffプロトコルを中心に、スケーラブルで非常に強靭でコスト効率の高い分散型ストレージソリューションを提供し、強力な認証性、整合性、監査性、可用性を手頃な価格で提供します。

これらすべては、Walrusの制御層として機能するSuiによって支えられています。スケーラブルでプログラム可能、かつ安全なインフラストラクチャを調整層として持つWalrusは、分散型ストレージの主要な課題を解決することに焦点を当てることができます。

ポテンシャルエアドロップ

ウォルラスは、ステーキング、ガバナンス、およびその他のユーティリティに使用される独自のトークンであるWALを導入する予定です。 WALエアドロップに参加する方法は？ AOトークンが配布された方法に基づいて、SUIを保持することが資格を得る方法の1つかもしれません。
ウォルラスは、まもなくテストネットを立ち上げる予定ですが、メインネットの開始日はまだ決まっていません。その間、ウォルラスを使用して独自のウェブサイトを展開する方法については、公式ドキュメントをご確認ください。

ソース:
ワルラスホワイトペーパー：
https://docs.walrus.site/walrus.pdfウォルラス：分散型ストレージとDAプロトコルであり、Sui上でL2と大規模なストレージを構築することができます。
https://foresightnews.pro/article/detail/63040Mysten Labs研究者Xスレッド:
https://x.com/LefKok/status/1836868240666153293

免責事項：

1. この記事は再掲載されました [ ForesightNews]. オリジナルタイトル‘解読ウォルラス、SUIの分散型ストレージの新たな解釈’を転送します. すべての著作権は元の著者[Alex Liu, Foresight News]に帰属します。この転載に異議がある場合は、お問い合わせください。Gate Learnチームはそれを迅速に処理します。
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