jakiro
著者：スタンフォードブロックチェーンクラブ出典：Wソースの翻訳：Shan Ouba、Bitchain Vision Realm
導入
誕生以来、ブロックチェーンと暗号通貨は、より広いアクセス許可を提供し、仲介者を削除することにより、財務パターンの変更に取り組んできました。時間が経つにつれて、Web3の開発はアプリケーションシナリオを拡大し、作成者の繁栄とユーザー制御データを作成するインターネットのブロックチェーンテクノロジーの可能性を強調しました。
地方分権を確保しながら、エンドユーザーのエンパワーメントのインフラストラクチャの重要な部分は、データが厳しいレビューでデータベースに保存されるようにすることです。集中化されたデータベースは便利で馴染みがありますが、必要なセキュリティ保証を提供できず、グローバルアプリケーションを制限するにはデータベース所有者の許可が必要です。
分散データストレージシステムは、データを保存、管理、共有するノードネットワークを構築することにより、耐性の耐性と高いタフなストレージの需要を満たしています。中央当局のニーズを削除し、P2Pでデータを配布して、セキュリティと透明性を高めます。分散型ストレージシステムは通常、ブロックチェーンまたは同様の技術に基づいており、冗長で可用性でデータをコピーする傾向があります。
分散型ストレージシステムは、セキュリティ、データの靭性、潜在的なコストのメリットを提供するために未使用のストレージ容量に依存していますが、規制と相互運用性の点で課題に直面しています。
真にオープンでアクセス可能なネットワークには、分散ストレージが不可欠です。ストレージシステムの重要な側面は、データのストレージとメンテナンスの方法を証明する方法です。ユーザーにとって、より重要な問題は、データを保存および維持する方法をどのように証明できますか？これは、データ証明によって解決されます。
全体として、2種類の証明を際立たせました。
-
証明を決定します：データ所有者が特定のデータの証明書を作成して、その作成と一致するデータのハッシュ値を証明できるようにします。このタイプの証明は、入力生成のためにハッシュとしてデータを公開します。
-
確率証明：基本データの高さを表示する依存性確率が利用可能になる場合があります。これは、特定の仮定を示す特定の仮定の程度の証拠であり、リリースされたデータに適しており、必要に応じて取得できるデータに適しています。
-
勝利ポスト（勝利ポスト）：マイナーは、通常、アルゴリズムがマイナーを選択して次のブロックを掘るときに、特定の時間にデータコピーを保存することを確認します。短期の締め切りにより、データが保証されます。
-
ウィンドウタイムとスペース証明書（WindowPost）：繰り返しの課題、鉱夫は証明書を提出し、必要に応じてデータを維持していることを示しました。シーリングデータは、鉱夫に提出された場合にのみより高価です。
-
データ自体
-
データを封印する鉱夫
-
シーリング時間と日付
-
データシーリングのブロック高さ
-
データブロックを作成します。
-
ブロックデータをK×Kのブロックに分解して、マトリックスを形成します。
-
Puppet-Verified Dataを追加して、Reed-Solomonコーディングを備えた2k×2Kマトリックスを作成して、マトリックスを展開します。このタイプのエンコーディングにより、データのサブセットからデータセット全体が許可されます。
-
拡張マトリックスの線と列あたりの独立したメルケルゲンを計算して結合します。
-
最後に、これらすべての組み合わせたメルケレンをブロックヘッドのブロックデータコミットメントに追加して、データの可用性を確認します。
この記事の残りの部分では、3つの異なるシステムでのデータストレージと整合性の設計選択について説明します。1つ目は、高容量とスケーラブルなデータに焦点を当てたタギオンであり、その後、分散型ストレージネットワークファイルコインからのデータの大規模なストレージを確保する方法について説明します。最後に、この記事では、ストレージとブロックチェーンデータの提供に焦点を当てたCelestiaを検討します。
タジオン
建築
Tagionは、高度なトランザクションに基づいて、分散型ネットワークです。このプロジェクトは、革新的なデータベースアーキテクチャと暗号化技術に依存して、大規模なスケールを実現しています。これはブロックチェーンではなく、DARTデータベースを使用してストレージを最適化する分散型台帳です。Tagionの証明メカニズムは、確認証明の例です。
DARTデータベースのコア関数は、ハッシュキーに基づいてデータを保存するための分散ハッシュテーブルとしてです。情報ストレージの増加により、構造は自然により多くのブランチを生成し、各ブランチは最大256の組み合わせファイルとサブブランチをサポートします。
分散したハッシュテーブルに加えて、Tagionのインフラストラクチャは、まばらなマーチェルツリー（SMT）としても理解できます。SMTは、発見、挿入、更新、削除など、標準のデータベース操作をサポートするキー値ベースの認証データ構造です。各キー値は葉を表し、メルケルゲンのファブリティはメルケルゲンに送られ、再帰的に家族の枝を送ります。
SMTは、プルーサーが効率を大幅に改善できるようにすることにより、無関係なデータ要素にアクセスしたり、特定のデータフラグメントをダウンロードしたりすることなく、要素の存在を検証します。さらに、中央のツリーの独立性により、ツリーの最終構造を変更せずに任意の順序で更新を許可します。
Tagionのシステムは、すべてのサブブランチを含むルートハッシュを使用して、最小計算でデータステータスをすばやく検証します。処理能力をさらに強化するために、システムはセグメントブロックチェーンと同様に、特定のエコシステムのサブデータを作成できます。これらの指定されたノードは、データサブセットを管理し、スループットを増やし、アプリケーションチェーンと同様に、さまざまなアプリケーションに従ってネットワークをカスタマイズできるようにします。
DARTを使用して、システム変換を維持する必要のない完全な履歴レコードを作成します。これは、データを削除し、ストレージ需要を全体的に削減し、潜在的に軽量を介してシステムの分散化を増加させることができることを意味します。
TagionはHibon（Hash Unchanged Binary Deplatisative）を使用してストレージ手順をさらに促進し、入力時にデータが変化しないことを確認し、関連するハッシュに基づいてデータの検索を簡素化します。Hachsは縮退しないことは、データ処理シーケンスが異なる場合、データが常に同じハッシュを生成することを意味します。これは、データベースでのデータの取得と書き込みを加速するために使用される検証済みのテクノロジーです。
これらのメカニズムを通じて、Tagionはデータを安全に保存するだけでなく、ネットワークへの包含と完全性を効率的に検証します。
データの整合性
タグオンのすべてのサブシステムは、非常に覆われたランダムウォーキングを実行します。データが保存され、オンデマンドで提供されているかどうかを確認します。検証課題を保持できないノードは、ネットワークから除外されます。
すべてのアーカイブには、ストレージ時間を延長するために支払いが必要なタイムスタンプが含まれています。ウォーキングプロセス中、システムは支払いを受け取っていないかどうかを確認します。
ファイルコイン
FileCoinは、鉱山労働者がネイティブ通貨Filecoinを通じてストレージ容量を提供するように促す分散型ストレージネットワークです。これらの報酬を獲得するために、鉱夫はストレージ機能を確認するために証明を生成する必要があります。
ファイルコインの基本的なストレージユニットは、標準サイズとプロバイダーが拡張できるライフサイクルを備えたセクターと呼ばれます。この設計は、セキュリティと可用性の間で慎重にバランスが取れています。Filecoinに保存されているすべてのユーザーデータは暗号化されており、複数のコピーがインターネット上で配布され、鉱夫がファイルコンテンツにアクセスできないようにします。
Filecoinネットワークにおける鉱夫の影響は、そのストレージボリュームに直接比例します。これにより、ネットワークのコンセンサスメカニズムに参加することもできます。FileCoin Virtual Machineは、スマートコントラクトの実行を担当し、ストレージプロバイダーやユーザーのペアリングなどの市場運営を促進します。
Filecoinのアーキテクチャはモジュール式であり、ノードが必要に応じてオペレーティングシステムの特定の部分を操作できるようにします。たとえば、ノードは、市場運営に参加せずにストレージノードとしてのみ使用できます。
データの整合性と可用性を確保するために、Filecoinは2つのアルゴリズムに依存しています：ストレージ証明と複製証明。
ストレージ証明書
Filecoinの鉱山労働者は、いつでもデータコピーを保持していることを確認するために証明を生成します。この証明は課題によって達成できます。システムは、鉱夫に正解に正しく答えるように頼むことができます。
鉱山労働者が課題を提案したときにデータをコピーしないようにするため、および課題は、予測不可能な間隔内でデータの異なる部分をランダムにターゲットにするように設計されています。ランダム性と時間間隔の不確実性の組み合わせにより、鉱山労働者がデータを取得することは、課題を提案する際に不可能で経済的かつ不合理になります。
時間と空間証明書（投稿）
Filecoinは、継続的なストレージとデータの可用性を確保するために、時間と空間証明書を導入しました。時間と空間は、鉱夫に暗号化チャレンジを提案して、時間間隔内でストレージを検証することを証明しています。ファイルが指定された時間枠に保存されている場合にのみ、鉱夫は挑戦することができます。
投稿には2種類の課題が含まれています。
シーリングは認証アルゴリズムのコピーの一部であり、計算密度の高いタイプにより、合理的な鉱夫はシーリング需要を可能な限り削減したいと考えています。
証明書をコピーします
シーリングは、認証アルゴリズムのコピーの一部であり、密なタイプの計算、鉱夫がシーリング頻度を減らすことを奨励しています。プルーフをコピーして、ユーザー、マイナーが物理ハードウェアに唯一のコピーを作成して保存していることを確認します。この証明には次のものが含まれます。
マイナーは、ユーザーにセキュリティストレージセキュリティストレージを提供するために2つの証明を生成する必要があり、実際のストレージを提供する鉱夫のみが報酬を得ることができます。チェーン上にあるには大きすぎることが証明されているため、鉱夫はゼロの知識のシンプルさと非腸の知識デモ（ZKSNARK）を生成し、その後、チェーンに提出して、FileCoinを最大のZKSNARKユーザーにします。 1日あたり700万の証明書。
全体、Filecoinは、ハイブリッド法を使用する決定的な証明（POREP）と確率証明（POST）の方法を組み合わせています。
セレスティア
この記事の3番目の例は、モジュラーブロックチェーンの実行とデータストレージを提供し、コア関数をアウトソーシングできるようにするため、非常に覆われたデータ可用性ブロックチェーンであるCelestiaです。
Ethereumロールアップの台頭により、Celestiaのようなデータユーザビリティソリューションは、Ethereum Archiveノードよりも安価なロールアップトランザクションデータストレージの代替品を提供するため、人気があります。
証明データの使いやすさ
Filecoinとは異なり、Celestiaはエンドユーザーにストレージソリューションを提供していませんが、データの使いやすさの問題の解決に焦点を当てています。データの可用性により、ブロックチェーンデータが正しくリリースされるようになります。一般的に、ブロックチェーンノードは、可用性を確認するためにブロック全体をダウンロードする必要があります。
このプロセスを簡素化するために、Celestiaはデータ可用性サンプリング（DAS）を使用します。この方法では、所定のレベルに達するまで、ライトノードのデータのごく一部のみが含まれます。サンプル内のデータが利用可能である場合、データはリリースされると見なされ、データの可用性の確率が証明されます。
作業原則は次のとおりです。
可用性を検証するために、ライトノードは拡張マトリックス内の一意の座標をランダムに抽出し、次にこれらの座標に対応するメルケルに証明されたデータブロックをクエリします。応答が正しい場合、ブロック全体のデータが利用可能である可能性が高いことを意味します。
次に、ノードは、正しいメルケルによって受信された受信データブロックをネットワークの残りの部分にブロードキャストします。サンプリングで十分である限り、ノードはブロック全体を再構築できるため、Celestiaは限られたリソースを備えたノードにもっと依存して検証できます。これにより、分散化が役立ちます。
この記事を書くとき、セレスティアはまだ新しいものです。しかし、データの可用性サンプリングは、Celestia以外で採用される可能性のあるテクノロジーです。
結論は
要するに、分散ネットワークのデータの可用性を保存および検証するために使用されるさまざまな方法が動作し、積極的に使用されています。
Tagionは、DARTデータベースを使用してスループットを増やし、まばらなマーチェルツリーで保護された特別なサブエコシステムの開発をサポートします。
Filecoinのアーキテクチャは、2つの異なるアルゴリズム、時間と空間の証明と複製の証明を使用しているため、鉱山労働者はデータを確実に保存することを確認して証明できます。これらの証明は、その後、ゼロ知識の形でチェーンに記録されます。
Celestiaはデータ可用性レイヤーとして使用され、データブロックはReed-Solomonエンコーディングを使用してマトリックスに拡張されます。この構造により、軽いクライアントはランダムサンプリングを実行してデータの可用性を確認し、データセット全体をダウンロードする必要性をバイパスできます。
分散型ストレージシステムの継続的な進化により、Tagion、Filecoin、およびCelestiaはそれぞれ、データの整合性、可用性、アクセシビリティを確保するためのユニークな戦略を提案しました。これらのプラットフォームは、分散型ネットワークをサポートするリリースおよびストレージシステムに重要な貢献をしています。
