この記事は2024年9月25日に最初に公開されました

分散型ストレージネットワークArweaveはコンピューティングレイヤーAOを立ち上げ、ARコインの価格、生態、人気の逆流を成功裏に引き起こし、逆転戦とも言える戦いとなった。総合コンピューティングチェーンとして、Sui は分散型ストレージネットワーク Walrus を立ち上げることでどのような波を起こすのでしょうか?

背景

チーム

Solana の開発会社は Solana Labs、Aptos の開発会社は Aptos Labs、Sui の開発会社は Mysten Labs (とてもユニークですね) と呼ばれています。 Mysten Labsの創設者と従業員のほとんどは、Facebook（現Meta）によって解散されたブロックチェーンプロジェクトであるDiem出身です。

Walrus は、Mysten Labs によって「プロトコル、プラットフォーム」として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。 Walrus は英語で「セイウチ」を意味します。公式 Web サイトには、「セイウチのように繁栄する」、「セイウチのように適応できる」などのスローガンがあり、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。

Suiとの連絡

Walrus は Sui 上に構築されており、Sui を使用してストレージ スペースとメタデータの販売を調整します。ただし、Walrus を使用するには、Sui 上でアプリケーションや製品を構築する必要はなく、新しいガバナンス トークン WAL が SUI の代わりにユーティリティ トークンとして機能します。

競合製品の比較

分散型ストレージ プロトコルは、一般的に 2 つの主要なカテゴリに分けられます。最初のカテゴリは完全に複製されたシステムであり、この分野の主な競合他社である Filecoin と Arweave がこのタイプのシステムの典型的な代表例です。このタイプの主な利点は、ストレージ ノード上でのファイルの完全な可用性であり、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ります。この設定により、ストレージ ノードがファイルの回復に相互に依存する必要がないため、許可のない環境が可能になります。

このようなシステムの信頼性は、選択されたストレージ ノードの堅牢性に依存します。従来の 3 分の 1 の静的な敵対者モデルと候補ストレージ ノードの無限プールの仮定では、「12 ナイン」のセキュリティ (つまり、ファイル アクセスが失われる確率が 10^-12 未満) を実現するには、ネットワーク上に 25 を超えるレプリカを保存する必要があります。これにより、ストレージのオーバーヘッドが 25 倍になります。また、悪意のある人物がファイルの複数のコピーを保存しているふりをしてシステムの整合性を弱める、潜在的なシビル攻撃の問題もあります。

2 番目のタイプの分散ストレージ サービスでは、リード ソロモン (RS) エンコーディングが使用されます。 RS エンコーディングは、ファイルをスライスと呼ばれる小さな部分に分割し、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。エンコードおよびデコード処理は、フィールド演算、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。そうでない場合、エンコードのコストが非常に高くなり、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、完全に複製されたシステムとは異なり、データを 1 つのノードから別のノードに単純にコピーすることができないことです。 RS コード システムでは、既存のすべてのストレージ ノードがスライスを交換ノードに送信し、交換ノードが失われたスライスを回復する必要があります。しかし、このプロセスにより、O(|blob|) のデータがネットワーク経由で送信されることになります。復元操作を頻繁に行うと、レプリケーションを削減することで得られるストレージの節約が減ります。

ストレージの課題

使用されるレプリケーション プロトコルに関係なく、既存のすべての分散ストレージ システムは、次の 2 つの追加の課題に直面します。

コアイノベーション

これらの課題に直面して、Walrus は分散型ストレージに異なるソリューションをもたらすことができるどのようなイノベーションを持っているのでしょうか?

簡単に言えば:

革新的な消失訂正符号化技術を使用することで、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、保存される小さなシャードに迅速かつ堅牢にエンコードできます。最大 3 分の 2 のシャードが失われた場合でも、一部のシャードを使用して元のデータ ブロックを迅速に再構築できます。これは、既存のクラウド サービスと同等のレプリケーション係数を 4 ～ 5 倍に抑えながら、分散化と障害耐性の向上という利点を備えながら実現できます。

具体的には：

Walrus は、ビザンチン フォールト トレランス用に設計された新しい 2D エンコーディング アルゴリズムである RedStuff を導入しました。 RedStuff はファウンテン コードに基づいており、高速操作と高い信頼性の利点を兼ね備えています。

RedStuff は、単純な演算 (主に XOR、排他的論理和演算) を通じてデータをプライマリ スライスとセカンダリ 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 ノード間で分散され、各ノードは一意の組み合わせを保持します。異なる次元のエンコードの場合、RedStuff は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、リカバリしきい値 f+1 が使用されます。これにより、データ ブロックが使用可能であることを証明するために必要な署名が 2f+1 個だけになり、レプリケーション係数がすでに 3 になるため、非同期書き込みが可能になります。

二次次元では、回復しきい値として 2f+1 を使用します。この設計により、初めて非同期ストレージの証明が実現され、追加レプリケーションは 1.5 倍のみ導入され、最終的な総レプリケーション係数は 5 倍未満になります。さらに重要なのは、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できるため、2D エンコーディングのおかげで帯域幅を節約できることです。

RedStuff の利点としては、RS エンコーディングと比較して、単純な XOR 演算を使用することでエンコーディング/デコーディングが高速化されること、ストレージ オーバーヘッドが低いためシステムを数百のノードに拡張できること、高い復元力とフォールト トレランスを備えているため、ビザンチン障害が発生した場合でもデータを回復できることなどが挙げられます。

許可のないプロトコルである Walrus には、ストレージ ノードの自然損失に対処し、データの継続的な可用性を確保するための効率的な委員会再構成プロトコルが装備されています。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と、再構成プロトコルによって、可用性ポイント (PoA) を超えたすべてのブロックが引き続き利用可能であることが保証されます。 RedStuff の 2D エンコーディングにより、状態の移行がより効率的になり、一部のノードが使用できなくなった場合でも、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とノード3はノード4がスライスデータを回復するのを手助けする

Walrus は、ノードがデータを正しく保存していることを確認するために、非同期チャレンジ プロトコルを導入します。このプロトコルにより、ネットワークの仮定に依存せずにデータの可用性を保証する効率的なストレージ証明が可能になり、そのコストは保存されるファイルの数に応じて対数的に増加します。

Walrus の経済モデルは、ステーキングと報酬およびペナルティのメカニズムを組み合わせたものです。革新的なストレージ認証メカニズムは、保存されたファイルの数に応じて対数的に拡張され、ファイル ストレージの証明コストを削減します。

要約すると、RedStuff プロトコルを中核とする Walrus は、高い信頼性、整合性、監査可能性、可用性を合理的なコストで実現する、スケーラブルで回復力があり、経済的に実行可能な分散型ストレージ ソリューションを提供します。

これらすべては、Walrus の制御レイヤーとしての Sui のおかげです。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レイヤーとして持つことで、分散ストレージの核心的な問題に集中できるようになります。

潜在的なエアドロップ

Walrus は独立したトークン WAL を立ち上げ、そのユーティリティにはステーキング、ガバナンスなどが含まれます。 WAL エアドロップを入手するにはどうすればよいですか? AOを取得する方法としては、SUIを保持することが一つの方法かもしれません。

Walrus は近々テストネットを立ち上げる予定であり、メインネットの立ち上げ時期はまだ決まっていません。公式ドキュメントにアクセスして、Walrus を使用して独自の Web サイトを展開する方法を学習できるようになりました。

出典:

Walrus ホワイトペーパー:

出典:

Walrus ホワイトペーパー:

参考文献

Walrus: 分散ストレージと DA プロトコル、L2 および大規模ストレージは Sui に基づいて構築できます: https://foresightnews.pro/article/detail/63040

Mysten Labs 研究者 X スレッド:

https://x.com/LefKok/status/1836868240666153293