前回の記事では、ME Networkのexecution layerについて詳しく分析しました。本日は、その焦点をdata availability layerに移し、その中核機能と重要性に深く迫ります。

Data Availability Layerとは何ですか？

データ可用性とは、ブロックプロデューサーがブロック内のすべてのトランザクションデータをネットワークに公開し、バリデータがそれをダウンロードできるようにするプロセスを指します。ブロックプロデューサーが完全なデータを公開し、バリデータがそれをダウンロードできる場合、そのデータは「利用可能」とみなされます。一方、ブロックプロデューサーが一部のデータを隠蔽し、バリデータが完全なデータセットにアクセスできなくなった場合、そのデータは「利用不可」と判断されます。

modular blockchainにおいて、data availability layerは、ネットワークデータのアクセスと検証を確保する上で決定的な役割を果たします。これには通常、透明性と信頼性を維持するためのデータ保存、伝送、検証などの機能が含まれます。

有用な比喩として、data availability layer をライブサッカー中継の録画に例えることができます。人気のあるサッカーチームが試合を行っているが、誰もがリアルタイムで視聴できるわけではありません。そのため、試合は完全に録画され、後で放送されます。data availability layer はこの録画・再生システムのように機能し、いつでも誰でも試合を視聴し、その公平性を検証できるようにします。同様に、data availability layer を通じて、あらゆるノードがブロックチェーンの履歴を再生し、そのデータ全体を検証することが可能になります。

データ可用性とストレージは同じではありません

データの可用性にはデータの保存と取得が含まれますが、従来のデータストレージとは異なります。ストレージの目的は、データが長期間にわたりアクセス可能であり、意味を維持し続けることを保証することです。一方、データの可用性は、メインブロックチェーンネットワーク（または他のネットワーク）によって生成された最新のトランザクションデータを即座に公開し、すぐに利用可能にすることに焦点を当てています。

従来のストレージ手法は、data availability layer のニーズには適していません。ストレージシステムは通常、大規模なファイルを扱いますが、例えば、イーサリアムブロック間のデータ可用性に必要な Rollup データ量は通常 2MB 未満です。data availability layer ネットワークは、検証や取得のためのデータサンプリングなどの技術を通じて、これらの小容量データを効率的に処理するように設計されており、従来のストレージネットワークではそのような大規模なスケールで実現することはできません。

本質的に、データの可用性はストレージの前提条件です。トランザクションデータがネットワーク内で完全に公開され検証されて初めて、実行を支援し、状態変更を駆動して保存に値するものとなります。ストレージはデータの可用性の柱として機能します。data availability layer が膨大な量のデータを生成するため、それを独立したネットワーク上に保存することで、data availability layer ノードへの負荷を軽減し、運用オーバーヘッドを削減できるのです。

ME Network における Data Availability Layer – パフォーマンスの鍵

ブロックチェーン全体の効率を向上させるため、ME Networkは階層型設計を採用し、monolithic chainをexecution layer、settlement layer、data availability layerに分割します。data availability layerは、ME Networkが高スケーラビリティを実現するための重要なコンポーネントです。これはexecution layerのデータの受信と保存を担当し、Rollupデータのストレージモジュールとして機能することで、取引データが誰でもアクセス可能かつ検証可能であることを保証します。これにより、execution layerおよびコンセンサスのセキュリティが確保されます。

特筆すべきは、data availability layer はいかなる smart contract プロトコルも実行せず、計算処理を一切行わない点です。その主な機能は、取引データの正しい可用性を確保することであり、不正証明のためのリソースを提供したり、ネットワーク攻撃が発生した場合には元のデータを参照してユーザーが資産を回復し、損失を最小限に抑えるのを支援します。つまり、コンセンサスへの参加や全取引データの保存を行わなくても、ノードは取引を検証し、その可用性を判断できます。data availability layer は ME Network に不可欠な追加要素であり、情報に対するセキュリティの新たな層を提供します。

独自のデータ分散、伝送経路、およびストレージ能力を備えた data availability layer は、メインチェーン (ME Hub) の効率的な運用を強化し、ME Network の全体パフォーマンスを大幅に向上させます。

Rollup データが ME Network の Data Availability Layer に正確にアップロードされる仕組み

ここでデータ可用性サンプリング（DAS）技術が活躍します。DAS により、ライトノードはブロック全体をダウンロードすることなく、その可用性を検証できます。代わりに、ブロックデータの一部分のみをサンプリングするのです。これは 2 次元リード・ソロモン符号（2D RS）の使用によって実現され、符号化とサンプリングを通じてデータの可用性を保証し、ライトノードが最小限の信頼仮定でブロックを検証可能にします。

ME Network では、各ブロックのデータがより小さなサブブロックに分割され、行列として配置されます。これらのサブブロックに対して 2 次元 RS エラースケール符号化が適用され、パリティデータが生成されて行列が拡張されます。その後、この拡張された行列の各行および各列に対してメルクルルートが計算され、これらのルートは提出データとしてブロックヘッダーに含まれます。

データの可用性を検証するために、ME Network の DA ライトノードは拡張されたマトリクスからサブブロックをランダムにサンプリングします。ライトノードは一意の座標をランダムに選択し、対応するサブブロックとその Merkle 木証明をフルノードに要求します。各サンプル要求に対して有効な応答が受信されれば、ブロック全体が利用可能である可能性が高いです。

このサンプリングプロセスは、ME Network における data availability layer の機能にとって不可欠です。これがなければ、data availability layer と Rollup の間の調整は困難になります。要約すると、完全な data availability layer は、すべてのデータを保存するフルノード、ライトノードによる反復検証、そして 2D RS エラチャコーディングや Merkle 木といった主要技術に依存しています。

結論

従来のモノリシックチェーンでもモジュラーチェーンでも、data availability layer は決定的な役割を果たします。モジュラーチェーン分野のリーダーとして、ME Network は data availability layer の開発と最適化を継続的に推進し、ネットワークパフォーマンスを向上させるためのより効果的なブロックチェーンのスケーラビリティソリューションを探求していきます。

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Meta Earth について

Meta Earth (ME) は、従来の産業アプリケーションの高出力・大規模データ処理ニーズに対応するモジュール化された高性能で無限にスケーラブルな多次元融合基盤価値ネットワークであるME Networkを基盤としています。さらに、暗号化されたDID（分散型識別子）システム—ME ID & ME Passによりユーザーのプライバシーデータを効果的に保護し、すべての個人が主権と平等を十分に享有できる共同構築・共同ガバナンスメカニズム、そして一切の差別なくUBI (Unconditional Basic Income) を保証する経済モデルを備えています。Meta Earthは、より良い生活のための幸福の向上と生態系のバランス維持を通じて持続可能性の促進に全力的に取り組んでいます。

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