ブロックチェーン技術は高ストレージアプリケーションに対応していますか？

Web3（Webの第3世代）とは、ブロックチェーン技術や他の分散技術を利用して、ユーザーがデータの所有権とプライバシーをより良く制御できるようにする、分散型のWebのことを指します。Web3は、従来の中央集権型のモデルから分散型のP2Pネットワークに移行することで、デジタルサービスとの相互作用の再定義を目指しています。

Web3の基盤は、ブロックチェーン技術にあります。ブロックチェーンは、ブロックと呼ばれるレコードの連続的に成長し続ける暗号化された分散台帳を維持するものです。この分散型の性質により、直接的なP2P相互作用が可能となります。

Web3には、高容量アプリケーションを革新する可能性のあるいくつかの主要な機能と能力があります。高容量アプリケーションの例には、画像やビジュアルメディアをホストするコンテンツ配信ネットワーク（CDN）、オンラインゲームプラットフォーム、ブロックチェーンベースのウェブサイトなどがあります。

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従来の中央集権型システムとは異なり、Web3ではデータを完全に制御または所有する単一のエンティティが存在しないことが保証されます。この分散型アプローチにより、データが検閲、操作、または単一障害点のリスクに対して抵抗性を獲得し、データの整合性と可用性が向上します。

分散型開発プラットフォームであるFleekのCEO兼共同創設者であるハリソン・ハインズ氏は、Kocooに対して、「Web3を支えるよく設計されたプロトコルは、ネットワークアーキテクチャ、暗号技術、トークン経済的インセンティブシステムを通じて分散化を実現しています。」と述べています。彼はまた、以下のように付け加えています。

「このアプローチの利点は、信頼性がなく、許可されていない、改ざんができず、検閲に対して抵抗性があることです。これらは、特に企業が所有するWeb2クラウドプラットフォームやWeb3が大きな問題/課題となっていますが、Web3はこれらに対処するのに非常に適しています。」

また、分散型決済とIDプラットフォームであるCheqdのCTOであるアンカー・バネルジー氏も、Kocooに対して、「分散化に特化すると、単一のプロバイダーから遠ざける耐性を提供します。クラウドプロバイダーが失敗したために多くの停止が発生してきました。例えば、1週間前にはMicrosoft Outlookが停止し、1月にはOutlook、Teams、および365が全て停止したことがあります。これは中央集権化の危険性を示しています。2021年に起きたFacebookの大規模停止は、Facebookの広告トラッキングやログインに依存しているWebの大部分をダウンさせました。」と語っています。

Web3のもう一つの重要な側面は、相互運用性です。ブロックチェーンは互いに独立して動作しますが、異なるブロックチェーンネットワークを接続するための相互運用性プロトコルが存在します。たとえば、クロスチェーンブリッジにより、ユーザーは一つのブロックチェーンから他のブロックチェーンに資産を移動することができます。相互運用性が適切に活用される場合、ハイストレージアプリケーションを複数のブロックチェーンネットワークでアクセス可能にすることができます。

Web3には、分散型ファイルシステムであるInterPlanetary File System（IPFS）やSwarmなども組み込まれており、高ストレージアプリケーションのための安全でスケーラブルなストレージソリューションを提供しています。これらの分散型ファイルシステムは、ファイルを小さなチャンクに分割し、複数のノードに分散させ、コンテンツベースのアドレッシングを利用します。また、データの冗長性と効率的な検索を確保することで、ストレージシステムの信頼性とパフォーマンスを向上させます。

たとえば、Fleekは、IPFSプロトコルを使ってファイルをホストすることで、ユーザーがウェブサイトを構築できるようにしています。ネットワーク上にウェブサイトが展開されると、ユーザーはIPFSハッシュを取得し、ウェブサイトがFilecoinにアーカイブされます。ユーザーは、ソフトウェア開発キットやグラフィカルユーザーインターフェースを使ってストレージインフラストラクチャとやり取りすることができます。

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さらに、Web3ではスマートコントラクトの使用が可能になります。スマートコントラクトとは、ブロックチェーンに事前に定義されたルールと条件がコード化された自己実行型契約のことです。スマートコントラクトは、ルールの強制、トランザクションの処理、およびデータストレージと検索のアクセスコントロールの管理を容易にし、信用なしで自動化された相互作用を実現します。

Web3では、デジタルアセットやトークンが所有権やアクセス権を表すトークン化が導入されます。高ストレージアプリケーションでは、トークン化は参加者がストレージリソースを貢献するインセンティブを与えることができます。ユーザーは、未使用のストレージスペースを共有することでトークンを獲得し、費用対効果の高いスケーラブルな分散型ネットワークを作成できます。トークン化は、ストレージエコシステムに経済的なレイヤーを追加し、積極的な参加とリソース共有を促進します。

Web3の高ストレージアプリケーションへの可能性は、その分散型性、相互運用性、分散型ファイルシステム、スマートコントラクト、トークン化メカニズムにあります。これらの機能が大量のデータを保存し、取得するための安全でスケーラブルなインフラストラクチャを提供します。

ブロックチェーン技術が準備する必要があること

現在のブロックチェーン技術には、大量のデータを取り扱う際にスケーラビリティの課題があります。従来のビットコインやイーサリアムなどのブロックチェーンアーキテクチャには、スループットとストレージ容量に限界があります。

高ストレージアプリケーションをサポートするためには、ブロックチェーンネットワークはスケーラビリティを向上させる必要があります。これは、シャーディング、レイヤー2プロトコル、またはサイドチェーンなどのソリューションを実装することによって達成できます。これらの技術により、トランザクションとデータの並列処理が可能になり、ブロックチェーンネットワークの容量とパフォーマンスが劇的に向上します。

高ストレージアプリケーションでは、ストレージリソースを効率的に活用する必要があります。そのため、ブロックチェーンネットワークは、データストレージを最適化して冗長性を減らし、ストレージの効率を改善する必要があります。データ圧縮、データ重複排除、データ分割などの技術を活用して、ストレージ要件を最小限に抑えながら、データの整合性と可用性を維持することができます。

Banerjee氏は、「ブロックチェーンは大容量ファイルを直接保存するために使用されていません。なぜなら、これは保存と配布の最適な方法ではないからです。大量のデータを保存する必要がある多くのユースケースでは、暗号化ハッシュまたは証明をチェーン上に保存し、ファイルを分散型ストレージ（IPFS、Swarm、Ceramicなど）または中央集権型ストレージに保存しています。」と述べています。彼はさらに、「この方法により、『重い』ファイルをブロックに分割して保存する必要がなく、大容量ファイルを高速に配布するために最適化された形式で使用できるため、ハッシュに対してチェックすることで改ざんされていないことを確認することができます。このようなプロトコルの良い例として、IPFSとBitcoinを組み合わせて使用するSidetreeプロトコルがあります。」と付け加えています。

高ストレージアプリケーションにとって、データの可用性は非常に重要です。ブロックチェーンネットワークは、ストレージノードが常にオンラインであり、データの取得サービスを提供できるようにする必要があります。ハイアベイラビリティを維持するために、インセンティブやペナルティを組み込むことができます。さらに、IPFSやSwarmなどの分散型ファイルシステムを統合することで、データを複数のノードに複製してデータの可用性を向上させることができます。

FleekのHines氏は、Kocooに対して、「スケーラビリティは、すべてのWeb3ストレージプロトコルが取り組む必要がある問題であり、Fleekネットワークで具体的に取り組んでいる問題でもあります。特にIPFSとSwarmに関しては、IPFSは独自のカテゴリに置くことができます。一方、SwarmはFilecoin、Arweaveなどとより似ており、これらのプロトコルはファイル/データの保存を保証します。」と述べています。彼はさらに、「IPFSはファイル/データの保存を保証しません。IPFSを考える上でより良い方法は、HTTPに非常に似ていると考えることです。つまり、その主な使用目的はコンテンツアドレッシングとルーティングです。」と述べています。Hines氏は、IPFSが将来的にHTTPSプロトコルに取って代わる可能性があると考えています。「将来的には、IPFSがすべてのストレージプロトコルの上に使用され、成長するグローバルユーザーベースのインターネットにおいて、内容に基づくアドレッシングがIPアドレスに代わるようになると考えています。」と彼は述べています。「Filecoin、Arweave、Swarmなどの他のストレージプロトコルについては、ネットワークアーキテクチャ、暗号化、トークンエコノミックインセンティブシステムを通じてセキュリティを保証します。」

高ストレージアプリケーションはしばしば機密性の高いデータを扱うため、データプライバシーとセキュリティが極めて重要です。ブロックチェーンネットワークは、堅牢な暗号化技術とアクセス制御メカニズムを組み込む必要があります。ゼロ知識証明や安全な多数当事者計算などのプライバシーに焦点を当てた技術を統合することで、安全でプライベートなデータの保存と取得が可能になります。

ブロックチェーンネットワークは、分散型ストレージネットワークやトークンベースの経済を実装することで、コスト効率の高いストレージソリューションを提供できます。さらに、未使用のストレージリソースを貢献するよう個人や組織をインセンティブ化することで、分散化されたコスト効率の高いストレージインフラストラクチャを作成することができます。

データの統合が必要な高ストレージアプリケーションにとって、相互運用性は極めて重要です。そのため、ブロックチェーンネットワークは、ブロックチェーンと外部システムの間の相互運用性を促進する必要があります。クロスチェーン通信プロトコルや分散オラクルなどの規格やプロトコルを採用することで、異なるソースのデータをブロックチェーンネットワークにシームレスに統合することができます。

大量のデータを扱うブロックチェーンネットワークには、効果的なガバナンスとコンセンサスメカニズムが不可欠です。透明で分散化されたガバナンスモデル、オンチェーンまたは分散型自治組織（DAO）などを実装することで、ストレージに関するポリシーやアップグレードについての集合的な決定を行うことができます。証明書明（PoS）や委任証明書明（DPoS）などの効率的なコンセンサスアルゴリズムを採用することで、データストレージトランザクションに対する高速でエネルギー効率の高いコンセンサスを実現することができます。高ストレージアプリケーションにおいて、ユーザーエクスペリエンスの向上も重要です。ブロックチェーンに関連する複雑さや技術性は、ユーザーフレンドリーなインターフェースと既存のアプリケーションとのシームレスな統合によって抽象化される必要があります。さらに、高ストレージブロックチェーンアプリケーションの開発とデプロイメントを簡素化するツール、ライブラリ、およびフレームワークが容易に利用できるようになるべきです。

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高ストレージアプリケーションは、データ保護規則や業界固有のコンプライアンス基準など、特定の規制要件に準拠する必要がある場合があります。そのため、ブロックチェーンネットワークは、そのような規制に準拠する機能やメカニズムを提供する必要があります。

これには、組み込みプライバシー制御、監査可能性の機能、またはブロックチェーンベースのストレージを利用しながら規制コンプライアンスを確保するためのアイデンティティ管理システムとの統合が含まれる場合があります。

要約すると、高ストレージアプリケーションに対応するには、ブロックチェーンはセキュリティとコスト効率を含むいくつかの重要な機能に対応する必要があります。これらの課題を克服し、必要な改善を取り入れることにより、ブロックチェーン技術は高ストレージアプリケーションのための堅牢でスケーラブルなインフラストラクチャを提供できます。

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