PeerDAS

イーサリアム・プロトコルは、EIP-4844によるブロブ・トランザクションの導入以来、最も重要なスケーリングのアップグレードを行っています。フサカ・アップグレードの一部として、PeerDASはブロブ・データを処理する新しい方法を導入し、L2の**データ可用性（DA）**容量を約1桁増加させます。

ブロブ・スケーリングのロードマップの詳細 (opens in a new tab)

スケーラビリティ

イーサリアムのビジョンは、世界中の誰もが利用できる、中立で安全かつ分散型のプラットフォームになることです。ネットワークの利用が拡大するにつれて、ネットワークの規模、セキュリティ、分散化のトリレンマのバランスを取る必要があります。イーサリアムが現在の設計のままネットワークで処理するデータを単に増やすと、イーサリアムが分散化のために依存しているノードをパンクさせるリスクがあります。スケーラビリティには、トレードオフを最小限に抑える厳密なメカニズム設計が必要です。

この目標を達成するための戦略の1つは、すべてのトランザクションをのメインネットで処理するのではなく、レイヤー2 (L2) スケーリング・ソリューションの多様なエコシステムを許容することです。またはロールアップは、独自の独立したチェーンでトランザクションを処理し、検証とセキュリティにイーサリアムを使用します。セキュリティ上重要なコミットメントのみを公開し、ペイロードを圧縮することで、L2はイーサリアムのDA容量をより効率的に使用できます。その結果、L1はセキュリティの保証を損なうことなく伝送するデータを減らし、L2はより低いガス代でより多くのユーザーを受け入れることができます。当初、L2は通常のトランザクションでcalldataとしてデータを公開していましたが、これはガスを巡ってL1トランザクションと競合し、大量のデータ可用性には非現実的でした。

プロト・ダンクシャーディング

L2のスケーリングに向けた最初の大きなステップは、プロト・ダンクシャーディング (EIP-4844) を導入したデンクン・アップグレードでした。このアップグレードにより、ロールアップ用のブロブと呼ばれる新しい特殊なデータ型が作成されました。ブロブ（Binary large object）は、EVMの実行を必要とせず、ノードが限られた期間だけ保存する、一時的な任意のデータです。このより効率的な処理により、L2はより多くのデータをイーサリアムに公開し、さらにスケーリングできるようになりました。

スケーリングにおいてすでに強力な利点があるにもかかわらず、ブロブの使用は最終目標の一部にすぎません。現在のプロトコルでは、ネットワーク内のすべてのノードが依然としてすべてのブロブをダウンロードする必要があります。個々のノードに要求される帯域幅がボトルネックとなり、ダウンロードする必要のあるデータ量はブロブの数が増えるにつれて直接的に増加します。

イーサリアムは分散化に妥協せず、帯域幅は最も繊細な調整要素の1つです。強力なコンピューティングがそれを購入できる人なら誰でも広く利用できるようになったとしても、帯域幅の要件が慎重に調整されていなければ、先進国の高度に都市化された地域（ドイツ (opens in a new tab)、ベルギー (opens in a new tab)、オーストラリア (opens in a new tab)、米国 (opens in a new tab)など）でさえもアップロード帯域幅の制限 (opens in a new tab)により、ノードの実行がデータセンターからのみに制限される可能性があります。

ブロブが増加するにつれて、ノード・オペレーターにはますます高い帯域幅とディスク容量が要求されます。ブロブのサイズと量は、これらの制約によって制限されます。各ブロブは最大128kbのデータを伝送でき、1ブロックあたり平均6個のブロブがあります。これは、ブロブをさらに効率的な方法で使用する将来の設計に向けた最初のステップにすぎませんでした。

データ可用性サンプリング

データ可用性とは、チェーンを独立して検証するために必要なすべてのデータに、すべてのネットワーク参加者がアクセスできるという保証です。これにより、データが完全に公開され、チェーンの新しい状態や受信したトランザクションをトラストレスに検証するために使用できることが保証されます。

イーサリアムのブロブは、L2のセキュリティを確保する強力なデータ可用性の保証を提供します。これを行うには、イーサリアムのノードがブロブを完全にダウンロードして保存する必要があります。しかし、ネットワーク内でブロブをより効率的に分散させ、この制限を回避できるとしたらどうでしょうか？

データを保存し、その可用性を確保するための別のアプローチが、**データ可用性サンプリング（DAS）**です。イーサリアムを実行するすべてのコンピューターがすべてのブロブを完全に保存する代わりに、DASは分散型の分業を導入します。ノードのネットワーク全体に、より小さく管理しやすいタスクを分散させることで、データ処理の負担を軽減します。ブロブは断片に分割され、各ノードはすべてのノードに均一かつランダムに分散させるメカニズムを使用して、いくつかの断片のみをダウンロードします。

これにより、データの可用性と整合性を証明するという新たな問題が生じます。個々のノードが小さな断片しか保持していない場合、ネットワークはデータが利用可能であり、すべて正しいことをどのように保証できるのでしょうか？悪意のあるノードが偽のデータを提供し、強力なデータ可用性の保証を簡単に破る可能性があります！ここで暗号技術が役立ちます。

データの整合性を確保するために、EIP-4844はすでにKZGコミットメントとともに実装されていました。これらは、新しいブロブがネットワークに追加されるときに作成される暗号証明です。各ブロックには小さな証明が含まれており、ノードは受信したブロブがブロックのKZGコミットメントに対応していることを検証できます。

DASは、この上に構築され、データが正しく、かつ利用可能であることを保証するメカニズムです。サンプリングとは、ノードがデータの小さな部分のみをクエリし、コミットメントと照らし合わせて検証するプロセスです。KZGは多項式コミットメント・スキームであり、多項式曲線上の任意の1点を検証できることを意味します。多項式上のいくつかの点のみをチェックすることで、サンプリングを行うクライアントは、データが利用可能であるという強力な確率的保証を得ることができます。

PeerDAS (EIP-7594) (opens in a new tab)は、イーサリアムにDASメカニズムを実装する具体的な提案であり、おそらくマージ以来最大のアップグレードとなります。PeerDASは、ブロブ・データを拡張し、それを列（カラム）に分割して、そのサブセットをノードに分散するように設計されています。

イーサリアムはこれを達成するために巧妙な数学を借用しています。つまり、ブロブ・データにリード・ソロモン方式のイレイジャー・コーディングを適用します。ブロブ・データは、係数がデータをエンコードする多項式として表され、その多項式を追加の点で評価して拡張ブロブを作成し、評価の数を2倍にします。この追加された冗長性により、消失回復が可能になります。一部の評価が欠落していても、拡張された断片を含む全データの少なくとも半分が利用可能であれば、元のブロブを再構築できます。

実際には、この多項式には何千もの係数があります。KZGコミットメントは数バイトの値であり、ハッシュのようなもので、すべてのノードに知られています。十分なデータ・ポイントを保持しているすべてのノードは、ブロブ・データの完全なセットを効率的に再構築 (opens in a new tab)できます。

豆知識：同じコーディング技術がDVDでも使用されていました。DVDに傷がついても、多項式の欠落した部分を追加するリード・ソロモン・コーディングのおかげで、プレーヤーはそれを読み取ることができました。

歴史的に、ブロックチェーンのデータは、ブロックであれブロブであれ、すべてのノードにブロードキャストされていました。PeerDASの分割およびサンプリングのアプローチにより、すべてを全員にブロードキャストする必要はなくなりました。フサカ以降、コンセンサス・レイヤーのネットワーキングはゴシップ・トピック/サブネットに編成されます。ブロブの列は特定のサブネットに割り当てられ、各ノードは事前に決定されたサブセットをサブスクライブし、それらの断片のみを保管します。

PeerDASでは、拡張されたブロブ・データは列と呼ばれる128の断片に分割されます。データは、ノードがサブスクライブする特定のサブネット上の専用のゴシップ・プロトコルを介してこれらのノードに分散されます。ネットワーク上の各通常のノードは、ランダムに選択された少なくとも8つの列サブネットに参加します。128のサブネットのうち8つからのみデータを受信するということは、このデフォルトのノードが全データの1/16しか受信しないことを意味しますが、データが拡張されているため、これは元のデータの1/8に相当します。

これにより、現在の「全員がすべてをダウンロードする」スキームの8倍という新しい理論上のスケーリング限界が可能になります。ノードがブロブの列を提供する異なるランダムなサブネットをサブスクライブすることで、それらが均一に分散され、したがってすべてのデータ断片がネットワークのどこかに存在する確率が非常に高くなります。バリデータを実行しているノードは、実行するバリデータごとに、より多くのサブネットをサブスクライブする必要があります。

各ノードにはランダムに生成された一意のIDがあり、通常は接続のための公開IDとして機能します。PeerDASでは、この番号を使用して、サブスクライブする必要があるランダムなサブネットのセットを決定し、すべてのブロブ・データが均一かつランダムに分散されるようにします。

ノードが元のデータの再構築に成功すると、復元された列をネットワークに再分配し、データのギャップを積極的に修復してシステム全体の回復力を高めます。合計残高が4096 ETH以上のバリデータに接続されているノードはスーパーノードである必要があり、したがってすべてのデータ列サブネットをサブスクライブし、すべての列を保管する必要があります。これらのスーパーノードは、データのギャップを継続的に修復します。プロトコルの確率論的な自己修復の性質により、データの一部のみを保持するホーム・オペレーターを制限することなく、強力な可用性の保証が可能になります。

上記で説明したサンプリング・メカニズムのおかげで、ブロブ・データの小さなサブセットのみを保持しているノードでも、データ可用性を確認できます。この可用性は強制されます。バリデータは新しいフォーク選択ルールに従う必要があり、データの可用性を検証した後にのみブロックを受け入れ、投票します。

ユーザー（特にL2ユーザー）への直接的な影響は、手数料の低下です。ロールアップ・データ用のスペースが8倍になることで、チェーン上でのユーザーの操作は時間の経過とともにより安価になります。しかし、フサカ後の手数料の低下には時間がかかり、BPOに依存します。

Blob-Parameter-Only (BPO)

ネットワークは理論上8倍のブロブを処理できるようになりますが、ブロブの増加は適切にテストされ、段階的に安全に実行される必要がある変更です。テストネットは、メインネットに機能をデプロイするための十分な確信を提供しますが、大幅に多い数のブロブを有効にする前に、P2Pネットワークの安定性を確保する必要があります。

ネットワークをパンクさせることなく、ブロックあたりのブロブの目標数を徐々に増やすために、フサカは**Blob-Parameter-Only (BPO) (opens in a new tab)**フォークを導入します。広範なエコシステムの調整、合意、およびソフトウェアの更新を必要とする通常のフォークとは異なり、BPO (EIP-7892) (opens in a new tab)は、介入なしに時間の経過とともにブロブの最大数を増やす、事前にプログラムされたアップグレードです。

これは、フサカがアクティブ化され、PeerDASが稼働した直後は、ブロブの数は変わらないことを意味します。開発者がメカニズムが期待通りに機能し、ネットワークを実行しているノードに悪影響を及ぼしていないことを監視する間、ブロブの数は最大48に達するまで数週間ごとに倍増し始めます。

今後の方向性

PeerDASは、FullDAS、つまりダンクシャーディングというより大きなスケーリングのビジョンに向けた (opens in a new tab)一歩にすぎません。PeerDASは各ブロブに個別に1Dイレイジャー・コーディングを使用しますが、完全なダンクシャーディングでは、ブロブ・データのマトリックス全体にわたってより完全な2Dイレイジャー・コーディング・スキームを使用します。データを2次元に拡張することで、さらに強力な冗長性プロパティと、より効率的な再構築および検証が実現します。FullDASを実現するには、追加の調査とともに、大幅なネットワークとプロトコルの最適化が必要になります。

参考文献

ページの最終更新: 2026年6月6日