DAエコシステムと競争環境についての詳細な考察

Source: IOSG Ventures

背景

2年前、モジュール型ブロックチェーンの物語が台頭し始めた頃、私たちはデータ利用可能性トラックに対する見解と予測を発表する記事を書きました。私たちが予想した通り、モジュール型ブロックチェーンの物語は隆盛を極め、インフラ革新を推進し、ネットワークの相互運用性を高め、エコシステム内のコラボレーションと統合を促進し、さまざまなRollup-as-a-Service（RaaS）ソリューション（Altlayer、Caldera、 Conduit、Gelato）が登場し始めました。下の画像はRollup開発ツールであるConduitのインターフェイスを示しており、RollupのデプロイとDAソリューションの選択が信じられないほど簡単で便利になったことを示しています。

ソース：Conduit

過去2年間で、Celestia、EigenDA、Avail、NearDAなどの代替DAソリューション（Alt-DA）は大きな進歩を遂げ、それぞれが独自の技術的優位性と市場シェアを示しました。一方、イーサネットEIP-4844の登場により、calldataの代替としてblobを導入することで、イーサネットのネイティブDAレイヤでRollupを使用するコストが大幅に削減された。今日、開発者とプロジェクト関係者は、データ可用性レイヤーを選択する際に、より多くのトレードオフに直面しています。 この論文では、既存のDAソリューションを追跡および分析し、それらのパフォーマンスコスト、技術的特徴、および市場パフォーマンスを掘り下げ、DAトラックの将来の発展についての見解と考えを示します。

1.既存のDAソリューションの採用

イーサネットのネイティブDAオンチェーンソリューションを使用するロールアップは、主に、Arbitrum、Optimism、Base、およびStarknetを含む、calldataストレージから適応Blobに更新された主流のレイヤー2ソリューションに焦点を当てています、Rollupは、イーサネットをDAレイヤーとして使用することで、イーサネットのセキュリティ、分散化の度合い、プロトコルのアップグレードの継続性、経済的インセンティブから利益を得ており、イーサネットノードの全範囲によってデータが検証され、保存される。統合L2はEtherのエコシステムにおいて重要な位置を占め、ネイティブDAがもたらす前述のオーソドックスなものをコアの違いとして使用する必要がある。(Vitalikがロールアップの核心と見ているのは、それが無条件にセキュリティを保証するものであるということである。この同等のセキュリティは、データの可用性が外部のシステムに依存している場合には利用できません）

しかしながら、EtherNetのメインに付随してデータを投稿することは、特にEIP - 4844の前に、高いコストにつながります（calldataは1バイトあたり16ガスのコストがかかり、2023年12月だけで、L2はDAコストに15,000ETH以上を費やしました）。.その結果、Celestia、EigenDA、まだ稼働していないAvailなど、複数のAlt-DAオフチェーンソリューションが登場し、DAS、Corrective Deletion Code、KZG約束など、さまざまな技術的手段によってデータの保存と送信のコストを削減しています。

その中でも、DAに特化したモジュール型ブロックチェーンであるCelestiaは、2023年10月にメインネットで稼動した後、DAトラックの主要プロジェクトとなっており、その主なターゲット顧客には、モジュール型アーキテクチャを必要とするプロジェクト、すなわちクロスチェーンブリッジ、決済レイヤーソリューション、defiプロジェクト、ゲーム、シーケンサー、イーサリアムエコシステムに限定されないレイヤー2ソリューションなどが含まれます。既存の顧客には、OmnichainのDEXプロトコルOrderly、EVMネイティブのZKアプリケーション用にカスタマイズされたモジュール式L2 Manta Pacific、BaseベースのL3 Hokum、デリバティブ取引に焦点を当てたDEX LyraとAevoなどがあります。モジュール設計のDAレイヤーのパイオニアであるCelestiaは、その強みにより、多くの新興レイヤー2プロジェクトにとって最初の選択肢となっています。

EigenLabsによって開発されたEigenDAは、EigenLayerのリステークメカニズムを活用して、効率的でセキュアでスケーラブルなDAサービスソリューションを提供し、メインのEtherNetのセキュリティと検証者の大規模なネットワークをある程度受け継いでいます。Eigenlayer上の最初のアクティブ・バリデーション・サービス（AVS）として、EigenDAは4月にEigenlayerメインネットと同時に立ち上げられ、その既存の顧客ベースは、Ethernet L2 Swell、Celo、Mantle Network、そして分散コンピューティングスタックVersatusやPolymerといったEigenlayer上に構築された他の多くのAVSを含む、同様に多様なものです。スタックVersatus、Polymer、DEXプロトコルDODO、そしてソーシャルL2としてサイバーコネクト。

Source: EigenDA

2. ネイティブDA（EIP-4844）と既存のAlt-DAとのトレードオフ 2.DAのトレードオフ

2.1 イーサネット ネイティブ DA

Ethernet ネイティブ DA ソリューションの進化を簡単におさらいすると、Cancun アップグレード以前は、Rollup は主にデータ ストレージと送信の手段として calldata を使用していました。永続的なストレージと高いネットワーク輻輳のため、高コストが拡張と採用の大きな障壁となりました。EIP-4844はネットワークのアップグレードのメインとして、新しいデータ構造であるBlobを導入していますが、Blobは大容量のデータを保持することができますが、それに応じてノードのストレージ負担が増加します。時間が経つにつれて、ストレージ要件は増加し続け、最終的には運用ノードのハードウェア要件が高くなり、分散化に支障をきたす可能性がある。そのため、Blobは削除されるまで約18日間（4096エポック）だけ保存すればよい。

Blobsは一時的なストレージのみを必要とし、別のコスト市場を使用するため、EIP-4844の実装後、主要なL2によるBlobsの採用の前後60日間（Scroll&Starknetについては前後30日間）の1日あたりの平均DAコストをとると、コスト削減は約99%になります。アップロードされるデータの種類が異なる（トランザクションデータまたは状態の違い）ため、OPロールアップを使用するLayer2は、Zkロールアップと比較して、コスト削減の恩恵をより大きく受けています。

ソース: Dune& Growthepie

EIP-4844 Blobの容量とストレージ特性および価格設定メカニズム

Blobの容量とストレージ特性:

• 1ブロックあたり最大6つのブロブ

• 各ブロブは最大128KBのデータを保存できます（128KBのスペースが完全に使用されていなくても、送信者はブロブ全体の料金を支払います）

EIP-1559と同様に動作する新しいブロブガスマーケットプレイスは、需要と供給の変化に基づいてブロブ基本料金を調整します。ブロック内のブロブの数がターゲット（現在は3）を超えた場合、ブロブの基本コストを増やします。

Source: IOSG Ventures

Source: Dune /Ether block blobs number 3-day SMA

L2 は主に、新しく導入されたタイプ3のトランザクションを使用しています。トランザクションを使用し、以前のトランザクションにmax_fee_per_blob_gasとblob_versioned_hashesフィールドを追加します。これはそれぞれ、ユーザーが支払う意思のあるブロブガスあたりの最大手数料と、kzg_to_versioned_hashのハッシュ出力リストを表します。

この新しい価格設定メカニズムは、max_fee_per_gasフィールドとmax_priority_fee_per_gasフィールドがタイプ3のトランザクションでも必要であり、既存のEIP-1559マーケットプレイスの対象となることを意味します。blobスペースに加え、タイプ3トランザクションは、使用するEVMスペースに対する支払いも行います。

そのため、ブロブは依然としてブロックスペースの競合があり、各ブロックのブロブスペースには限りがあり、ブロブのガス料金市場は需要に基づいて動的に調整されるため、コストの不確実性が生じます。

つまり、汎用チェーンとしてのイーサの欠点は、ブロックスペースの不確実性でもあるのです。NFTのミンティングやエアドロップの請求など、チェーン上の混雑を引き起こす突発的なチェーン上のアクティビティが発生する可能性があり、ブロブの価格設定は膨れ上がり、Rollupにはコストベースを推定する方法がなくなります。これは、不安定な利益率につながるRollupの費用予算の不確実性を引き起こし、まだ黎明期にある新しいプロジェクトに使用する障壁を高め、プロジェクトオーナーがEtherDAが長期的なソリューションになり得るかどうかを判断することを難しくします。blobsを使用すると、下のチャートではほとんどの場合calldataよりも約98%安くなりますが、ある時点でblobsを使用すると、下のチャートに見られるように、calldataを使用するよりも59%しか安くなりません。

ソース: Ethernow

たとえば、2つのブロブ転送のコストを計算してみましょう:

ソース: Ethernow

グラフは、2024年の1つのブロックの転送を示しています。この図は、3月28日のブロックにおけるZksyncのValidator Timelockのタイプ3トランザクションを示しています。

イーサの価格が3600ドルだと仮定すると、その時点で1Mibブロブを使用するデータコストはおおよそ次のようになります:

4 x 0.018ETH x 3600USD/ETH = 259.2USD

次に、6月24日

その時の1Mib blobを使用するデータコストは、おおよそ次の通りでした:

4 x 0.0021ETH x 3600USD/ETH = 30.24USD

これは、blobを使用してデータを転送するコストの不確実性を示しています。ブロブを使ってデータを転送するコストは不確実で、まだ比較的高い。しかし、ロールアップにとって、コスト構造の安定性は、DAソリューションを選択する際の重要な考慮事項の1つです。

2.2 Celestia

モジュラー・ブロックチェーンの創始者であるCelestiaは、DAレイヤーとコンセンサス・レイヤーを提供することに重点を置き、実行レイヤーを分離して、効率性とスケーラビリティのためにDA機能を特に最適化しています。は、オンチェーン・イーサネット・アプローチを使用する場合と比較して、多くの異なる技術的特徴を持ち、それによってデータ可用性のコストを削減し、比較的大きな柔軟性とスケーラビリティを提供します。モジュール設計により、Celestiaは非常に柔軟で、開発者は特定の仮想マシン（VM）に制限されることなく実行環境を自由に選択することができ、Celestiaはさまざまな異なるアプリケーションシナリオをサポートし、多様なニーズを満たすことができます。

ローラップがCelestiaをDAレイヤーとして統合するためには、実行レイヤーによって生成されたトランザクションデータ（Data Blob）を、元のレイヤー1（Ether）ではなくCelestiaネットワークに送信し、検証やトランザクションに利用できるようにする必要があります。CelestiaのDAS（Data Availability Sampling）テクノロジーは、2次元のRS補正符号化方式を使用してブロックデータを再符号化し、ライトノードがデータの可用性を検証するための複数ラウンドのランダムサンプリングのためにブロックデータの一部のみをダウンロードすることを可能にし、複数のノードがデータの異なる部分を並行して処理することを可能にし、全体的な効率を向上させます。

出典：Celestia.org

このプロセスにおけるもう1つの重要なテクノロジーは、CelestiaがNamespace Merkle Trees（NMT）を導入したことです。NMTは、異なるロールアップが自分に関連するトランザクションデータだけをダウンロードできるようにし、データ処理の効率を向上させます。NMTはデータの冗長性を減らし、システムのパフォーマンスを向上させるだけでなく、開発者により効率的なデータ処理方法を提供します。

セキュリティの面では、CelestiaはTendermintコンセンサスメカニズムに基づいており、データブロブに関する人の知識がデータのそれと一貫していることを検証します。ブロブが一貫性に達することで、ネットワークにおけるデータの可用性と一貫性が保証され、バリデータノードの3分の1までが故障したり、悪意のある振る舞いをしたりしても許容できる。TIAトークンを誓約することで、Celestiaの検証者は誠実な振る舞いを保証し、悪意のある振る舞いや不正行為に対しては没収されるという金銭的なインセンティブを得ることができ、ネットワークの安全性が確保される。Celestiaは現在、約64.4億ドルのTVLと100のフルノードカウントを持っています。

スケーラビリティに関しては、Celestiaのブロックサイズは、ネットワーク内のアクティブなライトノードの数に基づいて動的に調整することができます。より多くのノードが参加するにつれて、Celestiaは安全にブロックサイズを大きくすることができ、理論的にはスループットとスケーラビリティを無限に向上させることができます。

Celestia Blob Capacity and Storage Features and Pricing Mechanism:

コスト比較のため、Celestiaのパフォーマンスと価格設定メカニズムについて簡単に説明します。ユーザーがCelestiaでデータを提出するとき、それはブロブトランザクション（BlobTx）を提出することで実現され、そのコストはブロブスペース料金とガス料金で構成されます。

具体的には、各Blobの最大サイズ制限は2MiB（1,973,786バイト）よりわずかに小さく、各ブロックはブロックの合計サイズ制限に応じて複数のBlobを含むことができます。現在の最大ブロックサイズは64x64シェア（～2MiB）で、合計4,096シェア。1シェアはPFB（PayForBlobs）トランザクション用に確保され、残りの4,095シェアはデータストレージに使用される。セレスティアの手数料市場はイーサのEIP-1559メカニズムに似ており、ガス価格に基づく優先メモリプールを使用する。Celestiaの手数料市場はEtherのEIP-1559メカニズムに似ており、ガス価格に基づく優先メモリープールを使用している。取引手数料が高い取引は検証者によって優先され、手数料は取引ごとの固定手数料と各Blobのサイズに基づく変動手数料で構成されます。

celeniumのロールアップデータ（6月17日）によると、Celestiaを統合している各顧客について、Celestiaを使用するDAコストは0.02～0.25 Tia/Mibの範囲であり、これは6月17日（7.26ドル）の$TIAの価格に換算され、いくつかの主要な顧客については、それは$の範囲である。0.15 - $1.82/MiBである。このように、Celestiaはイーサリアムチェーン上のネイティブDAと比較して、競争力のある安定したコスト構造を提供しています。

Source: Celenium