Blobstream ― Celestia のデータ可用性マーケット

Blobstream とは？

Blobstream は、ロールアップが自分のデータをベースレイヤー上で公開・利用可能にされたことを証明できるようにする、Celestia 専用の仕組みです。これは、外部ブロックチェーン、特にオプティミスティックロールアップやゼロ知識ロールアップが、Celestia のデータ可用性保証を効率的に継承する方法という課題に対処するために開発されました。すべてのロールアップが巨大な Blob データ全体をダウンロードして検証する必要はなく、Blobstream はデータが投稿され、必要に応じて取得可能であることを示すコンパクトな証明を提供します。このシステムにより、ロールアップは軽量性を保ちながら、そのセキュリティを Celestia のデータ可用性に依拠させることができます。
Blobstream は実行環境でも決済レイヤーでもありません。

むしろこれは、Celestia のデータ可用性を外部ロールアップとつなぐプロトコルです。このようにして、Blobstream はモジュラー型エコシステムの基盤として機能します。ロールアップは、モノリシック型ブロックチェーンに依存することなく自分たちのトランザクションデータへアクセスできるという確信を得られ、ユーザーはシステムがデータを密かに破棄したり隠したりできないという保証を得られます。

データ可用性における証明の役割

ロールアップが安全に機能するためには、すべてのトランザクションデータがアクセス可能な場所に公開されていることを証明しなければなりません。この保証が欠けていると、オペレーターがデータを隠す可能性があり、他の誰もチェーンの状態を再構築できなくなってしまいます。Blobstream は、Celestia に保存された Blob に対する検証可能なコミットメントを導入することで、この課題に対処します。これらのコミットメントは、他のチェーン上のスマートコントラクトや検証ロジックによって利用され、ロールアップのデータが確かに利用可能であることを確認できます。

Blobstream の本質は、大量のデータから小さく容易に検証可能な証明を生成することにあります。これらの証明により、ロールアップは Celestia を参照し、『私たちのトランザクションデータはこのブロックのこのネームスペースに存在し、それを証明する暗号学的エビデンスがここにある』と言えるのです。これらの証明は簡潔であるため、Ethereum のスマートコントラクトや他のロールアップの決済レイヤーといったリソース制約のある環境でも投稿および検証が可能です。

スパンのシーケンス

Blobstream における最初の、そして現在サポートされている構成はスパンのシーケンスです。スパンとは、ロールアップのネームスペースに属する Blob を含む Celestia 上の一連のブロックに対する暗号学的コミットメントです。このコミットメントにより、外部の検証者はすべての Blob をダウンロードすることなく、ロールアップのデータが確かに Celestia に含まれていることを確認できます。

スパンのシーケンス方式は、紛争解決にフラウドプルーフを用いるオプティミスティックロールアップに適しています。スパンを用いることで、オプティミスティックロールアップはデータ可用性の信頼の源として Celestia を参照できます。紛争が発生した場合、Celestia から該当する Blob を取得し、それが主張されたステートと矛盾していることを示すことでフラウドプルーフを構築できます。スパンはゼロ知識ロールアップとも互換性があり、証明に Celestia のコミットメントに対する包含チェックを組み込むことができます。

スパン方式は、個々のシェアではなくブロックのシーケンスにコミットすることで、複雑さを軽減し、証明の生成を容易にします。この単純さこそが、現在実際に導入されている方式である理由の一つです。

Blob シェアコミットメント

Blobstream におけるもう一つの理論的アプローチが、Blob シェアコミットメントです。この方式では、ブロックのシーケンスにコミットする代わりに、Celestia のデータスクエア内で Blob を構成する個々のシェアにコミットします。この方式は、特定のシェアの包含を直接検証できるきめ細かな証明を提供します。

概念的には強力ですが、Blob シェアコミットメントはより複雑で計算負荷も高くなります。これには、シェアレベルでの包含証明を効率的に処理できるツールが必要であり、その開発はまだ進行中です。このため、Blob シェアコミットメントはまだ本番環境ではサポートされていません。しかし、ロールアップエコシステムが成熟し、証明システムがさらに最適化されるにつれて、この方式は追加の柔軟性を提供することから採用が進む可能性があります。

オプティミスティックロールアップと Blobstream

Blobstream は、オプティミスティックロールアップが Celestia の保証を継承することを可能にする上で重要な役割を果たします。オプティミスティックなシステムでは、トランザクションは反証されない限り有効であるとみなされます。この前提を安全にするために、ロールアップは自分のデータが公開され、誰もがチェーンを再構築して必要に応じてフラウドプルーフを発行できるようにしなければなりません。Blobstream を利用することで、オプティミスティックロールアップは自分の Blob が Celestia に含まれていることを示す証明を投稿できます。不正が発生した場合、参加者は Celestia のデータ可用性レイヤーから該当する Blob を取得し、その不整合を示すことができます。

この統合により、データを実行指向型のブロックチェーンに直接投稿する場合と比べて、コストが削減され、スケーラビリティが向上します。これにより、オプティミスティックロールアップは高額なコールデータ手数料に縛られることなく成長でき、同時に基盤となるデータ可用性プロバイダーとの安全なリンクを維持できます。

ゼロ知識ロールアップと Blobstream

ゼロ知識ロールアップは異なる要件を持ちながらも、Blobstream から同様の恩恵を受けます。これらのロールアップは、トランザクションが正しく実行されたことを示すために、簡潔な有効性証明を使用します。しかし、これらのロールアップはステート遷移の証明だけでなく、生のトランザクションデータが外部に対して利用可能であることも保証しなければなりません。データ可用性がなければ、ロールアップ運営者以外はチェーンを検証したり再構築したりできず、システムは不透明になるリスクがあります。

Blobstream により、ZK ロールアップはゼロ知識証明と並行してコンパクトなデータ可用性証明を組み込むことができます。この組み合わせにより、正当性と可用性の両方が保証されます。すなわち、ZK 証明はステート遷移を確認し、Blobstream 証明はそれを裏付けるデータが Celestia 上で公開されたことを確認します。この二重の保証により、ZK ロールアップに対する信頼が強化され、スケーラブルで検証可能な実行環境としての可能性が高まります。

モジュラー型ブロックチェーンにおける Blobstream の重要性

Blobstream は、データ可用性と実行の間の接続を提供することで、モジュラー型ブロックチェーンにおける Celestia のビジョンの中心的存在となっています。Blobstream がなければ、ロールアップは全ての Blob をダウンロードするか、データ可用性を証明するための効率の低い手段に頼る必要があります。これにより、Celestia が提供するよう設計されたスケーラビリティの利点が損なわれてしまいます。

軽量な証明を提供することで、Blobstream は多くのロールアップが Celestia のデータ可用性レイヤーを共有しつつ、実行環境の独立性を維持できるようにします。各ロールアップは、自身のデータが安全で、取得可能かつ検証可能であるという確信を持って運用できます。ユーザーは低いトランザクションコストの恩恵を受け、開発者は信頼性の高いインフラ上で構築できる利点を得ます。したがって、Blobstream の登場は単なる技術的なアップグレードにとどまらず、より広範なモジュラー型ブロックチェーンエコシステムを可能にする基盤となります。