Blobstream：Celestiaのデータ可用性マーケット

Blobstreamとは

Blobstreamは、Celestiaが提供する、ロールアップのデータがベースレイヤー上で公開され、利用可能であることの証明を可能にする専用メカニズムです。これは、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などの外部ブロックチェーンが、Celestiaのデータ可用性保証を効率的に継承する課題を解決するために開発されました。すべてのロールアップがデータブロブ全体をダウンロード・検証する必要をなくし、Blobstreamによりデータが投稿され、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が提供されます。この仕組みによって、ロールアップは軽量性を維持しつつ、セキュリティをCelestiaのデータ可用性に基づいて確保できます。

Blobstreamは実行環境や決済レイヤーではありません。

このプロトコルは、Celestiaのデータ可用性と外部ロールアップを橋渡しします。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、モノリシックなブロックチェーンに頼ることなく、自身のトランザクションデータが確実にアクセス可能であると確信でき、ユーザーもまた、システムがデータを陰で廃棄したり隠蔽したりできないという保証を得ることができます。

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で公開されていることを証明しなければなりません。この保証がなければ、オペレーターがデータを隠蔽することが可能になり、他の誰もチェーンの状態を復元できなくなります。Blobstreamは、Celestiaに保管されたブロブへの検証可能なコミットメントを導入し、これにより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が、ロールアップデータの可用性を確認できるようにします。

Blobstreamは、大量データから小型で容易に検証可能な証明を生み出すことを本質としています。これらの証明によって、ロールアップは「ロールアップのトランザクションデータはこのブロック、このネームスペース下に存在し、ここにその暗号学的証拠がある」とCelestiaを根拠に主張できます。証明が簡潔なため、Ethereumのスマートコントラクトや他のロールアップ決済レイヤーのようなリソースが限られた環境でも、投稿・検証が容易です。

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造が「スパンのシーケンス」です。スパンとは、Celestia上でロールアップのネームスペースに属するブロブを含むブロック群への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、外部検証者は基礎となるすべてのブロブをダウンロードせずとも、ロールアップのデータがCelestiaに確かに含まれていたことを検証できます。

スパンのシーケンス方式は、Fraud Proof（不正証明）で紛争を解決するオプティミスティックロールアップに最適です。スパンを用いれば、オプティミスティックロールアップはCelestiaをデータ可用性の信頼できるソースとできます。もし紛争が発生すれば、Celestiaから該当ブロブを取得し、主張された状態と矛盾することを示すFraud Proofを構築できます。また、スパンはゼロ知識ロールアップとも互換性があり、証明の中でCelestiaのコミットメントに対するインクルージョン・チェックを組み込むことも可能です。

個別のシェアではなく、ブロックのシーケンス全体にコミットメントすることで、スパン方式はシステムの複雑性を低減し、証明生成を容易にします。このシンプルさが、実運用に採用されている要因となっています。

ブロブシェアコミットメント

Blobstreamにおけるもうひとつの理論的アプローチが「ブロブシェアコミットメント」です。この方式は、ブロックのシーケンスではなく、Celestiaのデータスクエアを構成するブロブ中の個々のシェアにコミットメントします。これにより、特定のシェアが含まれていることを直接検証できる、きめ細かな証明が得られます。

このアプローチは理論上強力ですが、ブロブシェアコミットメントはより複雑かつ計算負荷が高い手法です。シェア単位でのインクルージョン・プルーフを効率的に生成・検証するツールが求められますが、現時点でこれは未完成です。そのため、ブロブシェアコミットメントは現時点のプロダクション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の発展や証明システムの最適化が進めば、追加の柔軟性を持つこの方式が採用される可能性は十分にあります。

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の保証を継承するために不可欠な役割を担います。オプティミスティック型システムでは、取引は正しいと仮定され、不正が証明されない限り確定します。この仮定を安全に維持するには、ロールアップ自身がデータを公開し、誰でもチェーンの復元やFraud Proofの提出が可能である必要があります。Blobstreamを利用すれば、オプティミスティックロールアップは自らのブロブがCelestiaに記録されたことを証明でき、不正が認められた際には、参加者がCelestiaのデータ可用性レイヤーから該当ブロブを取得して矛盾を証明できます。

この仕組みにより、データを実行レイヤーのブロックチェーンに直接アップロードする場合と比べ、コストが大幅に削減され、スケーラビリティが向上します。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の負担を避けて拡張でき、かつ安全なデータ可用性基盤への接続を維持できます。

ゼロ知識ロールアップとBlobstream

ゼロ知識ロールアップは独自の要件を持ちつつも、Blobstreamの恩恵を同様に受けます。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簡潔な有効性証明（zk証明）を利用しますが、生のトランザクションデータが外部からもアクセス可能であることも確保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の透明性が損なわれ、外部の検証やチェーン再構築ができなくなります。

Blobstreamは、zk-rollupが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含めることを可能にします。これにより、正当性だけでなく可用性も保証されます。すなわち、zk証明が状態遷移の正しさを保証し、Blobstream証明が裏付けとなるデータがCelestia上に公開されていることを証します。この二重の保証が、zk-rollupの信頼性を高め、スケーラビリティと検証性を兼ね備えた実行環境としての発展を後押しします。

モジュラーブロックチェーンにおけるBlobstreamの意義

Blobstreamは、データ可用性と実行レイヤーの橋渡しを担い、Celestiaが掲げるモジュラーブロックチェーン構想の中核を成します。Blobstreamが存在しなければ、ロールアップはブロブ全体のダウンロードや、より非効率な証明方式に頼らざるを得ず、Celestiaの強みであるスケーラビリティの恩恵が薄れてしまいます。

Blobstreamにより、多数のロールアップがCelestiaのデータ可用性レイヤーを共有しつつ、独立した実行環境を維持できます。各ロールアップは、自身のデータが安全に保存され検証可能であることを確信して運用でき、ユーザーは低コストな取引を享受し、開発者は信頼性の高い基盤に基づいた開発が可能となります。Blobstreamの登場は、単なる技術革新にとどまらず、モジュラーブロックチェーンエコシステム全体の発展を支える基盤となるのです。