サマリー:

・分散型アプリケーションは複数の部分で構成されていますが、現在はコアのバックエンドロジックのみがEthereum上で実行されており、フロントエンドコードなどの他の部分はまだEthereumの外に展開されています。同時に、チェーン上にないデータも多く含まれているため、ほとんどのDAPPはEthereumのセキュリティを完全に継承することができず、理想的な状態からは遠いです。

上記の問題の主な原因は2つあります。1つは、Ethereumが開発者に対応するフロントエンドの基準やツールを提供していないこと、もう1つはチェーン上でのデータの保存コストが高すぎることです。

EthStorageチームは、分散型フロントエンド標準を提供するために、開発者にスマートコントラクトを介してフロントエンドコードを展開およびアクセスするための完全な標準とツールを提供するweb3://アクセスプロトコルを提案しました。さらに、ファイルシステムにアクセスするためのもので、現在はEthereumの公式標準となっています。

·イーサリアムチェーン上のデータのストレージコストを削減するために、EthStorageチームは、PoRA（Proof of Random Access）およびゼロ知識証明を使用して、ストレージオーバーヘッドを大幅に削減しながら、イーサリアムの第一層のセキュリティを継承したセカンドレイヤーストレージプロトコルであるEthStorageを開発しました。

謝辞：GeekWeb3のファウスト、ChainFeedsのパン・ジーション、LXDAOのブルース、EthStorageの周琪と邓倫には、この記事へのフィードバックをいただき、ありがとうございます。

分散型DAPPの背景と課題

イーサリアムのビジョンは世界のコンピューターになることであり、それに構築されたアプリケーションはそのセキュリティを継承することが期待されています。開発者は一度デプロイするだけでよく、アプリケーションは永遠にイーサリアム上で実行され、どの機関もそれを検閲したり悪意を持って操作したりすることはできません。

しかし、現在の分散型アプリケーションDAPPは上記の目標を達成していますか？ この質問により明確に回答するためには、DAPPアプリケーションを解体して、それがどの部分から構成されているかを見て、それぞれの部分の信頼度を分析して最終的な結論を導かなければなりません。

一般的に、分散型DAPPにはフロントエンドインターフェース、バックエンドサーバー、およびデータベースが含まれます。ユーザーがフロントエンドインターフェースにアクセスすると、ブラウザとドメイン名サービスを介してフロントエンドコンテンツがロードされます。その中には：

· フロントエンドとドメイン名サービス:ほとんどの場合、スマートコントラクトを介して展開およびアクセスされません。単一障害点の回避、コードの不変性、検閲への抵抗、およびコミュニティガバナンスなど、ブロックチェーンによって提供される機能は、このフロントエンドの部分には反映されていません。

・バックエンドサーバー：スマートコントラクトによって一部実装されており、一部の計算集約的なタスクは完全にオンチェーンできない場合があります。

・データベース：スマートコントラクトによって部分的に実装されています。チェーン上の高いストレージコストのため、DAPPはデータ量が多い場合には依然としてオフチェーンストレージソリューションを使用しています。

上記の分析から、現在の分散型DAPPの一部のコンポーネントのみが、イーサリアムによってスマートコントラクトを通じて保護されていることがわかります。しかし、イーサリアムシステムはまだ「分散型ワールドコンピューター」の原初のビジョンを実現するには程遠い状態にあります。

2023年末、VitalikはEthereumの開発を再確認し、非常に反応の良い記事「Make Ethereum Cypherpunk Again」を執筆し、Ethereumコミュニティがサイファーパンクのコンセプトに戻るべきかについて議論しました。記事では、Ethereumやさらに大きなWeb3コミュニティが遵守すべき価値観をまとめ、非常に重要なポイントを触れました。

分散型アプリケーションは、どんな個々のエンティティにも依存しないようにする必要があります。そのため、DAPPの中心開発者が永遠に消えてしまっても、アプリケーションは引き続き稼働できるようになります。

Vitalikは、分散型アプリケーションの構築方法について同様の期待を持っていることがわかります。次に、分散型DAPPの各コンポーネントが直面する問題を詳しく分析し、それらをどのように改善するかを探ります。

フロントエンドおよびドメイン名サービス

分散型アプリケーションのいくつかのコンポーネントの中で、フロントエンドとドメイン名サービスが最も中央集権化されています。現在、ほとんどのdAppフロントエンドは中央集権化されたサーバーを使用しています。プロジェクト所有者は、コミュニティのガバナンスやタイムロックなしにいつでもフロントエンドコードを変更できます。この部分のセキュリティは、Ethereumに展開されたスマートコントラクトのそれとはかけ離れています。

ハッカーはサーバーに侵入してフロントエンドコードを変更することができ、dAppユーザーは悪意のあるフロントエンドを使用するために資産を失う可能性があります。この問題は過去のDeFiサマーで何度も現れており、なぜフロントエンドをバックエンドと同様にイーサリアム上に展開できないのか、変更行為がコミュニティガバナンスとタイムロックを通じてのみ有効になるようにすることはできませんか？

また、お願いしますが、もしUniswapの開発チームがある日、フロントエンドサーバーやドメイン名のサービスを支払わなくなった場合、UniswapのユーザーやLPはUniswapをどのように利用するのでしょうか？

ほとんどのユーザーは、フロントエンドをバイパスしてスマートコントラクトとやり取りする方法を知らない。UniswapはフロントエンドをIPFSにアップロードしようとしましたが、IPFSとEthereumは異なるネットワークであり、その信頼性とトラストレスはまったく異なります。IPFSコンテンツへのアクセス速度が非常に遅いことも言及する価値があり、ほとんどのユーザーは引き続き中央集権化されたサーバーに展開されたUniswapのフロントエンドとやり取りしています。

さらに、UniswapのフロントエンドのオペレーターはUniswap Labsであるため、監督に適応するためにトークンリストの審査を増やしています。これは、イーサリアムに展開されたスマートコントラクトとは対照的です。誰もが自由にスマートコントラクトを変更することができないためです。したがって、フロントエンドで審査されたトークンは、契約レベルで引き続き相互作用することができ、オンチェーンのコードの重要性を示して、検閲に対抗することができます。

バックエンドサーバー

EVMはチューリング完全な実行環境を提供できるため、バックエンドのロジックのほとんどはイーサリアムチェーン上で実行できます。スマートコントラクトアプリケーションは、イーサリアムのセキュリティを完全に継承できると言えます。コストの理由だけで、一部の計算集約型タスクをチェーン上で直接実行できないのです。

この問題に対処するため、現在の探求の焦点は、計算をオフチェーンに転送するためにZKまたはOPを使用し、イーサリアムチェーンは計算結果の確認のみを行い、コンピューティングレベルでの容量拡張を図ることです。いくつかのAI関連プロジェクトは、この方法を極限まで推し進め、大規模なAIモデルなどの超計算集約タスクをブロックチェーンとリンクさせることを目指しています。これは私たちの密な注目に値するものです。

データベース

データベースに関して、EVMは元々キー値ペア/KVストレージ（Key Value Store）をサポートしており、幅広い使用シナリオをカバーすることができますが、核心の問題は、オンチェーンストレージのコストが高すぎることです。

Gas Priceが10Gweiの場合、チェーン上に1GBのデータを保存するには6,200ETH以上が必要で、それは2,000万ドル以上かかります！明らかに、ストレージコストはデータベースの分散化の核心問題となっています。

上記の計算拡張と同様の方法を使用して、ストレージの拡張、つまり、オフチェーンストレージとオンチェーンストレージ効果の検証を拡張できるかどうか疑問に思うことがあります。このアイデアについては後で詳しく説明します。

上記のDAPPコンポーネントを分析した結果、DAPPの各部分が十分に安全でトラストレスであるときにのみ、それが真に分散型DAPPとして信頼できる全体になることが分かりました。dAppの運用およびホスティングプラットフォームとしてのEthereumは、Ethereumのビジョンに適合するアプリケーションエコシステムを育成するために開発者に対応する解決策を提供する必要があります。

DAPPのためのTrustlessなソリューション

イーサリアムに完全に基づいてDAPPを展開しアクセスする方法について、EthStorageチームは2つの解決策を提案しました。

• web3:// アクセスプロトコル：スマートコントラクトを展開およびアクセスしてフロントエンドコード、さらにはファイルシステムを利用する方法を解決します。
• EthStorageレイヤー2ストレージプロトコル：Ethereumのセキュリティを継承しつつ、ストレージオーバーヘッドを大幅に削減します。

web3:// アクセスプロトコル

web3:// は、http:// の分散バージョンとして理解することができます。http URL と同様に、サーバーの IP アドレスまたはドメイン名を指定して集中リソースにアクセスするのに似ていますが、web3 URL では、リソースにアクセスするためにスマートコントラクトのアドレスまたは ENS ドメイン名を指定する必要があります。

ウェブサイトのフロントエンド全体をスマートコントラクトに展開し、web3://を介してアクセスできます！両者の違いを比較することができます。

現在、web3:// はEthereum（ERC-4804）の公式標準となっています。web3:// アクセスプロトコルの内容について詳しく学びたい場合は、公式ウェブサイトをご覧ください。スマートコントラクト内のファイルをより効果的に管理するために、私たちはERC-5018を提案しました。これはスマートコントラクト内でファイルシステムインターフェースのセットをシミュレートし、ethfs-cliを通じてパッケージ化されたフロントエンドコードフォルダをスマートコントラクトにアップロードし、web3:// を通じてこのウェブサイトにアクセスできるようにします。

興味がある場合は、チュートリアルに従って、シンプルな分散型アプリケーションの展開とアクセスを完了することができます。

web3://アクセスプロトコルを使用すると、dAppフロントエンドに「コードが法律である」という属性を本当に持たせることができます。開発者にとって、一度デプロイされたこのフロントエンドは永遠に実行されます。Uniswap labsも自分たちのフロントエンドをEthereumにデプロイした場合を想像してみてください。そうすれば、たとえチームがフロントエンドレベルでユーザーを検閲や制限しようとしても、Ethereumにデプロイされたフロントエンドを使用する人々を防ぐことはできません。

もちろん、実現可能性の問題を解決した後、チェーン上に大量のデータを格納するコストが非常に高くなることに気づいたため、開発者がチェーン上でフロントエンドを展開する際に問題に直面することがあります。私たちはさらに、イーサストレージという第2レイヤーのストレージプロトコルを開発しました。これにより、ストレージオーバーヘッドが大幅に削減される一方で、Ethereumのセキュリティを継承しています。

EthStorageレイヤー2ストレージプロトコル

EthStorageプロトコルは、Ethereumに展開されたスマートコントラクトとLayer2ネットワーク内のストレージノードから構成されており、スマートコントラクトはキー値のストレージを提供し、第2層のストレージノードはデータそのものの保存を担当しています。

ユーザーは、EIP-4844のBLOBを介してデータをEthereumにアップロードします。 EthStorageスマートコントラクトは、BLOB内のデータのハッシュのみを記録するため、ストレージコストを効果的に削減します。

同時に、第2層のストレージノードは対応するBLOBデータをローカルディスクにダウンロードし、PoRA（Proof of Random Access）およびZKを使用して、イーサリアムの契約にストレージ証明を提出します。契約は、以前に記録されたBlobハッシュを使用して、ストレージノードによってアップロードされたZK証明が一致するかどうかを確認する必要があります。これにより、第2層ネットワーク内のストレージノードがこのデータを本当に保存しているかどうかを確認します。

具体的なプロセスは以下の通りです:

開発者にとって、データのアップロードと取得のためのインターフェースは非常にシンプルです：

アプリケーション開発者は、EthStorageが提供する契約インターフェイスを介して大規模なデータブロックを直接読み書きすることができ、書き込みコストはチェーン上にデータを直接保存するコストの約千分の一です。したがって、EthStorageはフロントエンドのチェーン上展開をサポートするだけでなく、より幅広い範囲のキー値ストレージデータベース操作に対する低コストのソリューションを提供しています。

現在、EthStorageはEthereumの公式Grantsを取得し、Sepoliaにパブリックテストネットを展開しました。誰もが参加できます。

概要と展望

DAPPの最も重要なコンポーネントであるフロントエンドやデータベースはEthereum上に展開されておらず、Ethereumのセキュリティを継承することができないため、アプリケーション全体が永続的に実行されず、検閲に耐えられず、ガバナンスされません。

EthStorageはこの問題に対して2つの解決策を提案しています: web3://アクセスプロトコルは、スマートコントラクトを展開してフロントエンドにアクセスする問題を解決します。EthStorageのセカンドレイヤー・ストレージ・プロトコルは高いストレージコストの問題を解決します。

イーサリアムの元のビジョンを実現するために、我々はそれが分散型のWebサーバーに進化し、エコシステム内の分散型アプリケーションがすべてのコンポーネントをイーサリアム上に展開すると信じています。バックエンドコード、フロントエンド、データのいずれであっても、一度展開されればコードは永続的に実行され、データは永続的にアクセスできるようになり、真に停止しないDappとなります。

EthStorageパブリックテストネットは現在、2回目のインセンティブキャンペーンを実施中です。興味を持ったコミュニティメンバーは、ガイドに従って最初のUnstoppable Dappの展開とアクセスを完了できます！

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