Shadowの解説：Solanaと連携する、高速性を強みとする分散型ストレージ

2024.01.03

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Shadowの解説：Solanaと連携する、高速性を強みとする分散型ストレージ

Solana上で早期に立ち上がったプロジェクトの1つであるShadowは、GenesysGoが提供する製品が確実にSolanaエコシステムの発展に貢献している。

2024.01.03 - 04:34:32

ShadowSolana

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Solana上で早期に立ち上がったプロジェクトの1つであるShadowは、GenesysGoが提供する製品が確実にSolanaエコシステムの発展に貢献している。

執筆：TechFlow

最近、Filecoinの勢いは非常に強い。以前、BitMEXの創業者Arthur Hayes氏もシンガポールで開催されたToken2049にてFilecoinを称賛し、自身がFILを保有していることを明かした。

一方、Solanaエコシステムの中には、重要なストレージプロジェクトでありながらあまり知られていない存在がある。それがGenesysGo――Solanaネットワーク上のブロックチェーンインフラプロバイダーで、主に分散型クラウドストレージサービスを提供している。

また、市場がこれまでSolanaエコシステムの注目をMemeや流動性ステーキングに集中させていた時期にも、GenesysGoのトークン「Shadow Token（SHDW）」は直近1カ月で価格が倍増するという上昇を見せている。

ストレージ分野はすでにIPFSやArweaveといった成熟したプロジェクトが多数存在しており、競争は激しい。では、GenesysGoはそれらと比べて何が違うのか？また、Solanaエコシステムの復活に乗じてさらなる成長可能性を秘めているだろうか？

これらの疑問に答えるために、まずGenesysGoの三つの主要なビジネス領域を理解する必要がある：

Shadow Operators：RPC層（分散型RPCノード）
Shadow Drive：分散型データストレージ層
Shadow Cloud：分散型クラウドコンピューティングプラットフォーム

その後、トークノミクスや他のプロジェクトとの違いについても分析していく。

Shadow Drive

Shadow Driveは分散型データストレージ層であり、GenesysGoの核となる部分で、Solanaエコシステムにおける増大するストレージ需要に対応するために設計されている。

過去、Solana上でNFTなどのデータを保存する際には、ArweaveやFilecoinといったサードパーティのストレージソリューションがよく使われていた。しかし、これらは独立したストレージ用パブリックチェーンであり、Solanaと互換性がなく、それぞれ独自のトークン（SPL標準ではない）で支払いを行う必要がある。また、時としてSolanaの高速処理に追いつくことができず、トランザクション失敗の原因となっていた。そのため、Solanaエコシステム向けのネイティブストレージシステムは必須だった。

Shadow Driveは、「Ceph」と呼ばれるオープンソースの定義済みストレージソフトウェアを改変したものである。Cephはブロックストレージ、ファイルストレージ、オブジェクトストレージに対して統一されたソフトウェア定義ソリューションを提供しており、その有効性は広く実証されている。

GenesysGoチームは、このCephのオープンソース仕様をSolanaのPoH（Proof of History）メカニズムと統合することで、Shadow Driveを生み出した。

Shadow Driveはネイティブトークン$SHDWによって支えられており、データをアップロードするにはわずかな$SHDW手数料を支払う必要がある。

プロジェクト公式ドキュメントによると、Shadow Driveのストレージ費用は市場の同種プロジェクトと比較しても最も安価であり、理論価格は5米セント/GiB/年である。（注：1GB（ギガバイト）と1GiB（ギビバイト）はコンピュータのデータ容量を表す単位だが、計量方法が異なる。1GiB ≒ 1.07GB。ここではほぼ等価とみなせる）

実測によると、1GBのストレージアカウントを作成するリクエストにはわずか0.25枚の$SHDWしかかからず、本稿執筆時点では約0.42米ドルに相当する。

コストの安さは、一方でSolana自体の低ガス代に起因するが、もう一方でShadow Driveの基盤技術によるストレージタスクの適切な分割・スケジューリング・配置にもよる。

これは別の話題へとつながる――すなわち、本プロジェクトのデータ配信メカニズム「D.A.G.G.E.R.」である。

D.A.G.G.E.R.は「directed acyclic gossip graph enabling replication（複製を可能にする有向非巡回グラフ）」の略称。説明が非常に技術的になるため、ここではこれをデータ配信メカニズムおよびコンセンサスエンジンと簡略化して理解し、その目的は高速なデータアクセスとファイル処理の最適化、つまりより高いストレージ効率にあるとする。

D.A.G.G.E.R.の動作メカニズムには、通信モジュール、プロセッサーモジュール、コンセンサスモジュール、コントローラーモジュールといういくつかの主要コンポーネントが含まれる。

トランザクションの場合、D.A.G.G.E.R.内での処理は以下の流れに従う（詳細な説明は省略）：

通信モジュール：ネットワーク層での入出力（トランザクションの送受信）を処理
プロセッサーモジュール：トランザクションの検証を行い、正当性と有効性を確認
コンセンサスモジュール：ネットワーク内の各ノードがトランザクション内容で合意
プロセッサーモジュール：トランザクションを実行

全体として、「データの保存方法」に関して、Shadowはかなりの最適化努力をしていることが感じ取れる。

Shadow Operators

Shadow Operatorsとは、RPCノードを運営する事業者である。

RPCノードとは「リモートプロシージャコール」のことで、分散コンピューティングシステムで使われる用語。RPCは、アプリケーション間で通信を可能にするAPI（アプリケーションプログラミングインターフェース）の一種とされる。

Solana上でトランザクションを送信する際の簡略フロー図

他のパブリックチェーンと比較して、Solanaは非常に高いトランザクション処理能力を持つため、RPCネットワークへの負荷も他よりも遥かに高い。そのため、他のブロックチェーン向けの既存RPCプロバイダーがSolanaに移行しようとする場合、アーキテクチャを完全に再設計する必要がある。

この点が、GenesysGoがSolanaネイティブRPCサービスを提供するチャンスとなっている。

GenesysGoは無料サービス1種と有料サブスクリプション2種の合計3種類のRPCサービスを提供している。有料RPCサービスの収益はすべてShadow Operatorsに支払われる。さらに、Shadow Operatorsはサービス提供のために$SHDWトークンをステーキングしなければならず、サービス中断時にはペナルティを受ける。

本稿執筆時点で、テストネット上で120のRPCオペレーターが稼働しており、1年前（2022年12月）の27オペレーターから約5倍に増加している。

Shadow Cloud

Shadow Cloudは、GenesysGoが展開する分散型クラウドコンピューティングプラットフォームであり、DAGGER技術によって支えられている。

前述のノードおよびストレージサービスを整えた後、GenesysGoはその能力を活用して分散型クラウドコンピューティングプラットフォームを提供し、さまざまなアプリケーションの計算・処理ニーズに対応できる。

このプラットフォームは、分散型ストレージ、計算、ネットワーク操作をサポートし、Web3および分散型アプリケーションに幅広いインフラを提供することを目指している。

ただし現時点での進捗を考えると、GenesysGoのストレージおよびRPC製品は技術文書や製品設計が整っており直感的に理解しやすいが、クラウドサービスはむしろ将来的な戦略として位置づけられ、前2つの製品が一定規模に達した結果として登場するものと言える。

競合比較：スピードこそ正義

全体として、分散型または分散ストレージに関しては、Web2およびWeb3の両分野で多くの成熟事例がある。例えばWeb2ではGoogleのBigTableなどが代表的な分散ストレージシステム。Web3では、ArweaveやFilecoinがブロックチェーン界で最も一般的なサードパーティストレージソリューションである。

では、Shadow Driveは競合と比べてどのような顕著な特徴を持っているのか？ここでは主にFilecoinと比較してみよう。

まず、前述のようにArweaveおよびFilecoinはSolanaと完全に互換性がない。Solanaエコシステム専用のストレージインフラが必要な理由は以下の通り：

$ARおよび$FILはいずれもSPLネイティブトークンではない（SPLはSolanaのトークン標準）
ArweaveおよびFilecoinのスループットはSolanaに追いつけず、トランザクション失敗の原因になりやすい

次に、Shadow Driveのコンセンサスメカニズムにより、より高いストレージ効率を実現している：

FilecoinはExpected Consensus（EC）メカニズムとDAGを使用してコンセンサスを実現しており、明示的な承認とブロック重み付けによる最終確定が必要となるため、効率が低下する可能性がある。

一方、D.A.G.G.E.R.はリーダー不在の非同期アーキテクチャを採用し、DAGのグラフィカル表現を通じてコンセンサスを実現するため、リーダー選出の必要がなく、即座にトランザクションを処理できる。

最後に、Shadow Driveはデータ符号化においても最適化を施している：

D.A.G.G.E.R.は、アーキテクチャ内にイレースコード符号化を統合し、メタデータ複製およびデータトランザクションの最適化を実現している。一方、Filecoinではイレースコードはクライアント側の任意戦略として許可されており、データ複製と定期的なストレージ証明に重点を置いている。

以下に、双方の主要なパフォーマンス指標を分かりやすく比較してみる：

Filecoin パフォーマンス指標：

トランザクション速度：ブロック生成時間は約30秒。
確定時間：高額送金（120ブロック）は約1時間。
データ保存：1MiBファイルがトランザクション受理からチェーン上に出現するまでに5〜10分。
セクター密封：最低限のハードウェアで32GBセクターの密封に約1.5時間。
データ取得：高速取得法（未密封コピー）は2分未満と仮定可能。最低ハードウェアで32GiBセクターの密封解除取得には約3時間。

ShadowDrive/DAGGER パフォーマンス指標：

ピークTPS：指定マシン構成（理想ネットワーク）で毎秒50,000トランザクション。
サージTPS：リアルタイムテストネット第1段階条件下で毎秒約20,000〜38,000トランザクション（バージョン0.2〜0.3、20〜30ノードクラスタの独立オペレーター）。
現実世界TPS：現実のストレス、遅延などを考慮して毎秒約3,000トランザクション。
データ保存：DAGGER Hammer Demoにアップロードされた1MiBファイルは2〜8秒。これはshdwDrive v2ストレージアプリの一部を模擬したもの。
イレース符号化時間：1MiBあたりコアごとに0.018ミリ秒。水平スケーリング時は無視できるレベル。
スナップショットダウンロード：1MiBファイルで10〜50ミリ秒。
ブロック同期時間：30ms〜300ms（遅延による）。
ブロック検証時間：500ナノ秒〜20ミリ秒未満（極めて低い遅延）。
確定時間：70〜650ミリ秒、平均約273ミリ秒（DAGGER Hammerデモサイトを支えるリアルタイムテストネット第1段階、30ノードグローバルクラスタ上）。
データ取得：DAGGER HammerデモサイトのURLから1MiBファイルを取得するのに1〜3秒。

まとめると、要点だけ言えば、Shadow Driveの最大の特徴は「速さ」である。

以上のパフォーマンスデータはプロジェクト公式ドキュメントD.A.G.G.E.R. Versus Filecoinより引用。興味のある読者は詳細を参照されたい。

トークノミクス

トークン概要

$SHDWはShadow Protocolエコシステムのユーティリティトークンであり、主に分散型データストレージに使用される。ユーザーは複数のノードにデータを安全に保存でき、セキュリティと耐障害性の向上が可能。主な機能は以下の通り：

分散型データストレージ：ユーザーは$SHDWを使って複数ノードにデータを安全に保存し、セキュリティと耐障害性を高められる。
分散型計算能力の獲得：Shdwオペレーターに$SHDWをステーキングすることで、複雑なアプリケーションやスマートコントラクトの実行を支援。
ネットワーク調整：D.A.G.G.E.R.駆動のShadoエコシステム内で、$SHDWは分散ネットワーク中のデータ管理に使用される。

トークン分配

多くのプロジェクトとは異なり、GenesysGoはShadow Protocolに対してユニークな上場戦略――NFT発行によるトークン取得――を採用した。チームは2021年11月に独自のNFTシリーズ「SSC（Shadowy Super Coder）」を発表。発行枚数は10,000枚、ミント価格は2.5 SOL。

SSC発行当時、SOL価格は史上最高値に近く、市場は強気相場だった。また、$SHDWの供給量の50%がNFT保有者に分配される予定だったため、SSCはすぐに売り切れてしまった。

さらに、GenesysGoは2022年1月3日にIDOを通じて資金調達を実施。IDOプールには供給量の15%、すなわち3000万枚が含まれていた。IDOの初期底価は1トークン0.50米ドルで、プールへの資金貢献に応じて価格が上昇。最終的に約5200万米ドルを調達し、1トークンあたり1.73米ドルとなった。

$SHDWの最大供給量は2億枚。以下に詳細な分配状況を示す：