Web3は現行のスマートコントラクトパブリックチェーン上に構築されることはない

執筆：Deso

注：これはソーシャルパブリックチェーンDeSoが発表した記事であり、同社は今後のSNSをはじめとするWeb3.0アプリケーションは、既存の汎用スマートコントラクトプラットフォーム上に構築されるべきではなく、カスタマイズされたブロックチェーンが必要だと主張している。

多くの人々は、ETH、ADA、Avalanche、Solanaなどの汎用ブロックチェーンが金融アプリケーションやSNS、さらにはAmazonのようなマーケットプレイスなど、インターネット上のあらゆるものを支えると考えている。

しかし、深刻な問題が広く無視されている：オンチェーンストレージである。

今日の汎用ブロックチェーンはDeFiのような軽いストレージ用途ではうまく機能しているが、SNSやマーケットプレイスのような大量ストレージを必要とするアプリケーションではスケーラビリティに限界がある。この世界では、「いいね」一つ、あるいは別のDAppをフォローするたびに1ドル以上のストレージ料金を支払わなければならないと想像してほしい。残念ながら、現時点で市場に出回っているすべての汎用ブロックチェーンにはストレージ制限がある。

数字は嘘をつかない。以下の表は、各ブロックチェーン上で1GBのオンチェーン状態を保存するコストがどのように変化するかを示している。重要なのは、汎用ブロックチェーンの人気が高まるにつれてストレージが希少になり、これらのコストは今後さらに増加すると予想されることだ。後にDeSoについては特別なケースとして説明する。

               

ArweaveやFilecoinのようなストレージ特化型ブロックチェーンを橋渡しとしても、今日の汎用ブロックチェーン上でWeb2.0アプリのほとんどを動作させるのは、オンチェーンストレージの高コストにより現実的ではない。現在の価格では、汎用チェーン上にArweaveまたはFilecoinへのリンク一つを保存するだけでも0.1〜1ドルかかるため、非常に高価である。これらのチェーンがますます人気を得れば、設計上大規模ストレージ向けではないため、コストはさらに上昇する可能性がある。

さらに、多くのブロックチェーン企業がTPS（秒間トランザクション数）で数千もの処理が可能だと主張しているが、この指標は現在のアプリケーションのストレージ属性を考慮していない。5万件のDeFiトランザクションは新規のステートデータをゼロバイトしか生まないが、5万件のソーシャルトランザクションは数十メガバイトのデータを生成し、それらを保存・インデックス化・照会する必要がある。今日、最先端のブロックチェーンですらこのような後者のタイプのトランザクションを完全に処理できないため、興味深いWeb3アプリの開発が阻害されている。

長年にわたり、我々はこの課題を克服する方法を研究してきた。我々は、SNSやマーケットプレイスといったストレージ集約型のWeb3アプリケーションすべてが、新しいタイプのブロックチェーンを開発する必要があると考えている。なぜなら、以下で議論するように、これらは有限状態アプリケーションではなく、無限状態アプリケーションだからである。

有限状態から無限状態へ

現在、市場にあるすべての汎用ブロックチェーンは、「有限状態アプリ」と呼ばれるものに対応するために構築されている。これらのアプリでは、各ユーザーごとに保持しなければならないデータ量（ステート）が有限である。例えば、金融アプリを構築する場合、取引検証に必要なのは各ユーザーのアカウント残高だけである。ユーザーは数百万回資金を送金できるが、最終的には各ユーザーの最終残高を示すいくつかの数字を保存すればよい。つまり、保持すべきステートはトランザクション数ではなく、ユーザー数の関数なのである。

驚くべきことに、ほぼすべての分散型金融（DeFi）は有限状態アプリで構成されている。わずかなアカウント残高さえ保存できれば、取引や貸借など、任意に複雑なツールを人々のために構築できるようになる。長期的な期末残高以上のものを保存する必要は決してない。

理由は、DeFiアプリ内でユーザーが行うトランザクションは「ステート中立的」であり、既存の残高を修正するだけであり、新しいデータをステートに追加しないからである。問題は、ブロックチェーンが金融以外の分野のアプリケーションを破壊しようとするとき、まったく異なる種類のアプリケーション――無限状態アプリケーション――を扱う必要が出てくることだ。

では、金融以外の領域を考えるとどうなるか？ 無限状態アプリとは、ユーザーが行う操作の数に応じて、保存が必要なデータ量が無限に増加するアプリケーションである。典型的なSNSアプリを例に挙げよう。ユーザーはプロフィールを作成し、ステータスを追加し、投稿を行い、フォローし、いいねを押す…すべての行動が新たなデータを生成する。SNSにおいては、すべてのトランザクションがステートを拡張する（ステート増強型）ものであり、DeFiのようにステート中立的ではない。

SNSアプリの場合、単にアカウント残高のような少量の情報を保持するだけでなく、無限に近い量のデータを保存できる必要がある。さらに悪いことに、このステートはネットワーク上の他のユーザーによって頻繁に照会される必要があり、高い可用性が要求される。残念ながら、今日使われている多くのアプリケーションがまさにこれに該当し、大多数のSNSアプリやマーケットプレイスも例外ではない。そして以下で議論するように、現在市場にあるどの汎用ブロックチェーンも、こうしたタイプのアプリケーションを処理する能力を持っていない。

汎用チェーンの避けられない混雑

現在市場にあるすべての汎用ブロックチェーン（ETH、ADA、Avalanche、Solanaなどを含む）は、SNSや取引所アプリのような無限状態アプリケーションを処理する能力がない。なぜなら、少数のユーザーであっても無限状態アプリをスケーリングするには、そのアプリ固有のストレージおよびインデックス要件に合わせたカスタムソリューションが必要となるからである。繰り返すが、毎秒5万のステート中立トランザクションと毎秒5万のステート増強トランザクションはまったく異なる。

例えば、最新の多くの汎用ブロックチェーンは、すべてのアカウントステートをメモリ内に保持することで高いTPSを維持している。これはDeFiのような有限状態アプリに適しており、最速のDeFiブロックチェーンを目指すには最適な選択肢でもある。しかし、誰かがそのチェーン上で無限状態アプリを構築しようとすれば、各ユーザーに対して潜在的にメガバイト以上ものデータを保存せざるを得ず、それが突然メモリに収まらなくなる。また、汎用チェーンでは、どのアカウントステートをメモリ内に保持すべきかを賢く判断できず、当然ながらデータをリアルタイム照会可能な形でインデックス化することもできない。

結果として、今日のすべての汎用ブロックチェーンは生存可能性を保つためにストレージ制限を設けざるを得ない。これによりストレージ費用が急騰し、無限状態アプリの構築が事実上不可能となり、チェーンの人気が高まるにつれて状況はさらに悪化する。

誰もが汎用ブロックチェーン上で無限状態アプリを構築しようとしないのは、十分に低いコストでそれを実現することが不可能だからだ。しかし、無限状態の面白いアプリケーションは多数存在する。実際、大多数のWeb2アプリ（FB、Insta、Amazonなど）は無限状態である。では、今日の有限状態チェーン上でほとんどのWeb2アプリを構築できないのなら、Web3はどうやってそれを実現できるというのか？ しかも、誰か一人が汎用ブロックチェーン上で無限状態アプリを構築すれば、たちまちストレージが混雑する。たとえば、あなたと他の三人のルームメートが寮で部屋を共有しているとしよう。そのうち一人の部屋が散らかれば、あなたの部屋まで散らかり始める。同様に、新しい汎用チェーンであっても、包括的なSNSアプリやマーケットプレイスを構築すれば、すぐにそれらが本来持つストレージ制限に達し、すべての無限状態アプリが比較的短期間で事実上動かなくなる。この「共有地の悲劇」はすでにイーサリアムで起こっており、Solanaでも起き始めている。

DeSoによる無限状態アプリのスケーリング

無限状態アプリに内在するストレージおよびインデックス要件を処理するには、ブロックチェーンが特定の用途に合わせてカスタマイズされる必要があると考える。なぜなら、保存されるデータの種類（スキーマ）について前提条件を設定できない場合、データの保存・インデックス・照会コストが急激に上昇し、チェーン上に構築されたアプリケーションは競争力を失ってしまうからである。

非常に具体的な例として、分散型ソーシャルブロックチェーン、いわゆるDeSoがある。DeSoはSNSアプリケーションをサポートするために最初から最後までカスタマイズされており、保存・インデックスされるすべてのデータが既知のスキーマに従っている。

ファイルの保存・インデックス方法は投稿とは異なり、投稿の方法はフォローとは異なり、それぞれ別々に最適化されている…このようなレベルのカスタマイズにより、AvalancheやSolanaと比べてストレージコストが1万倍も安くなるだけでなく、すべてのDeSoノードが関連データの即時照会を提供できるようになる。ある投稿に誰が「いいね」したか、あるいは誰が特定のユーザーをフォローしているかといった照会は事実上即時に完了する。非構造化データとして保存されていた場合、これらは極めて高コストな操作となるだろう。また、開発者がDeSo上にアプリを構築しやすくなることも、すでにDiamond、PolyGram、Cloutfeed、Pulse、Supernovasなど100を超えるアプリが構築されている一因である。

以下の簡単な表は、1GBのオンチェーンステートを保存するコストがさまざまなブロックチェーンでどのように異なるかを示している。注意すべきは、時間の経過とともに汎用ブロックチェーンのストレージレンタル料は、ストレージが希少になるにつれて上昇すると予想されている点だ。対照的に、DeSoのコストは固定されるか、むしろ低下すると予想される。なぜなら、無限状態ユースケースを処理するように設計されているからである。

                

興味深いことに、DeSoブロックチェーンはSNSアプリをサポートするように設計されているが、スキーマが明確に定義されていれば、任意の無限状態アプリケーションをサポートするように拡張可能である。肝心なのは、新しいタイプのアプリケーションごとにベアメタルレベルでサポートされ、そのアプリのストレージおよびインデックス要件を最適化する形でカスタマイズされる点だ。つまり、DeSo周辺に形成されるネットワーク効果に伴い、将来的には取引所のデータ構造などにも拡張可能となり、SNS大手だけでなくすべてのWeb2.0を破壊する可能性を秘めている。

ストレージ特化型ブロックチェーンについて

FilecoinやArweaveのように、ストレージに特化したブロックチェーンも存在する。これらを汎用チェーンと組み合わせることで、ストレージ問題を緩和できるという提案もある。しかし実際には、汎用チェーンのストレージコストが非常に高く、現在の価格では、コンテンツ一つごとにFilecoinやArweaveへのシンプルなリンクを保存するだけでも0.1〜1ドルかかる。このようなブリッジを使って無限状態アプリの多くを構築するのはコストが高すぎて非現実的であり、チェーンの人気が高まるにつれてコストはさらに上昇する。さらに、FilecoinやArweaveに保存されたデータは適切にインデックス化されていないため、各アプリケーションを大規模にサポートするには完全に独立したインデックス層を構築する必要がある。このインデックス層自体も、大規模に運用するコストが高いため、独自のインセンティブ構造を持つ必要がある。

前述の通り、Arweaveはインデックス不要のデータ（いわゆるBLOBストレージ）の保存に利用できる。ユーザーの意思があれば、DeSoブロックチェーンは画像や動画をArweave上に保存できる。その場合、DeSoブロックチェーン自体には画像ではなくArweaveへのリンクが保存される。特に注目すべきは、DeSo上でリンクを保存するコストが事実上無料（0.0000184ドル）であるため、DeSoは今日の汎用チェーンでは不可能な方法でこうしたシステムを統合できる点である。

結論

我々は、暗号分野の大多数が、データのストレージおよびインデックスをスケーラブルな方法で行う難しさを過小評価していると考える。長きにわたり、この分野は有限状態アプリケーションに限定されており、SNSや取引所アプリのような広範な無限状態アプリケーション――実際にはWeb2.0アプリの大部分を占める――を考慮してこなかった。既存の汎用チェーンが持つ本質的なストレージおよびインデックスの制限を踏まえ、我々は新しいユースケースを支援するためのカスタムブロックチェーンが必要であり、それによってWeb3の真価が発揮されると考える。