今日の急速に進化するブロックチェーン環境において、ネットワークパフォーマンスは分散システムのスケーラビリティと効率性を制限する重要なボトルネックとなっています。ダブルゼロプロトコルは、ブロックチェーンと分散システムに特化して最適化された高性能な許可なしネットワークを構築するための分散インフラソリューションを提供しています。
この包括的なガイドでは、ダブルゼロが革新的な二重リングアーキテクチャ、FPGAベースのエッジフィルタリング、スマートコントラクトガバナンスを通じてネットワークインフラの課題にどのように対処しているかを探ります。これにより、世界中のバリデーター、RPCオペレーター、ブロックチェーン開発者に対して帯域幅と遅延の改善が可能になります。
主なポイント
- ダブルゼロプロトコルの革新： FPGAベースのエッジフィルタリング技術を用いて、未利用の光ファイバーリンクを高性能インフラに変換することによって、分散型メッシュネットワークを生成します。
- パフォーマンス最適化： 遅延を削減し、ジッターを排除し、トラフィックがブロックチェーンのバリデーターに届く前にネットワークエッジでスパムをフィルタリングし、公共インターネットでのパフォーマンスに比べて大幅な改善を実現します。
- 幅広いアプリケーションサポート： レイヤー1ブロックチェーン、RPCノード、MEVシステム、およびレイヤー2チェーンは、通信のボトルネックを克服し、スループットを向上させるためにこのプロトコルを活用できます。
- 革新的なアーキテクチャ： 二重リングシステムは、コンセンサス構築からトラフィックフィルタリングを分離し、スマートコントラクトのガバナンスを通じて分散型運営を維持しながら、協力的なインフラ共有を可能にします。
- 許可なし参加： 貢献者は余剰ネットワーク容量を収益化でき、ユーザーは長期契約や集中型依存なしに最適化されたルーティングにアクセスできます。
- 市場の差別化： 従来のインターネットインフラや集中型ソリューションでは効果的に解決できない基本的なブロックチェーン通信の制限に対処します。
Table of Contents
ダブルゼロプロトコルとは？
ダブルゼロ プロトコルは、特にブロックチェーンのような分散システム向けに最適化された高性能な許可なしネットワークを構築および管理するための分散型フレームワークです。その中心には、ダブルゼロが未利用のプライベートファイバーリンクを動的かつ拡張可能なグローバルメッシュネットワークに変換し、低遅延、高帯域幅のルートを通じてトラフィックをフィルタリングしてサービスを提供します。プロトコルは、個々に貢献されたファイバーリンクを同期化されたネットワークに結合することによって、分散システムが効率的に情報を送受信できるように導きます。これにより、スパムをフィルタリングし、帯域幅を増加させ、遅延を低下させ、通信からジッターを取り除きます。
ダブルゼロネットワークは、公共のブロックチェーン上に存在する許可なしのコントローラーを通じて機能し、需要の急増、停電、およびその他の混乱に応じてネットワークの設定とルーティングを管理しながら、新しい貢献を誘引するインセンティブを提供します。このネットワークインフラ層は、レイヤー1ブロックチェーンのようなシステムを通信のボトルネックから解放し、物理的に許される最大のパフォーマンスに近づけます。要するに、ダブルゼロは「分散システムの最適化された新しいインターネット」を実現します。 blockchain, attracting new contributions with incentives while managing network configuration and routing in response to demand spikes, outages, and other disruptions. This network infrastructure layer frees systems like Layer 1 blockchains from communication bottlenecks, allowing them to approach the maximum performance that physics allows. In essence, DoubleZero creates “a new internet optimized for distributed systems.”
従来のネットワークソリューションとは異なり、ダブルゼロは集中型インフラや公共インターネットの制限に頼るのではなく、インターネットを価値あるものにした同じネットワーク効果を利用し、特にブロックチェーンのバリデーター、RPCノード、および他の分散システムの参加者の独特なニーズに合わせて設計された専用の高性能接続を提供します。
ダブルゼロプロトコルは何の問題を解決するのか？
1. 基本的なブロックチェーン通信のボトルネック
分散システムのスループットと遅延の改善の現在のペースは、開発者やユーザーのニーズに追いつけません。個々のバリデーターの計算能力における大幅な改善がなされている一方で、これらのシステムは、バリデーター内の計算能力ではなく、バリデーター間の通信における帯域幅の制限や可変遅延によってますますボトルネックされているのです。ブロックチェーンが使用する物理ネットワーク層はビットコインの登場以来変わっておらず、スケーラビリティと分散化における基本的な制限を生じさせています。
2. バリデーターリソースの非効率
現在のブロックチェーンのパラダイムにおいて、各バリデーターはスパムや重複を含む大量の受信トランザクションに直面しており、それにより非重複化、フィルタリング、署名検証の操作のためにかなりのリソースを調達する必要があります。これにより、すべてのバリデーターが同じ前処理タスクを個別に処理しなければならない非効率なモデルが生まれ、ネットワーク全体で冗長なリソース消費が発生しています。コンセンサスは、バリデーターがブロックを提案し、公共インターネットの経路を介して投票するため、遅く達成されます。
3. 限られたパフォーマンスソリューション
既存のソリューションには重大な欠点があります。メンパールは遅延を追加し、含める前にトランザクションの意図をブロードキャストします。品質サービスソリューションは、十分なステークを持たないエンティティを除外し、プロキシ遅延を追加します。ハードウェアのスケーリングはバリデーターの多様性を妨げ、合計ネットワークパフォーマンスには寄与しません。これらのアプローチは、基礎にある通信インフラの課題に対する包括的な解決策を提供できません。
4. 公共インターネットの制限
高性能で時間に敏感な通信を必要とする分散システムは、公共インターネットを介して操作せざるを得ず、そのトラフィックは時間に敏感でないトラフィックと無差別に混ざり合っています。これにより、予測不可能な遅延、ジッター、および帯域幅の制限が発生し、最も最適化されたブロックチェーン実装のパフォーマンス上限を根本的に制約します。
ダブルゼロプロトコルの背後にあるストーリー
ダブルゼロプロトコルは、オースティン・フェデラ、アンドリュー・マコーネル、マテオ・ウォードによって創設され、ニハール・シャー博士、クリス・レムス、マルベック・ラボ、ケビン・バワーズ博士、およびファイアダンサーのチームからの重要な貢献を受けています。このプロジェクトは、ノードオペレーターがデータの取り込みと出力の責任を単独で負わない場合、何が起こるかという基本的な洞察から生まれました。創設者は、フィルタリングと検証をトランザクションの取り込み、ブロック生成、実行から切り離すことによって、ノードオペレーターがネットワーク操作を最適化できる平行かつ保護されたトランザクションフローを作成できると提案しました。
ダブルゼロを推進する核心的な信念は、豊かさがイノベーションを生むということです。帯域幅の利用可能性の変化やそれに対応する遅延の短縮は、分散システムにとってまったく新しいアプリケーションや使用法を開きます。この第一原則から、ダブルゼロは、世界中の分散システムの帯域幅を増やし、遅延を減らすことを北極星として、より公正でオープンなソフトウェアの未来をサポートするために確立しました。
このプロジェクトは、「N1」としての初の試みを表しており、分散システムやアプリケーションが構築されるための中立かつ効率的な物理インフラの基層です。現在、ジャンプトレーディングはテストネットフェーズ中の主な貢献者として機能しており、ネットワークはシンガポール、東京、ロサンゼルス、ニューヨーク、ロンドン、フランクフルト、アムステルダムなどの主要都市に物理的なプレゼンスを維持しています。
ダブルゼロプロトコルの主な特徴
1. 革新的な二重リングネットワークアーキテクチャ
ダブルゼロは画期的な二重リング概念アーキテクチャを採用しています：外側の入口/出口リングと内側のデータフローリングです。外側のリングは公共のインターネットと接続しており、高性能のハードウェア（FPGAなど）を利用して分散サービス拒否攻撃を軽減し、署名を検証し、重複トランザクションをフィルタリングします。内側のリングは、最適にルーティングされた専用帯域幅のライン上でフィルタリングされたトラフィックを使ってコンセンサスを構築することを可能にし、スケーラブルで許可なしの情報サービスを提供します。
2. FPGAベースのエッジフィルタリング
このプロトコルは、従来のx86プロセッサよりもはるかに多くのトラフィックを処理できる特化されたハードウェアを主要な入口ポイントで実装しています。これらのFPGA装置は、スパム除去、トランザクションセットの非重複化、署名検証などの特定のタスクを実行します。オープンソースソフトウェアを利用して、受信トランザクションの公平な扱いを保証します。このエッジフィルタリングは、トラフィックが個々のバリデーターに届く前に行われ、そのリソース要求を劇的に削減します。
3. 許可なしスマートコントラクトガバナンス
ダブルゼロは、オンチェーンのスマートコントラクトに保存された検証済みデータを通じて組織され、貢献者とユーザーの両方に対して透明で許可なしの体験を提供します。分散型制御プレーンは、この情報を使ってルーティングと優先順位の決定にコンセンサスに達し、リアルタイムの需要と供給のダイナミクスに基づいて最適なネットワーク設定と価格付けを自動的に決定します。
4. 光ファイバーインフラとネットワーク効果
このプロトコルは、現代のリンクが毎秒数百テラビットをサポートできる光ファイバー市場の膨大な余剰容量を利用し、未利用の「ダークファイバー」が重要な分野に残っています。ネットワーク貢献者は、所有またはリースされた接続を提供し、エンドポイントの場所、帯域幅、遅延、MTUサイズなどのリンク特性を定めるサービスレベル契約にコミットします。連合的な性質は、統合された全体の一部として個々の貢献がより価値あるものになるネットワーク効果を生み出します。
5. マルチキャストと高度なトラフィック最適化
内側のリングでのマルチキャストトラフィックのサポートにより、ネットワーク全体でブロック、状態遷移、シェレッドの効率的な伝播が可能になります。ブロック伝播のような付加価値機能は、共通のプロトコル制御の下にある単一のネットワークドメインによって利益を得て、公共のインターネットを超えてトラフィックフローを最適化します。
ダブルゼロプロトコルのユースケース
1. レイヤー1ブロックチェーンの最適化
レイヤー1ブロックチェーンは、ダブルゼロにとって最も強力なユースケースを表し、バリデーターがスパムだらけのトランザクションの洪水に直面しつつ、ジッターが発生しやすい公共インターネット経路を介してコンセンサスを達成するという基本的な課題に対処します。ダブルゼロは、DDoS攻撃を軽減し、署名を検証し、重複を排除するためのフィルタリングのためにオープンソースコードを動かすスケーラブルなハードウェアを提供します。この協力的なインフラ共有により、システムは個々のバリデーターがリソースを調達する必要がなく、専用帯域幅リンクにより、ブロックが最小の遅延とジッターで構築、共有、承認されることが保証されます。
2. RPCノードの強化
リモートプロシージャコールノードは、ダブルゼロの能力から三つの重要な課題で大きな恩恵を受けます。第一に、エアドロップやNFTのミントといったコミュニティイベント中のトラフィック急増からの保護や、DDoS攻撃の軽減です。第二に、ブロックリーダーやメンパールへのトランザクションの配信が改善され、高価値の時間に敏感なトランザクション（アービトラージなど）を競争的に実行するために重要です。第三に、耐障害性のある低遅延の接続を通じた状態同期が強化され、RPCがダウンストリームアプリケーションのために最新のブロックチェーンビューを維持することを保証します。
3. 最大抽出可能価値（MEV）システム
MEVシステムは非常に遅延に敏感であり、ダブルゼロの性能向上から二つの次元で利益を得ます。ネットワークのリアルタイム状態の可視性が向上することにより、より利益の得られるトランザクションの順序決定と効率的なブロック構築が可能になります。加えて、バリデーターへの提案の中継が高速化され、複雑な組合せ最適化アルゴリズムがより良いトランザクションの順序を見つけるための時間が追加され、遅延の改善は直接的に利益向上に繋がります。
4. レイヤー2およびクロスチェーンアプリケーション
中央集権的または分散型のシーケンサーを活用するレイヤー2ブロックチェーンは、ダブルゼロを利用して、受信トランザクションのフィルタリングや低遅延のレイヤー1への投稿などの標準的なアプリケーションを行うことができます。さらに重要なこととして、このプロトコルは複数のシーケンサー間の調整を促進し、計算の無駄を防ぎ、データの可用性層を持つモジュラーアーキテクチャをサポートします。高帯域幅の接続により、データ可用性層はレイヤー2チェーンの性能要件に追いつくことが保証されます。
ダブルゼロプロトコルはどのように機能するのか？
ダブルゼロは、貢献者、特化されたハードウェア、およびスマートコントラクトガバナンスの調整されたエコシステムを通じて運営されています。ネットワーク帯域幅の貢献者は、データセンター間の専用帯域幅を提供し、各エンドポイントでダブルゼロ互換デバイス（DZDs）を運用し、インターネット接続を持ちます。これらの貢献者は、マルチキャスト、ユーザー検索、およびエッジフィルタリングなどのサービスを提供するダブルゼロソフトウェアを実行します。別途、計算リソースの貢献者は、ユーザートランザクションの追跡、手数料の計算、結果の記録、スマートコントラクトの管理、ブロックチェーンの証明の中継、透明なパフォーマンス指標のためのテレメトリーデータの公開などのメンテナンスと監視の職務を行います。
このプロトコルは、相互接続されたソフトウェアコンポーネントを介して機能します。ダブルゼロデーモンはホストネットワーキングスタックとインターフェースし、トンネルインターフェースやルーティングを管理します。アクティベーターサービスは、IPの割り当てと状態の変更を必要とする契約イベントを監視します。コントローラーはデバイスエージェントの設定インターフェースとして機能します。エージェントソフトウェアは、スマートコントラクトデータに基づいて物理デバイスに設定変更を適用します。ダブルゼロエクスチェンジ（DZX）は異なる貢献者リンクが主要都市で接続し、より広範なメッシュネットワークに効率的に接続される地点として機能します。
スマートコントラクトは、検証済みのオンチェーンデータを通じてネットワークを定義し、透明で許可なしの運用を生み出します。貢献者はエンドポイントの場所、帯域幅、遅延、MTU仕様を含むサービスレベル契約を設定することによって接続します。分散型コントローラーは、スマートコントラクトデータを使用して最適なネットワーク設定を特定し、利用者がシステムへの影響に応じて比例して支払うように適切な価格を決定します。
ダブルゼロネットワークアーキテクチャ
ダブルゼロネットワークアーキテクチャは、主要な入口/出口ポイントにあるネットワークデバイスとネットワーク全体の帯域幅を組み合わせた二つの主要なコンポーネントで構成されており、さまざまな寄与を集約するオーケストレーション技術を通じてメッシュネットワークを形成します。この設計は、プライベートネットワーク（統一された基準だが範囲が限られる）と公共ネットワーク（広範な範囲だが多様な基準）の強みを活かし、両者の長所を組み合わせたものです。
ネットワークデバイスは二重の機能を果たします：個々に貢献されたデータリンクが優先順位を持って一つの統一ネットワークとして機能することを可能にし、フィルタリング、検証、スパム保護を実施します。ローンチ時、ネットワークは市販のFPGAを活用して、フィルタリングとルーティングの両方を処理するパフォーマンス、速度、コストのバランスを取ります。個々のデプロイメントは、複数のGbpsの受信データに対して非重複化、フィルタリング、および署名検証を管理しつつ、ダウンストリームのバリデーターやクライアントデバイスへの接続を管理できます。
ファイバーリンクは、主要なサービスプロバイダーから所有またはリースされた接続をプロビジョニングするネットワーク貢献者を介して、低遅延で高帯域幅のグローバル接続を提供します。貢献者は、エンドポイントの場所、帯域幅、遅延、および準拠したMTUサイズを含むリンク特性を確立するサービスレベル契約にコミットします。パフォーマンスの監視により、準拠したリンクが報酬を得て、準拠していないリンクは失格となることが保障されます。このアーキテクチャは、ネットワークのエッジにあるバリデーター、RPC、および他のシステムをダブルゼロエクスチェンジポイントで接続されたコアのアンダーレイに接続し、公共インターネットエクスチェンジと同様の効率的な大都市圏接続を実現しますが、ブロックチェーントラフィックに最適化されています。
ダブルゼロプロトコルの未来
ダブルゼロの開発ロードマップは、ブロックチェーンを超えて、高性能な通信を必要とするあらゆる分散システムを対象としています。このプロトコルのアプリケーションは、コンテンツ配信ネットワーク、オンラインゲーム、大規模な言語モデルのトレーニング、企業ネットワーキングに広がり、ほぼすべての時間に敏感で高性能な計算アプリケーションがデータフローの取り込みと出力に制限されるという基本的な課題に対処します。
プロジェクトは、分散システムやアプリケーションが構築されるための基礎的な「N1」インフラストラクチャとして確立されることを目指しています。これは、インターネットが今日の基礎的なインフラストラクチャとして機能するのと同じように。ネットワークが進化するにつれて、追加の識別および認証戦略が初期のブロックチェーンの焦点を超えた多様なエコシステムからのユーザーシステムをサポートするために追加されます。
コミュニティ主導の運営は、プロセスを合理化して貢献者を集約し、診断と修理を行うことで、ネットワーク全体の問題に対応できるように成熟します。また、ユーザーは混乱時にも公共インターネットのフォールバック機能を維持します。このプロトコルのオープンソースロードマップには、リポジトリを公共に利用できるようにすることが含まれており、多くのユーザーがパッケージ版を使用するよりもソースコードからコンパイルすることを好むことを認識しています。
長期的な開発は、地理的存在の拡大、FPGA機能の強化、および追加のバリデータークライアントと分散ネットワークのサポートに焦点を当てています。ネットワークの許可なしの性質とスマートコントラクトガバナンスは、貢献者とユーザーの間のインセンティブを調整して持続可能な成長を確保し、採用が増加するにつれてより価値ある自己改善システムを生み出します。
ダブルゼロ対従来のインターネットインフラ
直接インフラの競合
ダブルゼロは、主要なクラウドプラットフォーム（AWS、Google Cloud、Microsoft Azure）やコンテンツ配信ネットワーク（Akamai、Cloudflare）を含む、従来の集中型インフラプロバイダーとの競争に直面しています。これらの既存業者は、ネットワークサービスプロバイダーから長期リースを確保してネットワークを構築し、ネットワークエッジ近くにいるユーザーに安定したパフォーマンスを提供しますが、遠方のユーザーには公共インターネットの制限があり、依存するアプリケーションに重大なカウンターパーティリスクを生じさせます。
このプロトコルは、企業に帯域幅をリースする特化したブロックチェーンインフラプロバイダーやプライベートネットワークサービスプロバイダーとも競争しています。しかし、これらのビジネスモデルは柔軟性がなく、動的な企業ニーズにうまく対応せずに、長期間にわたって固定容量で帯域幅を販売し、時間のかかる交渉とオンボーディング手続きを通じて行われます。
ダブルゼロの競争優位性
ダブルゼロの主要な利点は、分散型で許可なしのモデルとブロックチェーン最適化設計を組み合わせたところから生じます。集中型の代替手段とは異なり、プロトコルは単一障害点やカウンターパーティリスクを排除し、契約に固定されることなく、遅延、スループット、および期間を調整できる柔軟性を提供します。ネットワークは、ユーザーが優先的または基本的なアクセスのために支払うことで効率を最大化できる階層的な価格設定を提供し、余剰価値をプロバイダーに戻します。
パフォーマンスの利点には、大規模な地理的分散サイトに対して「毎秒数テラビット」が同時に発生することを要求するDDoS攻撃に対する大幅な抵抗があります。プロトコルのフィルタリングとルーティング最適化は、「システムの集中型のコロケーションなしでは達成できないパフォーマンスレベル」に達することができます。ネットワーク効果により、個々の貢献は隣接リンクとの関係を通じて大幅に価値が高まり、航空会社のアライアンスモデルに似た効果を生み出します。
市場位置づけ分析
従来のインフラソリューションは、予測可能なトラフィックパターンや長期キャパシティプランニングを持つ確立された企業市場で優れた性能を示します。しかし、ブロックチェーンのダイナミックなワークロードに対処する際の柔軟性や高性能ネットワーキングが求められる場合には、問題が生じます。ダブルゼロは、集中型のトレードオフなしで、柔軟かつ高性能なネットワーキングを必要とする分散システムに対する最適な解決策としてポジショニングしています。
プロトコルのオープンな精神と許可なしの参加モデルは、ネットワーク効果とコミュニティ主導の開発を通じて持続可能な競争力を構築しますが、従来のプロバイダーはスケーリング制限や集中化リスクに直面し、ブロックチェーンの採用が進むにつれて問題をより顕著にします。
結論
ダブルゼロプロトコルは、ブロックチェーンインフラにおける重要な進展を表しており、高性能な分散システムネットワーキングのための世界初の分散型フレームワークを導入します。ダブルゼロは、ビットコインの登場以来ブロックチェーンのスケーラビリティを制限してきた重要な通信ボトルネックを解決することにより、分散システムが理論的なパフォーマンスの最大限に近づけるよう促進します。
プロトコルの二重リングアーキテクチャは、外リングのフィルタリングと内リングの最適化されたルーティングを組み合わせることで、レイヤー1ブロックチェーン、RPCノード、MEVシステム、およびレイヤー2ソリューションに対して前例のないパフォーマンスの改善を実現します。従来のインフラプロバイダーが集中化リスクや柔軟性のない契約を生むのとは異なり、ダブルゼロのネットワーク効果モデルは、個々の貢献を統一的なグローバルネットワークに変換し、部分の合計以上の価値を実現します。
ブロックチェーン技術が主流の採用に向けて進化し続ける中、ダブルゼロは次世代の分散アプリケーションを可能にする必要不可欠な「N1」インフラストラクチャーとして位置づけられます。豊かさに基づくイノベーションの基礎を持ち、帯域幅を増加させつつ遅延を縮小することへの取り組みを通じて、ダブルゼロは現代の分散システムに対して妥協のないパフォーマンスを提供するためのインフラを改善することを目指しています。
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