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本日、数週間後に予定されているFilecoin v13Hyper Driveアップグレードでは、Filecoin Proofsシステムの革新により、ストレージオンボーディングの効率が10～25倍になることが発表されました。(ストレージプロバイダーが新しいアグリゲーションリミットをどのように活用するかによります。)

Filecoinメインネットの立ち上げからわずか7ヶ月で、現在2,300以上のアクティブなマイナーが、毎週Filecoinネットワークに数百PiBバイトの有用なストレージを提供しています。この驚くべき成長率は、実際にはストレージプロバイダーがネットワークに追加できる総容量のごく一部です。

Filecoinネットワークでのサービス提供に対する需要が大きいため、メインネット立ち上げのかなり前から、ストレージの増加はFilecoinネットワークのチェーンキャパシティにより制限されています。現在ブロックは、新しい容量証明、ストレージ取引、継続的なストレージ検証（Window PoSts）でいっぱいです。これにより、マイナーがFilecoinに接続できる新しいストレージが制限され、ストレージ取引の公開など他のすべてのチェーン上の取引がガス料金のために高価になっています。

そのため、CryptoNetLabとCyptoComputeLabは、ネットワークの立ち上げ以来、チェーンキャパシティを増やし、Filecoinネットワークの成長率を妨げることなく、懸命に取り組んできました。チェーンの容量を増やすことには多くのメリットがあります。

・現在のストレージプロバイダーが、より迅速かつ安価に追加のストレージ容量を搭載できるようになります。

・新しいストレージプロバイダーが参入して、何PiB（またはEiB！）ものストレージ容量に迅速に拡大するためのスペースを確保出来ます。

・継続的なストレージの検証、取引、新しいアカウントの作成など、その他の重要な機能のためにチェーンの帯域を増やす事が出来ます。

・新しいストレージを導入する際のガス料金を減少させ、有用なデータをFilecoinに保存する費用より安くなります。

ファイルコインは有用なストレージネットワークであり、その使命である「人類の情報のための、分散型で効率的かつ堅牢な基盤を作る」ためには、世界的なデータの増加に合わせてストレージ容量を指数関数的に増やす必要があります。無駄なプルーフオブワークのブロックチェーンではなく、FilecoinのProof of Storageは、プルーフオブレプリケーションとプルーフオブスペースタイムを含み、人類のデータを保存するための巨大な分散型データセンターを蓄積することで、マイニングプロセスを世界に役立てることに焦点を当てています。そのため、Filecoinのv13アップグレードの変更は非常に重要であり、人類にとって最も価値のある情報を10～25倍にして保存できるようになります。

Filecoin v13 HyperDriveアップグレード：ストレージプロバイダーにとっての意味とは？

6月中旬に予定されているアップグレードは、すべてのFilecoinネットワーク参加者にとって大きな意味を持ちます。ストレージクライアントとアプリケーション開発者は、ネットワーク全体のユーティリティを向上させるメッセージスループットの増加の恩恵を受けますが、最も注目すべき改善は、新しいスケールメリットと、より速い容量導入率の恩恵を受けるストレージプロバイダーです。また、より高い容量増加率により、新規参入ストレージプロバイダーは、Filecoinネットワーク内の主要プレーヤーとして迅速に地位を確立する機会となります。

以前は、大規模なストレージプロバイダーは、1日あたり100PiBのストレージ容量をFilecoinに搭載するためのリソースとハードウェアを持っていたかもしれませんが、チェーンの帯域幅の制限により、1日あたり40PiBのストレージ接続制限のため100PiBの接続が出来ませんでした。また、新しいストレージ証明のための限られたチェーンスペースを他のマイナーと競合していました。今回、HyperDriveの改良により、このようなストレージプロバイダーは、証明のコミットなど、チェーン上のメッセージ数を大幅に減らして集約することができ、チェーンスペースを節約しながらネットワークパワーを迅速に拡大することができます。すべてのマイナーがこの方法を採用した場合、現在のストレージ搭載率（現在はチェーン容量の100％以上）は、新しいチェーン容量の5％以下になるでしょう。

これはマイナーにとって大きな意味を持ちます。Filecoinネットワークのブロック報酬のシェアを増やすことで収益を上げるチャンスでもあり、現在は1日に37万FIL のマイニング報酬が支払われています。新しい運用方法への適応が遅れたマイナーは、同業他社に比べて割り当てが減少する可能性がありますので、この機会を逃さないようにしてください。

ストレージプロバイダーがオペレーションの準備を整え、迅速な導入のために潜在的なキャパシティの準備を始めるためには、プルーフアグリゲーション機能を備えた最初のlotus RCは、キャリブレーションテストネットのアップグレードとともに、2021年5月31日の週に利用可能の予定です。リリース時期の更新については、lotus v1.10.0リリースアナウンスのディスカッションをご覧ください。また、ネットワーク（キャリブレーションネットとメインネット）のアップグレードのエポックについては、Filecoin v13 HyperDrive Upgradeのアナウンスをご覧ください。対応するアップデートは、ファイルコイの#fil-announcementsと#fil-lotusにも投稿されます。

SnarkPackによるFilecoinチェーンの容量拡大

Filecoin v13アップグレードは、Filecoinのプルーフシステムの革新により可能となりました。この数ヶ月間、CryptoNetLabとCyptoComputeLabは、スケーラビリティの向上とネットワークの混雑を解消するために、Filecoinのプルーフメカニズムの大幅な改良を設計・実装しました。彼らの努力の結果、Filecoinに大幅なスケーラビリティの改善をもたらす、待望の2つのFIP（Filecoin Improvement Proposals）が誕生しました。

・FIP-0013、ProveCommitAggregatedメソッドを追加し、オンチェーンの混雑を緩和

・FIP-0008、miner batched sector pre-commitメソッドの追加

これらのFIPの核心は、複数の証明検証（SNARKの形でオンチェーンに加えられる）を、より少ないチェーン帯域幅に済む1つの集約されたメッセージに集約して凝縮することです。現在、Filecoinネットワークは最大のSNARKシステムであり、毎日500万以上のSNARKを生成・検証しています。これらの重要なスケーラビリティ要件を満たすために、CryptoNetLabはSnarkPackをリリースすることにしました。SnarkPackは、Bünz氏のInner Pairing Productの研究に基づいて構築され、Filecoinの証明システムのために開発されました。大幅なパフォーマンスの最適化に加えて、SnarkPackは新しいコミットメントスキームを使用しており、追加のトラステッドセットアップなしでプルーフアグリゲーションを可能にしており、稼働状態のFilecoinネットワークに簡単にアップグレードできるようになっています。SnarkPackがどのように機能するかについては、SnarkPackの詳細情報やCryptology ePrintで読むことができます。

SnarkPackはFIP0013の解決策として、マイナーが複数のセクターのProveCommitレシートを単一のオンチェーンメッセージに集約するための新メソッドとしてProveCommitAggregateを追加します。これにより、コストのかかる冗長なチェックが削除され、その他のチェックは複数のセクターで償却できるようになったため、セクターごとの証明サイズと検証時間が大幅に削減されました。小規模なマイナーでもこれらの最適化を利用できるように、PreCommitおよびProveCommitメッセージを送信するためのウィンドウが拡張され、小規模なマイナーはそのウィンドウ内のすべての証明を単一のオンチェーンメッセージに集約することができます。

SnarkPackは、64スレッド/32コアのAMD Ryzen™ Threadripper CPU上で、8192個のSNARK証明を8秒で集約し、サイズが38倍に縮小され、デシリアライゼーションを含めて33msで検証できる証明を作成することができます。この新機能により、マイナーは1つのProveCommitAggregateメッセージで、最大819セクターのプルーフコミットメントを提出できるようになります。

SNARKの動画はこちらを御覧ください。

FIP0013に加えて、FIP0008もHyperDrive Networkのアップグレードに含まれています。この新しいPreCommitSectorBatchメソッドは、いくつかの冗長でコストのかかるチェックを取り除き、複数のセクターにわたってコストを償却します。

アップグレードのスケジュールとその他の機能

FIP0013とFIP0008に加えて、Actors v5（Filecoin v13 HyperDrive Networkのアップグレードで実装）には、FIP-0012のような便利な改善点も含まれています。FIL+クライアントアドレスのDataCap Top upは、Filecoin Plusの認証を受けたクライアントのDataCapの継ぎ足し（訳注：おかわり）を可能にするものです。これまでは、新規のデータキャップ割り当てリクエストは、それぞれ固有のアドレスを対象とする必要があり、プログラム開始以来サービスされてきた何百ものデータキャップ割り当てリクエストを更新するための運用上のオーバーヘッド（訳注：余計な負担・負荷）が発生していました。FIP0012では、FIL+クライアントは既存のアドレスに追加のDataCapを受け取ることができ、クライアントとマイナーの取引体験を向上させることができます。大規模なデータセットに対するFIL+のデータキャップの割り当てを拡大するための重要な取り組みが行われており、これらの改善により、Filecoinは重要なデータにとって便利なストレージネットワークとなっていきます。

メインネットの実装であるlotus(v1.10.0)、venus、forestのコア開発者たちは、現在6月中旬に予定されているFilecoin v13のアップグレードに向けて疾走しています。このアップグレードは、Filecoinネットワークの大規模な（そして非常に待ち望まれている）アップグレードであり、スムーズなアップグレードを保証するために、徹底したエンドツーエンドのテストが必要です。アップグレードの最新情報とスケジュールはこちらをご覧ください。アップグレードに関してご質問がありましたら、このコミュニティディスカッションにコメントをお寄せいただくか、このディスカッションに新しいロータスのリリースに対するフィードバックをお願いします。

今後の進展

今後、Filecoinをストレージプロバイダーとユーザーの両方にとって最高のストレージネットワークにするために、できることはまだたくさんあります。Filecoin v13 はチェーン容量にとって大きな飛躍ですが、CryptoNetLabは完全な指数関数的スケーリング能力を達成するための改善を継続し、FilecoinのPoRepスキームを増強して、再シーリングすることなくユーザーが提出したディールでコミットされた容量セクターをアップグレードできるようにします。

短期的には、多くの異なるマイナーからのメッセージを束ねる、ネットワークレベルのプルーフアグリゲーターノードがスループットをさらに向上させるという明確な目標もあります。これらのアグリゲーターは、異なるマイナー間で多くのProveCommitメッセージをバッチ処理することで、アグリゲーションレートを高速化し、シーリングリソースが限られている小規模マイナーがアグリゲーションの最適化を十分に活用できるようにします。今後のネットワークアップグレードでも、このような改善が行われることを期待しています。