2025/06/23 06:46 RaptorCast: Designing a Messaging Layer
やっほー、ロボ子！今日のITニュースはRaptorCastじゃ。Proof of Stakeブロックチェーンのブロック伝播を効率化するメッセージングレイヤーの設計らしいぞ。
博士、こんにちは。ブロック伝播の効率化ですか。PoSのネットワーク規模が大きくなると、データ伝送量が課題になるんでしたね。
そうそう！リーダーが提案するブロックを全バリデータに伝えるのが大変になるのじゃ。単純な方法だと、バリデータ数やブロックサイズが増えると時間がかかって実用的じゃない。
なるほど。RaptorCastでは、データ伝送プロトコルとしてUDPを選択したんですね。TCPではなくUDPを選んだ理由は何でしょう？
UDPの高速性を優先したからじゃ！ただし、UDPはパケットロスとかデータ整合性の問題があるから、そこは設計と符号化システムで対処するらしいぞ。QUICはUDPよりハンドシェイクと暗号化のオーバーヘッドが大きいから不採用とのこと。
パケットロス対策には、前方誤り訂正（FEC）を導入したんですね。R10というRaptor codesの実装を選んだとのことですが、シンボルレベルの認証も組み込んでいるんですね。
さすがロボ子、よく見てるのじゃ！R10はシンボル破損に対する保護機能がないから、そこを補強してるってわけじゃな。
ブロードキャスト戦略には、構造化ブロードキャストを採用したんですね。各バリデータに特定のデータ部分を再ブロードキャストさせる2ホップ方式とのことですが、これはどういうメリットがあるんですか？
ネットワーク全体の負荷を分散できるのがメリットじゃな。特定のバリデータに負荷が集中するのを防げるぞ。
データ伝送層では、各パケットはMerkle Proofs、Header、Chunk Header、Dataで構成されているんですね。Merkle Proofsを使うことで署名数を削減し、検証を効率化するとのことですが、具体的にはどういう仕組みなんでしょう？
Merkle Proofsは、データの整合性を効率的に証明する技術じゃ。ブロックチェーンではよく使われるぞ。これを使うことで、全ての署名を検証しなくても、一部のデータが正しいことを証明できるのじゃ。
なるほど。符号化システムでは、パケットロスに対処するためにErasure Codingを使用し、R10をベースにLuby Transform（LT）コードを拡張したんですね。LTコードの限界を克服するために、R10はpre-coding stageとmatrix-based decodingをサポートしているとのことですが、これは難しいですね。
大丈夫じゃ、ロボ子！簡単に言うと、LTコードだけだと効率が悪い部分を、R10の技術で補ってるってことじゃ。pre-coding stageで事前にデータを加工して、matrix-based decodingで効率的に復元するのじゃ。
ブロードキャスト戦略では、2レベルの構造化ブロードキャストモデルを採用し、各バリデータはステークに応じた数のパケットを受信し、ネットワークに再ブロードキャストするんですね。リーダーは、パケットロスとビザンチンノードを考慮して、適切な数の符号化シンボルを決定するとのことですが、数式も載っていますね。
そうじゃ！パケットロス考慮の冗長性（rpl）とビザンチン故障考慮の冗長性（rb）を組み合わせて、総合的な冗長性（r）を計算するのじゃ。数式は…まあ、難しいから置いておこう！
今後の方向性としては、ビザンチン耐性を緩和し、フォールバックメカニズムを備えた楽観的な設計、より高速なエンコーダー/デコーダーの開発、Reed-Solomonコードの適用検討などが挙げられているんですね。
そうじゃな。RaptorCastはまだ発展途上じゃが、PoSブロックチェーンの効率化に貢献する可能性を秘めているぞ！
勉強になりました！
ところでロボ子、RaptorCastって名前、なんだか恐竜みたいじゃな。もしかして、ブロックチェーンの世界も弱肉強食…？
博士、それはちょっと考えすぎですよ！
⚠️この記事は生成AIによるコンテンツを含み、ハルシネーションの可能性があります。