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Celestia の Data Availability Sampling（データ可用性サンプリング）が毎秒 1 テラビットを達成する仕組み：技術的な深掘り

· 約 21 分
Dora Noda
Dora Noda
Software Engineer

2026 年 1 月 13 日、Celestia は 498 の分散ノード全体で 1 テラビット / 秒 という単一のベンチマークによって、期待を大きく上回りました。補足すると、これはイーサリアム最大のレイヤー 2 ロールアップの 1 日の全トランザクション量を 1 秒未満で処理するのに十分な帯域幅です。

しかし、真の物語は表面的な数字だけではありません。それを可能にする暗号インフラストラクチャ、すなわち データ可用性サンプリング (DAS) にあります。これは、リソース制約のあるライトノードがブロック全体をダウンロードすることなくブロックデータの可用性を検証できるようにする画期的な技術です。ロールアップがイーサリアム独自の BLOB ストレージを超えてスケールしようとする中、Celestia がどのようにこのスループットを達成し、それがなぜロールアップの経済性にとって重要なのかを理解することは、かつてないほど重要になっています。

データ可用性のボトルネック：なぜロールアップにはより優れたソリューションが必要なのか​

ブロックチェーンのスケーラビリティは、長年、根本的なトレードオフに制約されてきました。それは、「すべてのノードにすべてのデータをダウンロードして保存させることなく、トランザクションデータが実際に利用可能であることをどのように検証するか」という問題です。これが データ可用性の問題 (data availability problem) であり、ロールアップのスケーリングにおける主要なボトルネックとなっています。

イーサリアムのアプローチ（すべてのフルノードに完全なブロックをダウンロードさせること）は、アクセシビリティの障壁を生み出します。ブロックサイズが大きくなるにつれて、フルノードを運用するための帯域幅とストレージのコストを負担できる参加者が減少し、分散化が脅かされます。イーサリアム L1 にデータを投稿するロールアップは、法外なコストに直面します。需要のピーク時には、1 つのバッチだけで数千ドルのガス代がかかることもあります。

そこで、モジュール型データ可用性レイヤーの登場です。データ可用性を実行とコンセンサスから分離することで、Celestia、EigenDA、Avail といったプロトコルは、セキュリティの保証を維持しながらロールアップのコストを大幅に削減することを約束します。Celestia の革新とは？ それは、検証モデルを 反転させる サンプリング技術です。可用性を検証するためにすべてをダウンロードする代わりに、ライトノードが小さな断片をランダムにサンプリングし、データセット全体が存在するという統計的な確信を得る手法です。

データ可用性サンプリングの解説：ダウンロードせずにライトノードが検証する方法​

根本的に、DAS は確率的な検証メカニズムです。仕組みは以下の通りです：

ランダムサンプリングと信頼の構築​

ライトノードはブロック全体をダウンロードしません。その代わりに、ブロックデータの小さな部分に対して 複数回のランダムサンプリング を実施します。サンプリングが成功するたびに、完全なブロックが利用可能であるという確信が高まります。

その数学的原理はエレガントです。悪意のあるバリデーターがブロックデータのほんの一部でも隠蔽した場合、正直なライトノードはわずか数回のサンプリングで高い確率でデータの欠落を検出します。これにより、リソースが限られたデバイスでもデータ可用性の検証に参加できるセキュリティモデルが構築されます。

具体的には、各ライトノードが拡張データマトリックス内のユニークな座標セットをランダムに選択し、ブリッジノードに対して対応するデータシェアとマークルプルーフ (Merkle proofs) を要求します。ライトノードが各クエリに対して有効な応答を受け取れば、統計的確率によってブロック全体のデータが利用可能であることが保証されます。

2 次元リード・ソロモン符号化：数学的基盤​

Celestia は、サンプリングの効率性と不正耐性の両立を可能にするため、2 次元リード・ソロモン符号化スキーム (2D Reed-Solomon encoding scheme) を採用しています。技術的な流れは以下の通りです：

  1. ブロックデータの分割: k × k のチャンクに分け、データスクエアを形成
  2. リード・ソロモン消失訂正符号 (Erasure coding): これを 2k × 2k のマトリックスに拡張（冗長性を追加）
  3. マークルルートの計算: 拡張マトリックスの各行と各列に対して実行
  4. ルートのマークルルート: これがブロックヘッダーにおけるブロックデータコミットメント (block data commitment) となります

このアプローチには極めて重要な特性があります。拡張マトリックスのいずれかの部分が欠落している場合、エンコーディングが崩れ、ライトノードがマークルプルーフを検証する際に不整合を検出します。攻撃者は、見つかることなく選択的にデータを隠蔽することはできません。

ネームスペース付きマークルツリー：ロールアップ固有のデータ分離​

マルチロールアップ環境において Celestia のアーキテクチャが真価を発揮するのが、ネームスペース付きマークルツリー (Namespaced Merkle Trees: NMT) です。

標準的なマークルツリーはデータを任意にグループ化しません。しかし、NMT はすべてのノードにその子ノードの最小および最大ネームスペース識別子をタグ付けし、リーフをネームスペース順にソート します。これにより、ロールアップは以下のことが可能になります：

  • 自らのデータのみをダウンロード: DA レイヤーから特定のデータのみを取得
  • 完全性の証明: 自らのネームスペースのデータが完全であることをマークルプルーフで証明
  • 無関係なデータを無視: 他のロールアップのデータを完全に無視

ロールアップの運営者にとって、これは競合するチェーンのデータをダウンロードするための帯域幅コストを支払う必要がないことを意味します。必要なものだけを取得し、暗号学的証明で検証して次に進むことができます。これは、すべての参加者がすべてのデータを処理しなければならないモノリシックなチェーンと比較して、圧倒的な効率性の向上をもたらします。

Matcha アップグレード：128MB ブロックへのスケーリング​

2025 年、Celestia はモジュール型データ可用性における画期的な出来事となる Matcha アップグレード を有効にしました。主な変更点は以下の通りです：

ブロックサイズの拡張​

Matchaは、最大ブロックサイズを 8MB から 128MB へと拡大し、容量を16倍に増加させます。これは以下の内容を意味します：

  • データスクエアサイズ：128 → 512
  • 最大トランザクションサイズ：2MB → 8MB
  • 持続的なスループット：テストネットで 21.33 MB/s（2025年4月）

比較すると、イーサリアムのターゲットプロブ数は1ブロックあたり6つ（約 0.75 MB）で、最大9つまで拡張可能です。Celestiaの 128MB ブロックは、この容量を100倍以上上回っています。

高スループットのブロック伝搬​

制約はブロックサイズだけではなく、ブロックの伝搬速度にもありました。Matchaは、バリデータの同期を崩すことなく、ネットワーク全体に 128MB のブロックを安全に配信する新しい伝搬メカニズム（CIP-38）を導入しました。

テストネットでは、128MB のブロックで6秒のブロック時間を維持し、21.33 MB/s のスループットを達成しました。これは現在のメインネットの容量の16倍に相当します。

ストレージコストの削減​

最も見過ごされがちな経済的変化の1つは、Matchaが最小データプルーニング期間を30日から7日と1時間に短縮したことです（CIP-34）。

ブリッジノードの場合、予測されるスループットレベルにおいて、ストレージ要件が 30TB から 7TB に削減されます。インフラプロバイダーの運用コストが下がることは、ロールアップにとってより安価なデータ可用性（DA）につながります。

トークノミクスの刷新​

Matchaは TIA トークンの経済モデルも改善しました：

  • インフレ率の削減：年率5%から2.5%へ
  • バリデーター手数料の引き上げ：上限が10%から20%へ
  • 担保特性の向上：TIA を DeFi のユースケースにより適したものに

これらの変更により、Celestia は次のフェーズである 1 GB/s 以上のスループットへのスケーリングに向けた準備を整えています。

ロールアップの経済学：なぜ 50% の DA 市場シェアが重要なのか​

2026年初頭の時点で、Celestia はデータ可用性市場の約 50% を占めており、160 GB 以上のロールアップデータを処理しています。この優位性は、コストとスケーラビリティを優先するロールアップ開発者による実社会での採用を反映しています。

コスト比較：Celestia vs イーサリアムプロブ​

Celestia の料金モデルはシンプルです。ロールアップは、サイズと現在のガス価格に基づいてプロブごとに支払います。計算が支配的な実行レイヤーとは異なり、データ可用性は根本的に帯域幅とストレージに関するものであり、これらのリソースはハードウェアの向上に伴ってより予測可能にスケールします。

ロールアップ運営者にとって、その計算は説得力があります：

  • イーサリアム L1 への投稿：需要のピーク時、バッチ送信に 1,000ドル〜10,000ドル以上のガス代がかかる場合があります。
  • Celestia DA：同等のデータに対して、1バッチあたり1ドル未満のコスト。

この100倍以上のコスト削減こそが、ロールアップがモジュラー DA ソリューションに移行している理由です。安価なデータ可用性は、エンドユーザーのトランザクション手数料の低下に直結します。

ロールアップのインセンティブ構造​

Celestia の経済モデルはインセンティブを一致させます：

  1. ロールアップは、データサイズに比例してプロブストレージの料金を支払う
  2. バリデーターは、DA レイヤーのセキュリティ確保により手数料を得る
  3. ブリッジノードは、ライトノードにデータを提供し、サービス手数料を得る
  4. ライトノードは、データを無料でサンプリングし、セキュリティに貢献する

これによりフライホイールが生まれます。より多くのロールアップが Celestia を採用するにつれ、バリデーターの収益が増え、より多くのステーカーを引きつけ、セキュリティが強化され、それがさらに多くのロールアップを惹きつけます。

競合：EigenDA、Avail、そしてイーサリアムプロブ​

Celestia の 50% の市場シェアは攻勢を受けています。3つの主要な競合が積極的にスケールしています：

EigenDA：イーサリアムネイティブのリステーキング​

EigenDA は、EigenLayer のリステーキングインフラを活用し、イーサリアムロールアップ向けに高スループットのデータ可用性を提供します。主な利点：

  • 経済的セキュリティ：リステークされた ETH（現在リステーキング市場の 93.9%）によって保護
  • 強固なイーサリアム統合：イーサリアムのプロブ市場とのネイティブな互換性
  • 最高の期待スループット：ただし、以前のバージョンではアクティブな経済的セキュリティが欠如していた

批判的な意見としては、EigenDA のリステーキングへの依存はカスケードリスクを招くと指摘されています。もし AVS（分散型検証サービス）でスラッシングが発生した場合、それが Lido の stETH 保持者に波及し、広範な LST 市場を不安定にする可能性があります。

Avail：すべてのチェーンのためのユニバーサル DA​

Celestia の Cosmos フォーカスや EigenDA のイーサリアム志向とは異なり、Avail はあらゆるブロックチェーンアーキテクチャと互換性のあるユニバーサル DA レイヤーとしての地位を確立しています：

  • UTXO、アカウント、オブジェクトモデルのサポート：ビットコイン L2、EVM チェーン、Move ベースのシステムで動作
  • モジュラー設計：DA をコンセンサスから完全に分離
  • クロスエコシステムのビジョン：すべてのブロックチェーンのためのニュートラルな DA レイヤーを目指す

Avail の課題は、最新の参入者であるため、Celestia や EigenDA と比較して稼働中のロールアップ統合が遅れていることです。

イーサリアムネイティブプロブ：EIP-4844 とその後​

イーサリアムの EIP-4844（Dencun アップグレード） は、プロブを運ぶトランザクションを導入し、ロールアップに対して calldata よりも安価なデータ投稿の選択肢を提供しました。現在の容量：

  • ターゲット：1ブロックあたり6プロブ（約 0.75 MB）
  • 最大：1ブロックあたり9プロブ（約 1.125 MB）
  • 将来の拡張：PeerDAS および zkEVM アップグレードにより 10,000+ TPS を目指す

しかし、イーサリアムのプロブにはトレードオフがあります：

  • 短い保存期間：データは約18日後にプルーニングされる
  • 共有リソースの競合：すべてのロールアップが同じプロブスペースを奪い合う
  • 限定的なスケーラビリティ：PeerDAS を使用しても、プロブ容量の上限は Celestia のロードマップを大きく下回る

イーサリアムへのアライメントを優先するロールアップにとって、プロブは魅力的です。一方、膨大なスループットと長期的なデータ保持を必要とするロールアップにとっては、Celestia の方が適しています。

Fibre Blockspace：1 テラビットのビジョン​

2026 年 1 月 14 日、Celestia の共同創設者 Mustafa Al-Bassam 氏は、ミリ秒単位のレイテンシで 毎秒 1 テラビット のスループットを目指す新しいプロトコル、Fibre Blockspace を発表しました。これは、わずか 1 年前の当初のロードマップ目標から 1,500 倍の向上 を意味します。

ベンチマークの詳細​

チームは以下の構成を使用して 1 Tbps のベンチマークを達成しました：

  • 北米に分散された 498 のノード
  • 各 48 〜 64 個の vCPU と 90 〜 128 GB の RAM を備えた GCP インスタンス
  • インスタンスあたり 34 〜 45 Gbps のネットワークリンク

これらの制御された条件下で、プロトコルは毎秒 1 テラビットのデータスループットを維持しました。これはブロックチェーンのパフォーマンスにおける驚異的な飛躍です。

ZODA エンコーディング：KZG より 881 倍高速​

Fibre の核心は、新しいエンコーディング・プロトコルである ZODA です。Celestia は、EigenDA や Ethereum の blob（ブロブ）で使用されている KZG コミットメントベースの代替案よりも、データを 881 倍高速 に処理できると主張しています。

KZG コミットメント（Kate-Zaverucha-Goldberg 多項式コミットメント）は暗号学的に洗練されていますが、計算コストが高くなります。ZODA は、一部の暗号学的特性をトレードオフにすることで圧倒的な速度向上を実現し、汎用ハードウェアでテラビット規模のスループットを可能にします。

ビジョン：すべての市場がオンチェーンに​

Al-Bassam 氏のロードマップにおける声明は、Celestia の野心を端的に表しています：

「10 KB/s が AMM を可能にし、10 MB/s がオンチェーン・オーダーブックを可能にしたのであれば、1 Tbps はあらゆる市場をオンチェーンに移行させる飛躍となるでしょう。」

その意味するところは、十分なデータ可用性帯域幅があれば、現在中央集権型取引所が支配している金融市場（スポット、デリバティブ、オプション、予測市場）を、透明でパーミッションレスなブロックチェーン・インフラストラクチャに移行できるということです。

現状確認：ベンチマーク vs 本番環境​

ベンチマークの条件が、現実世界の混沌とした状況と一致することは稀です。1 Tbps の結果は、高性能なクラウドインスタンスを使用した制御されたテストネット環境で達成されました。真の試練は以下の状況で訪れます：

  • 実際のロールアップが本番稼働のワークロードを投入したとき
  • ネットワーク条件の変動（レイテンシのスパイク、パケットロス、非対称帯域幅）
  • 敵対的なバリデータによるデータ隠蔽攻撃の試行

Celestia のチームもこれを認めています。Fibre は 既存の L1 DA 層と並行して 動作し、ユーザーに「実戦で証明されたインフラ」と「最先端の実験的なスループット」のどちらかを選択する機会を提供します。

ロールアップ開発者への影響​

ロールアップを構築している場合、Celestia の DAS アーキテクチャは魅力的な利点を提供します：

Celestia を選択すべき場合​

  • 高スループット・アプリケーション: ゲーミング、ソーシャルネットワーク、マイクロペイメント
  • コストに敏感なユースケース: 1 セント未満の取引手数料を目指すロールアップ
  • データ集約型のワークフロー: AI 推論、分散型ストレージ統合
  • マルチロールアップ・エコシステム: 複数の特化型ロールアップをローンチするプロジェクト

Ethereum Blob を使い続けるべき場合​

  • Ethereum へのアライメント: ロールアップが Ethereum の社会的コンセンサスとセキュリティを重視する場合
  • 簡素化されたアーキテクチャ: Blob は Ethereum のツール群とのより密接な統合を提供します
  • 複雑さの低減: 管理すべきインフラが少ない（個別の DA 層が不要）

統合に関する考慮事項​

Celestia の DA 層は、主要なロールアップ・フレームワークと統合されています：

  • Polygon CDK: 容易にプラグイン可能な DA コンポーネント
  • OP Stack: カスタム DA アダプターが利用可能
  • Arbitrum Orbit: コミュニティ構築の統合機能
  • Rollkit: ネイティブな Celestia サポート

開発者にとって、Celestia の採用は多くの場合、ロールアップスタック内のデータ可用性モジュールを入れ替えることを意味し、実行や決済のロジックへの変更は最小限で済みます。

データ可用性戦争：次に来るもの​

モジュラー・ブロックチェーンの仮説は、リアルタイムでストレスステストを受けています。Celestia の 50% の市場シェア、EigenDA のリステーキングの勢い、そして Avail のユニバーサルなポジショニングにより、ロールアップのシェアを巡る三つ巴の競争が繰り広げられています。

注目すべき主要トレンド​

  1. スループットの拡大: Celestia は 1 GB/s から 1 Tbps を目指し、EigenDA と Avail も対抗するでしょう
  2. 経済的セキュリティモデル: リステーキングのリスクは EigenDA に追いつくか？Celestia のバリデータセットは拡張可能か？
  3. Ethereum Blob の拡張: PeerDAS や zkEVM のアップグレードにより、コスト構造が変化する可能性があります
  4. クロスチェーン DA: Avail のユニバーサルなビジョン vs エコシステム固有のソリューション

BlockEden.xyz の視点​

インフラストラクチャ・プロバイダーにとって、複数の DA 層をサポートすることは不可欠になりつつあります。ロールアップ開発者は、Ethereum だけでなく、Celestia、EigenDA、Avail への信頼性の高い RPC アクセスを必要としています。

BlockEden.xyz は、Celestia および 10 以上のブロックチェーン・エコシステム向けに高性能な RPC インフラを提供しており、ロールアップチームがノードインフラを管理することなくモジュラースタック上に構築することを可能にします。当社のデータ可用性 API を探索して、ロールアップのデプロイを加速させましょう。

結論：新しい競争優位性としてのデータ可用性​

Celestia のデータ可用性サンプリング（DAS）は、単なる漸進的な改善ではなく、ブロックチェーンが状態を検証する方法におけるパラダイムシフトです。ライトノードが確率的サンプリングを通じてセキュリティに参加できるようにすることで、Celestia はモノリシックなチェーンでは不可能な方法で検証を民主化します。

Matcha アップグレードによる 128 MB のブロックと、Fibre ビジョンの 1 Tbps スループットは、ロールアップ経済の転換点を象徴しています。データ可用性のコストが 100 分の 1 になれば、オンチェーンでの高頻度取引、リアルタイムのマルチプレイヤーゲーム、大規模な AI エージェントの連携など、まったく新しいカテゴリーのアプリケーションが実現可能になります。

しかし、テクノロジーだけで勝者が決まるわけではありません。DA 戦争は以下の 3 つの要因によって決まるでしょう：

  1. ロールアップの採用: どのチェーンが実際に本番環境への導入を確約するか？
  2. 経済的な持続可能性: 利用規模が拡大しても、これらのプロトコルは低コストを維持できるか？
  3. セキュリティの回復力: サンプリングベースのシステムは、高度な攻撃に対してどの程度耐性があるか？

Celestia の 50% の市場シェアと 160 GB の処理済みロールアップデータは、このコンセプトが機能することを証明しています。今や問いは「モジュラー DA はスケールできるか？」から「どの DA 層がロールアップ経済を支配するか？」へと移っています。

この状況を進むビルダーへのアドバイスは明確です：DA 層を抽象化することです。再設計することなく Celestia、EigenDA、Ethereum Blob、Avail の間を切り替えられるようにロールアップを設計してください。データ可用性戦争はまだ始まったばかりであり、勝者は予想外の存在かもしれません。

ソース：

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