PeerDAS 解説：イーサリアムがすべてをダウンロードせずにデータを検証する方法
1 ページも読まずに、500 ページの本が存在することを検証できるとしたらどうでしょうか？ それこそが、イーサリアムが PeerDAS によって実現したことであり、分散化を犠牲にすることなくブロックチェーンを拡張する方法を静かに再構築しています。
2025 年 12 月 3 日、イーサリアムは Fusaka アップグレードを有効化し、主要機能として PeerDAS（Peer Data Availability Sampling）を導入しました。ほとんどのニュースの見出しはレイヤー 2 ネットワークの 40 〜 60% の手数料削減に焦点を当てていましたが、その基盤となるメカニズムはより重要なものを象徴しています。それは、すべてのデータを実際に保存することなく、データが存在することをブロックチェーンノードが証明する方法の根本的な転換です。
課題： 全員がす べてを永遠にダウンロードし続けることはできない
PeerDAS について深く掘り下げる前に、それが解決する課題を理解しましょう。
ブロックチェーンは固有の緊張に直面しています。処理するデータが増えるほど、一般の人々がノードを運用することが難しくなります。ノードの運用に高価なハードウェアと膨大な帯域幅が必要になれば、ネットワークは資金力のあるオペレーターを中心に中央集権化されます。しかし、ノードのアクセシビリティを維持するためにデータスループットを制限すると、拡張することができません。
これがデータ可用性（Data Availability）の問題です。全員にすべてをダウンロードすることを要求せずに、誰でもブロックチェーンの状態を検証できるように、トランザクションデータがネットワークのどこかに確実に存在するようにすることです。
2024 年 3 月の Dencun アップグレードでイーサリアムが「Blob」を導入したとき、レイヤー 2 の手数料は 1 トランザクションあたり 0.50 〜 3.00 ドルから、約 0.01 〜 0.10 ドルへと急落しました。Blob は、数週間後に削除できるロールアップデータ専用のスペースを提供しました。しかし、そこには落とし穴がありました。可用性を検証するために、依然としてすべてのノードがすべての Blob をダウンロードしなければならなかったのです。
ブロックあたり 6 つの Blob という制限と需要の増加に伴い、イーサリアムはすでに容量の限界に達しつつありました。「全員がすべてをダウンロードする」という古いモデルでは、自宅でバリデータを運用する人々を排除することなく、これ以上の拡張は不可能でした。
PeerDAS の登場： ダウンロードの代わりにサンプリングを行う
PeerDAS は検証モデルを根底から覆します。存在を証明するために Blob 全体をダウンロードする代わりに、ノードは小さなランダムサンプルをダウンロードし、巧妙な数学を用いて完全なデータが利用可能であることを検証します。
直感的なイメージ： 荷物でいっぱいの倉庫に実際に商品が入っているか確認したいとします。従来のアプローチでは、すべての箱を検査する必要がありました。PeerDAS は、いくつかの箱をランダムに選択し、そのサンプルに問題がなければ倉庫全体が適切に在庫されているという統計的な保証を利用するようなものです。
しかし、ランダムサンプリングだけでは不十分です。もし誰かが、あなたがサンプリングすると知っている箱だけを保管していたらどうなるでしょうか？ ここで、イレイジャーコーディング（Erasure Coding）が登場します。
イレイジャーコーディング： サンプリングを機能させる数学
イレイジャーコーディングは、一部が破損してもデータを復元する必要がある衛星通信や CD ストレージなどの技術から借用されたものです。この手法は、データに構造化された冗長性を追加し、部分的な断片から全体を再構築できるようにします。
PeerDAS では、イーサリアムは各 Blob を取得し、それを 128 のデータの「カラム（列）」にエンコードします。ここでの鍵となる洞察は、これら 128 カラムのうち、任意の 64 カラムがあれば元の Blob を再構築できるということです。データは非常に均等に分散されるため、どの部分を隠しても統計的に不可能になります。
ホログラムを想像してみてください。ホログラフィック画像を半分に切っても、それぞれの半分には依然として完全な画像が含まれています。イレイジャーコーディングは、データに対して同様の冗長性特性を作り出します。
ノードが 128 カラムの中から 8 カラムをランダムにサンプリングすると、隠されたデータを見逃す確率は指数関数的に低下します。悪意のあるアクターが Blob のほんの一部でも隠そうとすれば、ネットワークが成長するにつれて、それが検出される統計的確率は圧倒的なものになります。
KZG コミットメント： 一貫性のコンパクトな証明
2 番目の数学的要素は KZG 多項式コミットメントです。これは、全体を明かすことなく個々の断片を検証できる、データの小さな「指紋」を作成できる暗号技術です。
KZG コミットメントは、データを数学的な多項式の係数として扱います。そして、その多項式上の任意の評価点が正しいことを、ごく小さな証明を用いて証明できます。PeerDAS においてこれは、Blob 全体を送信することなく、サンプリングされたカラムが正当に主張された Blob に属していることを証明することを意味します。
コミットメント自体は、141,000 人以上の参加者が乱数を提供した 2023 年の大規模なセレモニーから生まれました。たった一人の参加者が自分の提供したデータを誠実に破棄していれば、システム全体のセキュリティは維持されます。これは「1-of-N」の信頼前提に基づいています。
PeerDAS の実際の仕組み
技術的な流れを追ってみましょう：
ステップ 1： Blob の拡張
ロールアップが Blob データを送信すると、まず 64 カ ラムとして始まります。イレイジャーコーディングによってこれが 128 カラムに拡張され、構造化された冗長性によってデータが 2 倍になります。
ステップ 2： カラムの分散
128 のカラムは、ゴシッププロトコルを通じてネットワーク全体に分散されます。ノードは、自身のアイデンティティに基づいて特定の「カラムサブネット」をサブスクライブします。
ステップ 3： サンプリング
一般ノードは、128 カラムのうちランダムに選ばれた 8 つのカラムサブネットをサブスクライブします。これは、各ノードが拡張データの 1/16、つまり元の Blob データの 1/8 だけをダウンロードすることを意味します。
ステップ 4： スーパーノードのカバレッジ
合計ステーク額が 4,096 ETH を超えるバリデータを制御するノードは「スーパーノード」となり、128 すべてのカラムサブネットをサブスクライブします。これらのスーパーノードはネットワーク全体をカバーし、データの欠落を修復することができます。
ステップ 5： 検証
ノードは、ブロックヘッダーに含まれる KZG コミットメントに対して、サンプリングしたカラムを検証します。サンプルが正しく検証されれば、ノードは完全な Blob が利用可能であると統計的に確信できます。
ステップ 6： 再構築（必要な場合）
いずれかのノードが完全な Blob を必要とする場合、検証済みのカラムを 64 以上入手できるまでピアにカラムを要求し、元のデータを再構築できます。
セキュリティ：データ隠匿（データ・ウィズホールディング）への対抗
PeerDAS が対抗しなければならない主な攻撃は「データ隠匿（データ・ウィズホールディング）」です。これは、ブロック生成者がデータは利用可能であると主張してブロックを公開しながら、密かにその一部を隠す行為を指します。
PeerDAS は、確率的な保証によってこれを打破します。
- 128 個の列があり、再構成のしきい値が 50% である場合、攻撃者が再構成を阻止するには少なくとも 65 個の列（50.8%）を隠す必要があります。
- しかし、65 個の列を隠すということは、ランダムサンプリングの 50.8% が隠されたデータにヒットすることを意味します。
- 数千のノードが独立してサンプリングを行うため、すべてのノードが隠された部分を見逃す確率は天文学的に小さくなります。
この数学的モデルは有利にスケールします。ネットワークが成長するにつれて、ノードあたりのコストを一定に保ちながらセキュリティが向上します。1,000 個のノードのネットワークよりも、それぞれが 8 つの列をサンプリングする 10,000 個のノードのネットワークの方が、個々のノードの負担を増やすことなく、はるかに強力な保証を提供します。
現実世界への影響：L2 手数料とスループット
Fusaka のアクティベーション直後から、実用的な効果が現れ始めました。
Arbitrum、Optimism、Base を含む主要なレイヤー 2 ネットワークで 40 〜 60% の手数料削減が、最初の数週間で確認されました。
ブロブ容量のスケーリングは、1 ブロックあたり 6 ブロブから、2026 年にかけて計画されている 128 ブロブ以上へと段階的に増加します。2025 年 12 月 9 日までに 10 ブロブ、2026 年 1 月 7 日までに 14 ブロブへと引き上げられます。
フルノードの帯域幅が 80% 削減され、自宅でのバリデーションがより容易になりました。
L2 エコシステム全体で 100,000+ TPS の理論上のキャパシティを実現しました。これは Visa の平均である 65,000 TPS を上回ります。
また、手数料フロアメカニズム（EIP-7918）は、Dencun アップグレード時の課題を解決しました。以前はブロブ手数料が 1 wei（実質ゼロ）まで暴落し、ロールアップが Ethereum のデータスペースをほぼ無料で使用していましたが、Fusaka ではブロブのベース手数料を L1 手数料の一部に連動させ、機能的な手数料市場を構築しています。
PeerDAS vs. フル・ダンクシャーディング（Full Danksharding）
PeerDAS は Ethereum の最終形態ではありません。それは、完全なデータ可用性のビジョンである「フル・ダンクシャーディング」への足がかりです。
| 機能 | PeerDAS（現在） | フル・ダンクシャーディング（将来） |
|---|---|---|
| 消失訂正符号 | 1D（ブロブ単位） | 2D（マトリックス全体） |
| ブロブ容量 | 現在の 8 倍 | ブロックあたり 32+ MB |
| サンプリングモデル | 列ベース | セルベース |
| タイムライン | 稼働中（2025 年 12 月） | 2027 年以降 |
フル・ダンクシャーディングでは、消失訂正符号をブロブ内とデータマトリックス全体の両方の 2 次元に拡張します。これにより、さらに強力な冗長性が生まれ、よりアグレッシブなスケーリングが可能になります。
現在の研究では、改良されたスキームにより、PeerDAS と比較してノードのストレージ効率が 4.3 倍向上し、帯域幅が 2 倍削減されることが示されています。しかし、これらを実装するには大幅なプロトコルの変更が必要なため、PeerDAS が現実的な短期のソリューションとして採用されました。
Ethereum ロードマップにとっての意味
PeerDAS は、Ethereum のスケーリング哲学の中核となる仮説を証明しました。それは、ネットワークを中央集権化することなく、スループットを劇的に向上させることができるという点です。
「より多くのデータには、より強力なノードが必要である」という従来の前提に対し、PeerDAS は数学的な工夫により、ノードあたりの要件を実際に削減しながらデータを拡張できることを証明しました。
これにより、Ethereum ロードマップの次のフェーズが解禁されます。
- Glamsterdam（2026 年）: EIP-7928 により、PeerDAS が引き上げたデータ可用性の上限を活用した並列トランザクション実行が導入されます。
- ブロック空間割り当て制限（BALs）: より優れた DA 保証により、動的なガス制限が実現可能になります。
- プロトコルに組み込まれたプロポーザー・ビルダー分離（ePBS）: ブロック構築の役割を分離するためのオンチェーンプロトコルです。
ヴィタリック・ブテリン氏は、PeerDAS を基盤として、2026 年後半までに「ZK-EVM に依存しない大幅なガス制限の引き上げ」が行われると予測しています。
開発者にとって：何が変わるのか？
ほとんどの開発者にとって、PeerDAS は 意識する必要のないインフラの改善であり、既存の手法をより安価で高速にするものです。
しかし、いくつかの注目すべき点があります。
L2 コストの低下: 高いスループットを必要とするアプリケーションが経済的に存立可能になります。ゲーム、ソーシャルプラットフォーム、高頻度取引（HFT）などはすべてその恩恵を受けます。
より多くのブロブ空間: ロールアップは 1 ブロックあたりにより多くのデータを投稿できるようになり、圧縮の必要性が減り、より豊富なステートプルーフ（状態証明）が可能になります。
ファイナリティの向上: データ可用性の検証が高速化されることで、オプティミスティック・ロールアップのチャレンジ期間が短縮される可能性があります。
分散型シーケンシング: DA コストの低下により、分散型シーケンサーネットワークがより実用的になります。
大きな展望
PeerDAS は、ブロックチェーン技術が単純な解決策を超えて成熟していることを象徴しています。初期のブロックチェーンは、すべての参加者があらゆるものを検証する必要があり、これがスケールの根本的な限界となっていました。
データ可用性サンプリング（DAS）はその制約を打ち破ります。これは、全員がすべての会議に出席する村と、統計的なサンプリングと制度的な信頼によって効率的なガバナンスを実現する都市との違いに似ています。
このアプローチを追求しているのは Ethereum だけではありません。Celestia、Avail、EigenDA も DA サンプリングを中心にプロトコルを構築しています。しかし、Ethereum が PeerDAS をネイティブに実装したことは、この手法の正当性を証明し、最大級のスマートコントラクト・エコシステムにそれをもたらすことになります。
その数学的な美しさは驚くべきものです。ダウンロードするデータを減らすことで、ノードは実際にはより強力な可用性保証を提供します。これは、コンピュータサイエンスの画期的な進歩が、一見直感に反するトレードオフのように見えながら、実は全くトレードオフではなかったという典型的な例と言えるでしょう。
PeerDAS は、2025 年 12 月 3 日に Fusaka アップグレードの一部として Ethereum メインネットで有効化されました。この記事では、非専門家向けに技術的なアーキテクチャを説明しています。実装の詳細については、EIP-7594 および Ethereum.org の PeerDAS ドキュメント を参照してください。