分散型ストレージとは、単一の中央集約型ロケーションではなく、複数の分散型クラウドやサーバーにデータを保存する仕組みです。データストレージが一部の巨大テック企業に集中する中央集権型モデルとは異なり、分散型ストレージは一般ユーザーがシステムを管理するピア・ツー・ピア（P2P）型のクラウドストレージソリューションです。ユーザーは自分のドライブの空きディスク容量を貸し出し、その貢献に対する報酬としてトークンを受け取ります。
長年にわたり、Google、Microsoft、Apple、Amazonなどの中央集権型クラウドストレージプロバイダー（CSP）は、企業がデータを保存する際の 第一の選択肢でした。 こうしたCSPは数多くのメリットを提供する一方、市場を独占し、顧客を柔軟性のないストレージプランに囲い込んでいると批判されてきました。さらに、システムをまひさせ、壊滅的な金銭的損失を引き起こしかねないサイバー攻撃にも弱いという問題があります。
「EquifaxとExperianの情報漏えい、そして犯罪者がデータにアクセスした最近のTransUnionの問題からも分かるように、こうした中央集権型のデータストアは犯罪者にとって宝の山であり、それに応じて攻撃を引き寄せます」と、Identiqの共同創業者兼プロダクト・リサーチ担当バイスプレジデントであるUri Arad氏は話します。「その結果、消費者のプライバシーに深刻な影響が及び、効果的なサイバーセキュリティと不正防止がはるかに難しくなります」
中央集権型ソリューションのこうした欠点を踏まえると、分散型データストレージのような代替のデータ保存方法を検討すべき時期かもしれません。
分散型ストレージの仕組み
CSPは、自社が所有・管理する複数の地理的ロケーションにまたがるサーバーにデータを保存します。その結果、ユーザーデータに対しても大きな権限を持つことになります。一方、分散型ストレージは、データ管理において極めて民主的なアプローチを取ります。ここでは誰でも参加し、ディスク容量を貸し出してビットコインを稼ぐことができます。
分散型ストレージでは、シャーディングと呼ばれる処理によってデータを小さな断片に分割し、それを私たちのような個人が所有するノードと呼ばれる複数のコンピューターに保存します。分割後、各ファイル／データには固有の識別番号が付与され、秘密鍵で暗号化されたうえで、世界中の独立したノードに分散されます。
冗長性を維持するため、データは複数のコピーが作成されます。そのため、1つのノードに障害が発生しても、ほかのノードからデータを取得できます。単一のサーバーが存在しないため、データが破損したり利用できなくなったりする心配もありません。分散型システムでは、データが世界中の数百、場合によっては数千のノードに保存されるため、常に高いデータ可用性が確保されます。
データは暗号化されているため、ノードがファイルを見たり変更したりすることはできません。安全性を確保するため、同じ暗号鍵のセットを持つユーザーだけがデータにアクセスできます。これにより、高い安全性が実現します。同様に、すべてのファイルが分散されているため、攻撃者がノードへの侵入を試みても、手に入れられるのは暗号化されたデータの断片だけで、データ全体ではありません。結局、攻撃者にとって何の役にも立たないのです。分散型ストレージが非常に安全なのは、まさにこの特徴によるものです。
分散型ストレージのメリット
分散型ストレージには、コストを削減しながら、セキュリティ、信頼性、スケーラビリティ、データプライバシーを高められるなど、さまざまなメリットがあります。
低コスト
分散型ストレージモデルでは、データセンターに多額の投資をする必要がないため、中央集権型のストレージソリューションよりも安価です。さらに、未使用のディスク容量を貸し出したいユーザーによる活発な市場が存在するため、コストをいっそう抑えられます。
より高い安全性
分散型ストレージでは、ファイルが分割され、複数のノードに分散されます。これにより、1つのノードがハッキングされても、ほかのノードには影響が及びません。信頼不要のアーキテクチャ、きめ細かなアクセス制御、単一障害点がないことも、安全性を高める要素です。
高い信頼性
分散型クラウドでは、データが無関係なノード間に分散されるため、ダウンタイムが少なくなります。そのため、特定のサーバーが停止しても、ほかのノードからデータを取得できます。
高いスケーラビリティ
分散型ノードは必要に応じて拡張できるため、CSPと比べて高いスケーラビリティを備えています。
優れたプライバシー
データは暗号化されるため、個人情報は常に安全に保護されます。
分散型ストレージのデメリット
分散型ストレージの概念は確かに有望ですが、見過ごせない欠点もあります。
信頼性に懸念
分散型クラウドストレージの最大の欠点の1つは、信頼性です。残念ながら、匿名の個人にデータを預けることに信頼を置ける人ばかりではありません。データが暗号化または保護されていたとしても、実際には提携関係のない1人または複数の請負業者に委ねられます。確立された組織による説明責任を重視する企業にとっては、懸念材料となる可能性があります。
かなり複雑
分散型クラウドストレージシステムの構築は、決して簡単ではありません。簡単なら、誰もが構築しているはずです。代わりに、信頼できる中央集権型パートナーにデータの保護と管理を任せれば、自社やIT部門の時間と労力を大幅に節約できます。
分散型ストレージと中央集権型ストレージの比較
ここでは、管理主体、暗号化、ロケーション、セキュリティ、コストなど、中央集権型ストレージと分散型ストレージの主な違いを簡単に比較します。
| 中央集権型ストレージ | 分散型ストレージ | |
|---|---|---|
| 管理主体 | 単一の組織 | P2Pネットワーク |
| 暗号化 | なし | あり |
| ロケーション | 中央のロケーション | 複数のノード |
| セキュリティ | セキュリティ侵害のリスクが高い | セキュリティインシデントが発生しにくい |
| コスト | 大容量では高額になる可能性がある | 比較的安価 |
主要な分散型ストレージプラットフォーム
この分野への関心が高まる中、複数の分散型クラウドストレージプロバイダーが登場しています。代表的なものとして、Storj、Sia、Filecoinが挙げられます。
Storj
Storjは、ユーザーが冗長化されたドライブ容量を貸し出し、トークンを獲得する分散型ストレージシステムです。主な構成要素は3つあります。
- ストレージノード：データを保存します。各ノードは独立して運用されます。
- Uplink：ストレージノードやサテライトと通信するソフトウェアです。
- Satellite：Uplinkとストレージノードの仲介役を務め、ノードが保存するファイルを決定します。
ユーザーがStorjネットワークにファイルをアップロードすると、AES-256-GCM対称暗号化を使ってファイルを暗号化し、その後80個の断片に分割します。このデータは、異なる地域やISPにまたがって分散されます。これにより、権限のないユーザーがデータにアクセスできないようにします。
Storjのクライアントは、STORJ暗号資産でストレージ料金を支払います。 STORJトークンはERC-20トークンであり、参加者はプラットフォーム上での売買に利用します。
Sia
Siaは、ブロックチェーン技術上で稼働するオープンソースのクラウドストレージ企業です。Siaプラットフォーム上でデータブロックを作成するため、プルーフ・オブ・ストレージ（PoS）方式を採用しています。 余剰容量を持つ人は、ストレージ容量を探しているユーザーに対し、Siaのマーケットプレイスで貸し手として貸し出すことができます。
Siaには、Siaネットワークの投資家がプラットフォームへの投資を継続するよう促す、独自の2種類のコインによる仕組みがあります。
- Siacoin：Siaのマイナーは、余っている未使用のストレージ容量を収益化し、Siaプラットフォーム固有のユーティリティトークンであるsiacoin（SC）で報酬を得られます。Siacoinの供給量は固定されておらず、無期限に発行できます。現在、世界には400億以上のSiacoinが存在し、その数は今後も増え続けます。
- Siafund：Siafundは、Siaのトークンシステムを構成するもう一つの要素です。Siafundは収益分配に利用されます。ただし、Siafundは非常に希少で、存在するのはわずか1万Siafundにすぎず、そのうち親会社がすでに8600 Siafundを保有しています。
Filecoin
Protocol Labsが開発したFilecoinは、必要としていないユーザーから未使用の容量を借りられるオープンソースのP2Pネットワークです。 Filecoinには、暗号学的PoS とプルーフ・オブ・スペースタイムの仕組みも備わっており、クライアントはストレージプロバイダーが保存すると約束したデータを実際に保存しているか、いつでも確認できます。
Filecoinのマイナーには2種類あります。
- ストレージマイナー：ストレージマイナーは、できる限り多くのストレージ容量を貸し出すよう促されます。貸し出した容量に比例した報酬を受け取ります。
- リトリーバルマイナー：リトリーバルマイナーは、「get」リクエストを受け取った際にデータを取得する役割を担います。
マイナーへの報酬は ハードディスク容量のレンタルに使われるFilecoin固有のトークン、FILで支払われます。
分散型ストレージを利用すべき人
分散型ストレージの最適な利用者は、政府や医療など、高度に規制された業界や極めて機密性の高いデータを扱う個人・組織です。また、安価でありながら安全なストレージソリューションを必要とする、予算に限りのある利用者にも適しています。
利用すべきでない人
分散型ストレージは、大量のデータを扱う大規模で複雑な組織には適さない可能性があります。こうした組織は、情報の整理や管理について連携できる専任のサポートチームを備えた、単一のパートナーによる利便性と信頼性を求めるかもしれません。
結論：分散型ストレージの利用
現在、分散型ストレージの分野では、数社が素晴らしい取り組みを進めていますが、この技術はまだ初期段階にあります。こうしたストレージシステムは、セキュリティの向上やプライバシーの強化など、CSPを上回るメリットをいくつも提供します。しかし、いまだ完全に普及したとはいえず、多くの組織は依然として、大規模で一元化された企業による安心感を好んでいます。Web 3が現実のものになるにつれて、今後は個人・組織を問わず、より多くのユーザーが分散型プラットフォームへ移行すると予想されます。
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