分散型ウェブ：基盤からフロントエンドまで許可不要のDWebを構築する

著者：Chloe、IOSG Ventures

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前言

8月8日、アメリカ財務省はミキシングプロトコルTornado Cashに対する制裁を発表しました。この制裁は多くのイーサリアムアドレスに影響を及ぼし、Tornado Cashの公式ウェブサイトも封鎖されました。アメリカ政府のこの行動は、暗号コミュニティの間で多くの議論を引き起こし、Web3.0の「分散化」というビジョンに対する疑問も生まれました。すべての暗号プロジェクトとユーザーが直接やり取りするフロントエンドのウェブサイトがこのように簡単に封鎖されるのであれば、基盤となるインフラの分散化がもたらす「許可不要」や「検閲耐性」といった利点にはどれほどの意味があるのでしょうか？偶然にも、Tornado Cash事件の2日後、分散型取引所Curve Financeがドメイン攻撃を受け、57万ドルが盗まれました。Curveは問題が主にネームサーバーに起因していると述べ、ハッカーがユーザーやその取引を別の悪意のあるウェブサイトにリダイレクトしたため、資金が失われたと報告しました。ウェブの脆弱性は再び暗号コミュニティの神経を刺激しました。実際、分散型ウェブに関する議論は長い間続いています。人々は相互接続された個人コンピュータで構成される分散型システムを想像し、プライベートで安全な検閲耐性のある情報とサービスへのアクセスを提供しようとしています。

では、既存の中央集権的ウェブにはどのような限界があり、分散型ウェブはどのように構築されているのでしょうか？私たちはDwebまでどれほどの距離があるのでしょうか？この記事では、読者にそれを一つ一つ紹介します。

Cweb

HTTPとクライアント-サーバーモデル

中央集権的ウェブについて議論する前に、まずインターネットのインタラクションモデルを簡単に理解しましょう。皆さんはTCP/IPとHTTPプロトコルについて聞いたことがあると思います。これらは現在のインターネットで広く使用されている基本的なプロトコルであり、私たちの生活に密接に関連しています。TCP/IPはトランスポート層プロトコルで、データをパッケージ化し、アドレス指定を行い、データを一台のコンピュータから別のコンピュータに転送します。一方、HTTPはTCP/IP上に構築されたアプリケーション層プロトコルで、各データがどのような形式で表現されるべきかを定義しています。HTTP下のコンピュータには異なる役割があり、主にサーバーとクライアントの2種類に分かれます。インターネットでサービスを提供するホストはサーバーと呼ばれ、例えば各種ポータルサイトやソーシャルプラットフォームなどです。サーバーにアクセスして有用な情報を得るホストはクライアントと呼ばれ、家庭用コンピュータやスマートフォンなどが該当します。

現在、ほとんどの中央集権的ウェブはこのサーバー-クライアントの主従構造を採用しています。例えば、私たちがcoinmarketcapでコインの価格を調べたいとき、私たちのコンピュータとウェブブラウザはクライアントであり、coinmarketcapのコンピュータ、データベース、アプリケーションはサーバーです。

私たちのブラウザがcoinmarketcapにアクセスをリクエストすると、coinmarketcapのサーバーはデータベースからウェブページ情報を見つけ出し、それを組み合わせてウェブページを生成し、最終的に私たちのブラウザに返します。この主従構造はサーバーに高度に依存しており、サーバーは主なデータ処理を担当し、ユーザーのアクセスデータやユーザー情報を保存する必要があります。この構造の利点は非常に直接的で、簡単かつ迅速なデプロイが可能で、維持コストが低いため、広く引用されており、インターネットの今日の繁栄に大きく貢献しています。しかし、その欠点も非常に明白で、単一障害点や単一攻撃の確率が高く、安全性が相対的に低いです。

ドメイン名とDNS

前述のように、インターネットはTCP/IPプロトコルの上に構築されているため、サーバーのアドレス指定にはIPアドレスを使用する必要があります。IPv4アドレスは32ビットの二進数で、通常は4つの8ビットの二進数に分割されます。例えば、coinmarketcapウェブサイトのIPアドレスは108.160.165.139であり、このIPアドレスを使用してサーバーにリクエストを送信する必要があります。しかし、この一連の数字は覚えにくく、頻繁に訪れるウェブサイトのIPアドレスをすべて記憶することは、電話帳を丸ごと暗記するのと同じくらい難しいです。そこで、ドメイン名（Domain Name）の概念が生まれました。ドメイン名は、インターネット上の任意の利用可能なウェブサーバーに対して、人間が理解しやすいアドレスを提供します。私たちは友人の電話番号を覚えられなくても、友人の名前を忘れることはありません。ドメイン名があれば、coinmarketcapにアクセスする際にIPアドレスを入力する必要はなく、ブラウザにcoinmarketcap.comと直接入力するだけで済みます。

したがって、DNS（Domain Name Service）は電話帳のようなもので、主にホスト名をIPアドレスに変換する役割を果たします。人々が自分のウェブサイトを立ち上げようとする際、最初に行うことはドメイン名を購入することが多く、そうすることで他のコンピュータがあなたに連絡しやすくなります。これを見て、多くの読者はドメイン名が公共財のように聞こえるが、商品ではないのに、ドメイン名を購入する際に支払うお金は誰に渡されるのか疑問に思うかもしれません。この質問に答える前に、ドメイン名の背後にある管理機関について理解しておきましょう。ドメイン名システムの運営を管理する機関はICANNと呼ばれ、世界中のドメイン名の最高管理機関です。ICANNは異なる後継を異なる地域、国、運営者に運営・維持させます。

例えば、cnの後継はCNNICに、comの後継はVerisignに、moの運営権はマカオ登録局に属しています。後継は通常、運営者のコストに合理的な利益を加えた価格で設定され、各地域の後継（cn、jp、hkなど）は各地域で独自に価格設定されます。ユーザーがドメイン名を購入する際に支払う費用の一部はICANNに渡り、もう一部はサービスプロバイダーに渡されます。ICANNはアメリカカリフォルニア州に本部があり、元々はアメリカ商務省に属する非営利機関でした。したがって、アメリカ政府が世界中のドメイン名を制御しているという主張は根拠がないわけではありません。2016年、アメリカ政府はICANNが商務省に属さなくなり、自主管理の独立機関となることを発表しました。しかし明らかに、アメリカ政府は依然としてICANNに対して絶対的な影響力を持っています。これが、なぜアメリカ政府がTornado Cashの公式ウェブサイトを封鎖できるのかという話題に戻ります。最も簡単な方法は、ドメインをブロックすることで、一般の人々がドメインを通じてウェブサイトにアクセスできなくすることです。また、Curveを攻撃したハッカーもドメインを改ざんし、訪問者を悪意のあるウェブサイトに誘導しました。

Dweb

中央集権的ウェブの中央集権は、HTTP下のクライアント-サーバー主従構造に一定程度反映されており、同様にドメインの中央集権的管理にも現れています。もちろん、中央集権的ウェブの中央集権には多くの要因があり、この記事では主にトランスポートプロトコルとドメインの2つの側面について議論します。Web3.0では、これら2つの問題に対するいくつかの解決策、すなわちIPFSと分散型ドメイン名を見てきました。

IPFS対HTTP

IPFSはスタンフォード大学のコンピュータ修士Juan Benetによって設立されたプロトコルラボProtocol Labsで誕生しました。これはネットワークプロトコルの研究、開発、展開に特化したラボです。HTTPと同様に、IPFSもTCP/IPに基づくアプリケーションプロトコルです。しかし、HTTPとは異なり、IPFSはアドレスではなくコンテンツに基づくP2Pプロトコルです。

では、この違いは私たちの使用にどのような影響を与えるのでしょうか？前述のように、HTTPの動作原理はコンテンツとIPアドレスをマッピングすることです。IPアドレスは特定の場所のサーバーを指し、サーバー内には訪問者が必要とするリソースがあります。例えば、YouTubeで動画を再生する場合、私たちのブラウザはGoogleの多くのサーバーの中からその動画が保存されている場所を見つけ出し、動画を私たちに返します。この返却プロセスを加速するために、CDN（コンテンツ配信ネットワーク）を構築し、サーバーを物理的に近い場所に「持ってくる」ことができます。しかし、CDNにも地域的な制約があり、インフラが相対的に未発達な発展途上国では効果が限られています。

想像してみてください、教室に100人の学生がいて同時にこのYouTube動画を見ているとします。各学生のクライアントはYouTubeサーバーにリクエストを送信し、このプロセスは100回繰り返される必要があります。これにより、大量の混雑とリソースの浪費が発生します。では、IPFSはこの問題をどのように解決するのでしょうか？IPFSの「アドレス」は実際にはコンテンツに基づいて生成されたハッシュです。学生が動画を見たいとき、学生のコンピュータは特定の中央集権的サーバーのIPアドレスを問い合わせるのではなく、P2Pネットワーク全体でコンテンツを検索します。教室に学生のコンピュータにこの動画が保存されている場合、彼らは互いにデータを取得し、これらのデータが最近のソースから来ていることを保証します。

画像出典：https://blog.csdn.net/shuoyue0723/article/details/119042236

見ての通り、IPFSはP2Pネットワーク上に構築されたコンテンツ転送プロトコルであり、このネットワーク内にはサーバーとクライアントの階層的な区分は存在しません。各ノードはクライアントであり、同時にサーバーでもあります。明らかに、IPFSには「分散化」がもたらす多くの利点があります。まず、IPFSは単一障害点の問題を回避し、ネットワークの拡張性と柔軟性を高めます。また、より高いパフォーマンスを持ち、ユーザーのリクエストがより迅速に処理されます。それでは、なぜ多くの利点を持つIPFSが大規模に適用されていないのでしょうか？これはP2Pネットワークが直面する共通の問題であり、運営と維持のコストが非常に高いのです。例えば、筆者のノードに問題が発生した場合、筆者にはそれを解決する能力がありません。次に、調整の問題があります。P2Pネットワーク内のノードは独立して行動し、互いにコミュニケーションを取らないため、集団協力のタスクを実現するのが難しいのです。したがって、コスト/利益を総合的に考慮すると、IPFSはすべての組織構造に利益をもたらすとは限りません。

分散型ドメイン名サービス

IPアドレスに比べて、コンテンツ検索に使用されるハッシュはより複雑であるため、私たちはハッシュを人間が理解しやすい名前に翻訳するための分散型DNSも必要です。ここでの分散型とはどう理解すればよいのでしょうか？まず、現在のDNSがどのように中央集権的に運営されているかを理解しましょう。現在、DNSはツリー構造で運営されており、最高権限を持つルートDNSサーバーは世界にわずか13台しかありません。この階級構造の最上位のDNSサーバーがダウンすると、そのサーバーに属する子サーバーも同様に停止し、ネットワーク全体が大規模にダウンします。

このような背景の中で、分散型ドメインの概念が提唱され、ブロックチェーンに基づくDNSが最も有望な解決策となっています。前述のDNSの背後にある組織形式とサーバーの構造を考慮すると、分散型ドメイン名に対して2つの要件を提案できます。1. 分散型ドメイン名の所有権/登録権/使用権などは、特定の中央集権的勢力によって制御されるべきではありません。2. 分散型ドメイン名の運営は、いくつかの中央集権的サーバーに依存するのではなく、ブロックチェーン上で分散して運営されるべきです。

分散型ドメインサービスはまだ初期段階にありますが、すでにいくつかのプロジェクトがこの目標に向かって構築されています。例えば、Namecoinは最初のプロジェクトの一つで、2011年にリリースされましたが、広く採用されることはありませんでした。Handshakeは「分散型のドメイン命名と発行機関」としての位置付けを持つ別の興味深いプロジェクトです。現段階で最も注目されている2つのプロジェクトはUnstoppable DomainsとENSです。彼らの分散型ドメイン名はすでに高い販売数を記録していますが、まだ大規模に使用されていません（ここで主にIPFSのCIDとのマッピングを指します）。主にDIDの象徴としてNFTとしてウォレットに存在しています。

結語

技術自体は中立ですが、技術の発明には人類の美しい未来に対する構想とビジョンが含まれています。Dwebは検閲耐性などの特徴を持ち、中央集権的な勢力がIPアドレスやドメインを封鎖することで他者のインターネット上での存在と表現の権利を奪うことは難しいです。これに関して、筆者には2つの考えがあります。基盤となるインフラ自体には価値の方向性が存在しないため、検閲耐性は特徴であり、利点ではありません。Dwebの検閲耐性の特性をどのように活用するかが、この技術がもたらす進歩か災害かを決定します。血腥や暴力などの極端なコンテンツが適切に制御されない場合、倫理的な対立を引き起こすことは必至です。

次に、私たちはDwebの成熟までまだ長い道のりがあります。文中で述べた維持と協力のコストは解決されておらず、IPFSがDwebの基盤プロトコルになるとは限りません。分散型ドメイン名はすでに市場に存在していますが、基盤となるドメインサービスシステムはまだ構築されていません。また、WordPressのようなウェブ開発ツールの欠如がDwebの構築を非常に困難にしています。それにもかかわらず、IOSGはDwebの未来に対して希望を持っています。