CESSメカニズムの詳細解説（1）：多層ネットワークアーキテクチャ設計

以下是翻译后的文本：

ブロックチェーンの発展に伴い、現在の多くのパブリックチェーンプロジェクトは多層のモジュール化設計を採用しています。例えば、イーサリアムは現在PoSコンセンサス層の開発を進めており、将来的にはコンセンサス層と実行層を持つネットワークになります。また、ポルカドットネットワークはリレーチェーンとパラチェーンネットワークで構成されています。このような例はたくさんあり、パブリックチェーンネットワークがこの方向に進化する主な理由は、ブロックチェーン自体の速度に関する制限が発見されたからです：すべての情報をブロックチェーンに載せるとネットワークの効率が大幅に低下しますが、重要な情報だけをブロックチェーンに載せ、残りの情報をオフチェーンで処理することで、ブロックチェーン自体のトランザクション処理効率が大幅に向上します。

ストレージパブリックチェーンにとって、多層ネットワークアーキテクチャは特に重要です。なぜなら、ネットワーク自体がストレージ機能を含んでおり、一般的なスマートコントラクトパブリックチェーンに比べてデータ処理効率の要求が高いからです。これらの要求には、ストレージ、冗長性、暗号化などの確認が含まれ、スマートコントラクトやさまざまな証明に関わるデータ量や複雑さは、通常のコントラクトの相互作用よりもはるかに複雑です。

したがって、本質的に多層ネットワークのアーキテクチャは数多くの利点がありますが、分散型ネットワークアーキテクチャの中で簡単に達成できるタスクではありません。では、CESSはどのようにその多層ネットワークアーキテクチャを設計しているのでしょうか？分解してみましょう：

CESSの多層ネットワークアーキテクチャは、ブロックチェーンサービス層、分散ストレージリソース層、分散コンテンツ配信層、およびアプリケーション層の4層ネットワークで構成されています。

• ブロックチェーンサービス層は、すべてのトランザクションとコントラクトを処理するブロックチェーンネットワークです。

CESSにおいて、この層のネットワークはコンセンサスアルゴリズム、ストレージ証明、支払いおよびインセンティブなどの機能を含んでいます。そして、CESSがパブリックチェーンシステムを独自に構築している理由は、CESSのブロックにはトランザクションやストレージ証明などの検証に加えて、全ネットワークのストレージスペースとストレージコンテンツのメタデータの記録が含まれているからです。CESSのブロックパッキングタスクを完了するノードは、基本的なタスクに加えて、供給と需要などの要因に基づいて全ネットワークのストレージリソースを合理的に配分する必要があります。つまり、ノードは上チェーンのストレージリソースの状況に基づいて実施調整を行う必要があり、現在のArweaveデータの上チェーンとは異なり、CESSはストレージリソースの上チェーンの新しいモデルを創出しました。分散型のノードを通じて集中型クラウドの管理効率を実現しています。その詳細については後ほど詳しく説明します。

CESSのブロックチェーンコンセンサスメカニズムはランダム選択ローテーションコンセンサスノードメカニズム（R²S）を採用しており、このメカニズムは誰でも候補コンセンサスノードになることを申請でき、信用評価メカニズムを通じてノードの作業を監視します。評価が高いノードは正式なコンセンサスノードになり、ブロック生成に参加する機会があります。固定の時間ウィンドウ内で11のノードが正式なコンセンサスノードとしてブロック生成に参加し、候補ノードはデータの前処理やリソース配分などの作業に参加します。単一の時間ウィンドウが終了すると、ネットワークは条件を満たす候補ノードの中から次の時間ウィンドウ内の11の正式なコンセンサスノードをランダムに選出します。

CESSはR²Sを通じて、全体のネットワークでノード参加のハードルを公開し、平等かつ透明にし、ネットワークのコンセンサスとブロック生成の効率を保証します。

• 分散ストレージリソース層と分散コンテンツ配信層はCESSの中流の柱です。

ストレージ層はその名の通り、ユーザーがアップロードしたファイルやデータなどの情報を保存するためのネットワークであり、ストレージマイナーはストレージ証明を提出することで有効なストレージスペースを提供し、報酬を得ることができます。特筆すべきは、CESSが「プール化」技術を通じて、すべてのストレージスペースリソースを一つの全体として運営し、マイナーが提供するストレージリソースの質とユーザーの実際の需要に基づいて配分を行うことです。リソースの利用率を提出することで、高品質な長期ストレージ能力を提供できるマイナーがより多くの報酬を得ることができ、大規模マイナーのリソース独占を回避します。CESSのストレージリソースプールでは、大きなデータ量のストレージコンテンツも同等のサイズのフラグメントに分割され、適切なストレージ位置がランダムに選択されます。これにより、大規模マイナーと小規模マイナーの機会が均等になり、基盤となるハードウェア施設の差異が遮断されます。

コンテンツ配信層は、リサーチマイナーとキャッシュマイナーで構成されています。この層のネットワークはCDNの機能を果たし、ネットワーク内でのコンテンツの検索や人気情報の配信効率を向上させます。これもCESSが大規模商業アプリケーションをサポートできる理由の一つです。CDNの機能を分散化することは、全体のネットワークの分散化において重要な要素です。

以上で述べた3層のネットワークは、コンセンサスマイナー、ストレージマイナー、リサーチおよびキャッシュマイナーによって共同で構成され、維持されています。CESSはマイナーの役割分担を通じて、「マイナーのジレンマ」を解決し、迅速なデータ検索と配信を保証し、公平なインセンティブを提供し、最高の実行効率を実現することを目指しています。

• 最後にアプリケーション層があります。これは将来的にCESSの上に構築されるさまざまなアプリケーション、Web2やWeb3分野などを含みます。

特筆すべきは、CESSの開発はSubstrateオープンソースフレームワークを採用しており、このフレームワークはポルカドットの基盤として分散化とクロスチェーンにおいて天然の利点を持ち、CESSがWeb3プロジェクトとの相互作用や互換性において天然の利点を持つことを可能にしています。このようにして、CESSは大規模商業アプリケーションをサポートする基盤とWeb3アプリケーションとのより良い互換性を同時に持つことができます。

CESSは将来的にWASMをサポートするだけでなく、EVMとも互換性を持つ予定です。これにより、新興のポルカドットエコシステムや現在のパブリックチェーンエコシステムで最も受け入れられているEVMエコシステムに対して、プロジェクトの移行や開発の便利さを提供します。開発者や開発チームは、より馴染みのある方法でCESS上でネイティブアプリケーションを開発し、CESSエコシステムの拡張の初期段階で迅速な成長を実現できます。

さらに、CESSのメカニズム設計は、データの高頻度相互作用が必要なWeb2の大規模商業アプリケーションをサポートすることも可能です。全体的なソリューションとして、ユーザーがCESSをサポートするアプリケーションを使用する際には、明らかなチェーン感知がなく、真に分散化の前提の下で「クラウド」の機能と効率を実現します。