ザ・グラフ(GRT)の技術スタックを解剖！
ザ・グラフ(The Graph)は、ブロックチェーンデータをインデックス化し、クエリ可能なAPIを提供する分散型プロトコルです。これにより、開発者はブロックチェーンアプリケーション(dApps)をより効率的に構築し、複雑なデータを容易にアクセスできるようになります。本稿では、ザ・グラフの技術スタックを詳細に解剖し、その構成要素、動作原理、そして将来の展望について解説します。
1. ザ・グラフのアーキテクチャ概要
ザ・グラフのアーキテクチャは、大きく分けて以下の3つの主要なコンポーネントで構成されます。
- Indexer (インデクサー): ブロックチェーンのデータを読み込み、サブグラフ定義に基づいてインデックスを作成するノードです。
- Graph Node (グラフノード): インデックスされたデータを保存し、GraphQL APIを通じてクエリを受け付けるノードです。
- Subgraph (サブグラフ): ブロックチェーンから抽出するデータの定義と、そのデータの構造を記述するマニフェストファイルです。
これらのコンポーネントが連携することで、ザ・グラフはブロックチェーンデータの効率的なインデックス化とクエリを実現します。
2. Indexerの詳細
Indexerは、ザ・グラフのエコシステムにおいて最も重要な役割を担うノードの一つです。Indexerは、以下のプロセスを経てブロックチェーンデータをインデックス化します。
- ブロックチェーンデータの取得: Indexerは、指定されたブロックチェーン(Ethereum, Polygon, Avalancheなど)からブロックデータを取得します。
- サブグラフ定義の読み込み: Indexerは、サブグラフ定義(マニフェストファイル)を読み込み、どのデータをインデックス化するか、どのように構造化するかを理解します。
- イベントのフィルタリングと処理: Indexerは、サブグラフ定義で指定されたイベントをブロックチェーンデータからフィルタリングし、関連するデータを抽出します。
- データの変換と保存: 抽出されたデータは、サブグラフ定義に基づいて変換され、Graph Nodeに保存されます。
Indexerは、高い計算能力とストレージ容量を必要とします。そのため、Indexerを運用するには、適切なハードウェアとソフトウェアの構成が不可欠です。Indexerは、単独で運用することも、Indexer Poolに参加して分散的に運用することも可能です。
3. Graph Nodeの詳細
Graph Nodeは、Indexerによってインデックス化されたデータを保存し、GraphQL APIを通じてクエリを受け付けるノードです。Graph Nodeは、以下の機能を持ちます。
- データストレージ: インデックス化されたデータを効率的に保存するためのデータベース(PostgreSQLなど)を使用します。
- GraphQL API: クライアントからのGraphQLクエリを受け付け、対応するデータを返します。
- キャッシュ: よくアクセスされるデータをキャッシュすることで、クエリの応答速度を向上させます。
- セキュリティ: データの整合性と可用性を確保するためのセキュリティ機能を実装します。
Graph Nodeは、高い可用性とスケーラビリティが求められます。そのため、複数のGraph Nodeをクラスタ化し、負荷分散を行うことが一般的です。Graph Nodeは、The Graph Networkによって提供されるHosted Serviceを利用することも、自身で運用することも可能です。
4. Subgraphの詳細
Subgraphは、ザ・グラフのエコシステムにおいて最も重要な概念の一つです。Subgraphは、ブロックチェーンから抽出するデータの定義と、そのデータの構造を記述するマニフェストファイルです。Subgraphは、以下の要素で構成されます。
- データソース: ブロックチェーンのコントラクトアドレスと、抽出するイベントの定義。
- マッピング: イベントデータをGraphQL APIで利用可能な形式に変換するためのコード(AssemblyScript)。
- スキーマ: GraphQL APIのスキーマ定義。
Subgraphは、開発者が自身のdAppに必要なデータを効率的に抽出するためにカスタマイズできます。Subgraphは、The Graph Studioを使用してGUIで作成することも、テキストエディタで直接記述することも可能です。Subgraphは、The Graph Networkにデプロイすることで、Indexerによってインデックス化され、GraphQL APIを通じてアクセスできるようになります。
5. 技術スタックの詳細
ザ・グラフの技術スタックは、以下の要素で構成されます。
- プログラミング言語: AssemblyScript (Subgraphのマッピングに使用), TypeScript (クライアントSDKに使用)
- データベース: PostgreSQL (Graph Nodeのデータストレージに使用)
- GraphQL: GraphQL (GraphQL APIに使用)
- ブロックチェーン: Ethereum, Polygon, Avalanche, Binance Smart Chainなど
- 分散型ストレージ: IPFS (Subgraphのマニフェストファイルの保存に使用)
- コンテナ化: Docker (IndexerとGraph Nodeのデプロイに使用)
- オーケストレーション: Kubernetes (IndexerとGraph Nodeの管理に使用)
これらの技術要素が組み合わさることで、ザ・グラフはブロックチェーンデータの効率的なインデックス化とクエリを実現します。
6. セキュリティに関する考慮事項
ザ・グラフは、ブロックチェーンデータのセキュリティを確保するために、以下の対策を講じています。
- データの整合性: ブロックチェーンのデータは、ハッシュ関数によって保護されており、改ざんを検知できます。
- GraphQL APIの認証: GraphQL APIへのアクセスは、APIキーやトークンによって認証されます。
- Indexerの信頼性: Indexerは、ステークホルダーによって監視されており、不正な動作を検知できます。
- Subgraphの検証: Subgraphは、The Graph Networkによって検証され、悪意のあるコードが含まれていないことを確認されます。
これらのセキュリティ対策により、ザ・グラフはブロックチェーンデータの安全な利用を促進します。
7. スケーラビリティに関する課題と解決策
ザ・グラフのスケーラビリティは、ブロックチェーンデータの増加に伴い、重要な課題となります。ザ・グラフは、以下の解決策を検討しています。
- シャーディング: データを複数のGraph Nodeに分散することで、負荷を軽減します。
- レイヤー2ソリューション: ブロックチェーンのレイヤー2ソリューションを利用することで、Indexerの処理速度を向上させます。
- 最適化されたデータ構造: 効率的なデータ構造を使用することで、クエリの応答速度を向上させます。
- Indexer Poolの拡大: より多くのIndexerが参加することで、インデックス化の処理能力を向上させます。
これらのスケーラビリティ対策により、ザ・グラフはブロックチェーンデータの増加に対応し、持続的な成長を可能にします。
8. 将来の展望
ザ・グラフは、ブロックチェーンデータのインデックス化とクエリの分野において、今後も重要な役割を果たすことが期待されます。将来の展望としては、以下の点が挙げられます。
- マルチチェーン対応の強化: より多くのブロックチェーンをサポートすることで、ザ・グラフの利用範囲を拡大します。
- データ分析機能の追加: インデックス化されたデータに基づいて、高度なデータ分析機能を提供します。
- 開発者ツールの改善: Subgraphの作成とデプロイを容易にするための開発者ツールを改善します。
- コミュニティの拡大: より多くの開発者とIndexerが参加する活発なコミュニティを形成します。
これらの将来の展望により、ザ・グラフはブロックチェーンエコシステムの発展に貢献し、より多くのdAppsの構築を支援します。
まとめ
ザ・グラフは、ブロックチェーンデータをインデックス化し、クエリ可能なAPIを提供する革新的なプロトコルです。Indexer、Graph Node、Subgraphという主要なコンポーネントが連携することで、ブロックチェーンデータの効率的な利用を可能にします。AssemblyScript, PostgreSQL, GraphQLなどの技術スタックを活用し、セキュリティとスケーラビリティにも配慮した設計となっています。今後、マルチチェーン対応の強化、データ分析機能の追加、開発者ツールの改善などを通じて、ザ・グラフはブロックチェーンエコシステムの発展に大きく貢献することが期待されます。
