レイヤ 2 とは何ですか?またどのように機能しますか?

最近、暗号通貨の世界で議論されている主要なトピックは、レイヤー 2 と呼ばれる暗号通貨またはブロックチェーン ネットワークの一種です。この分野で活動している新しいプロジェクトのほとんども、次のような従来の暗号通貨と区別する方法として、この用語を頻繁に使用しています。ビットコインとイーサ、またはそれらが実際には主要なブロックチェーンネットワークそのものではないことを示すためです。

この記事では、次のことについて説明します。

「レイヤー 2」という用語の簡単な歴史

仮想通貨の長年の問題点は、取引を迅速に決済する能力であると認識されてきました。これは特にビットコインで起こりました。ビットコインの設計上、セキュリティ対策の一環としてトランザクションが確認されるまでに約 10 分の時間がかかります。

ほとんどのサービスは単なるトランザクションの送信を支払いとして受け入れますが、多くのサービスは支払いが確実に決済されるまで最低 1 回の確認を待ち続けます。

ビットコインとイーサリアムの人気が高まるにつれて、これらのネットワークのトランザクション処理能力が遅れたため、ネットワークの混雑も問題になりました。簡単に言えば、トランザクションの速度は商取引にとって理想的ではありませんでした。

かつて私たちを驚かせたテクノロジーが、今では過去のもののように感じられていることを覚えていますか?たとえば、何年も前には、スマートフォンに 16 ギガバイトのストレージがあることは信じられないほどの容量だと考えられていました。テクノロジーは常に開発され、現在の市場の需要に適応しています。これは、ブロックチェーン テクノロジーや世界で最もよく知られている暗号通貨の多くについても同様です。

初期の頃、ブロックチェーンベースの暗号通貨はネットワーク上のトラフィックを処理できました。 1 つのビットコイン ブロックには平均 2,000 件のトランザクションを保持できますが、イーサリアムはその何倍ものトランザクションを保持できます。これらの暗号通貨が非常に普及し、ビットコインの毎秒約 7 回のトランザクション速度では十分ではなくなると予想した人はほとんどいませんでしたが、実用性が飛躍的に増大するにつれて、暗号通貨の普及が目前に迫っている世界にとってこれでは遅すぎることが明らかになりました。

突然、ビットコインやイーサリアムのような成熟した暗号通貨の元のブロックチェーンは、処理時間が遅く、その結果、手数料が高いと考えられるようになりました（長いキューの中でトランザクションを優先するには、より高い手数料を支払うことができるため）。

処理時間の遅さや手数料の高さなどの特徴は、関連市場において、またより広範な顧客ベースを獲得するという観点から、特に歓迎されるものではありません。私たちは、ブロックチェーン上のトランザクションを迅速かつ低料金で処理することを表すために「スケーリング」という言葉を使用します。

スケーラビリティは、ビットコインなどの多くのブロックチェーン ネットワークを悩ませている根本的な問題を解決するために重要でしたが、課題は、分散化を維持しながら、スケーラビリティと高度なセキュリティのバランスを取ることでした。これは、「ブロックチェーンのトリレンマ」、つまり、分散化、スケーラビリティ、セキュリティというブロックチェーンの中核原理を構成する 3 つの有機的特性のバランスをうまくとることができる能力と呼ばれることがよくあります。

ビットコインはトリレンマを説明する最良の例です。イーサリアムの共同創設者ヴィタリック・ブテリン氏によると、ブロックチェーン技術では一度に3つのプロパティのうち2つしか提供できないという。たとえば、ビットコインは、必要なレベルのスケーラビリティを犠牲にして、セキュリティと分散化をうまく達成できます。

詰まりと顧客の喪失を軽減するために、開発者はメインのブロックチェーンと連携して動作するセカンダリ ブロックチェーンを作成することにしました。彼らはこれをレイヤ 2 プロトコルと呼びました。

レイヤー 2 は、暗号エコシステム内の既存のブロックチェーン プラットフォームの機能と能力を拡張すること、特にスケーラビリティをより高いレベルに引き上げることを目的として構築された個別のブロックチェーンとして定義されます。

レイヤー 2 は、レイヤー 1 と呼ばれる既存のブロックチェーンの上に構築されます。

暗号通貨におけるレイヤー 1 とレイヤー 2 の違い

レイヤ 2 を理解するには、基本に立ち返ってレイヤ 1 を定義する必要があります。レイヤ 1 という用語は、実際には、レイヤ 2 を定義する必要があるために作られた遡及的な用語です。ビットコインとイーサリアムを説明するために頻繁に使用されました。

この意味で、レイヤー 1 は、基本的な主要なブロックチェーン フレームワーク、つまりネットワークの基本プロトコル、言い換えれば、基本プロトコルの設計を強化するために調整された多数のソリューションを指します。レイヤ 1 ソリューションによって導入された基本プロトコルの微妙な改善は、エコシステム全体を考慮してより高度なスケーラビリティを得るのに役立ちます。

レイヤ 1 ブロックチェーン ソリューション内の数多くの優れたエントリは、そのようなオプションが、基本プロトコルに対するブロック サイズの増加、シャーディング、コンセンサス メカニズムの変更など、スケーリングのための多様なアプローチをどのように提供できるかを示しています。簡単に言えば、レイヤー 1 スケーリング ソリューションは、追加のユーザーとデータに対応するためのより大きな容量を提供できます。現在のレイヤー 1 ブロックチェーン ネットワークの最も一般的な例には、ビットコイン、イーサリアム、バイナンス スマート チャン、ライトコイン、およびアバランチなどがあります。

したがって、基礎となるメインのブロックチェーン アーキテクチャとしてレイヤー 1 があり、その上にオーバーレイ ネットワークとしてレイヤー 2 があります。

たとえば、ビットコインはレイヤー 1 ネットワークですが、ライトニング ネットワークはビットコイン上のレイヤー 2 ネットワークです。

ビットコインのスケーリング制限に対する解決策としてのライトニング ネットワークについて詳しくは、Learn Crypto の記事「ライトニング ネットワーク: お金の未来」をご覧ください。

したがって、レイヤー 1 には、新しいツール、技術革新、およびその他の同様の変数を基本プロトコルに組み込むという点で、分散化、セキュリティ、エコシステム開発の強化など、多くの優位性が含まれています。一方で、レイヤー 1 ネットワークが拡張できないことは一般的な問題です。たとえば、ビットコインで使用されるコンセンサス メカニズム (Proof-of-Work とも呼ばれる) は、大量の計算リソースを必要とします。

すでに説明したように、レイヤー 2 ブロックチェーン ソリューションはネイティブ レイヤーで動作し、レイヤー 1 ブロックチェーンのトランザクションの一部を別のシステム アーキテクチャに転送することでトランザクションを効率的にオフロードします。

処理の負担となる負荷は、結果の最終処理のためにレイヤー 1 に報告するレイヤー 2 によって処理されます。これにより、ネットワークの詰まりが軽減され、拡張性が向上します。ビットコイン ライトニング ネットワークのベスト プラクティスの例に戻ります。ライトニング ネットワークはビットコイン ブロックチェーンの処理を高速化し、さらにスマート コントラクトをビットコイン ブロックチェーンに統合します。言い換えれば、レイヤー 2 ネットワークの主な利点は、トランザクション手数料を削減しながら、プログラマビリティとパフォーマンスを向上させることで、レイヤー 1 ネットワークの機能と能力を拡張することに帰着します。

レイヤ 2 フレームワークとは何ですか?

レイヤ 2 フレームワークは、プロトコルがアプリケーションを構築し、より低い手数料とより高速なトランザクションを実行できるようにするために作成されたスケーリング ソリューションとして定義できます。レイヤ 2 スケーリング ソリューションは、サイドチェーン、ロールアップ、プラズマ、チャネルの 4 つのカテゴリに分類できます。

すべてのレイヤー 2 フレームワークの背後にある主なアイデアは、メイン チェーン、つまりレイヤー 1 でトランザクションを発行せずに、複数の関係者が特定の方法で安全に対話できるようにすることです。同時に、メイン チェーンのセキュリティを管理できる必要があります。ある程度。以下のリストで各フレームワークを個別に説明する前に、サイドチェーンには独自のセキュリティ特性がある一方、他の言及されたスケーリング フレームワークは一般にメインチェーンのセキュリティに依存していることを指摘するのは興味深いことです。

1. サイドチェーン

プレーンなサイドチェーンの背後にある基本的な考え方は、資産を転送するためのブリッジとともに、独自のオペレーターとバリデーターを備えた完全に独立したブロックチェーンを持つことです。したがって、サイドチェーンは独自のバリデーター、プルーフ・オブ・ステークやプルーフ・オブ・ワークなどのコンセンサス・アルゴリズムを備えているため、非常に複雑なフレームワークであると考えられています。言い換えれば、サイドチェーンは一度確立されると変更するのが困難になる可能性があります。

サイドチェーンは、個別に機能しながらもメインチェーンと並行してメインチェーンの効率と全体的な機能を追加する小さなブロックチェーンとして説明できます。独自のインフラストラクチャを備えているため、メインのブロックチェーンから分離されたままとなり、そのセキュリティを確保できます。

2. ロールアップ

ロールアップは、ブロックを生成し、そのようなブロックをメインチェーンにスナップショットできることを考慮すると、実質的にはサイドチェーンです。 2 番目のレイヤーではなく、並列チェーンについて考えてみましょう。このようなレイヤー 2 スケーリング フレームワークは、トランザクションのグループをロールアップし、それをメインのブロックチェーンにフィードバックします。

ロールアップには 2 つのタイプがあります。

3. プラズマ

Plasma は、非保管サイドチェーンを可能にするレイヤー 2 スケーリング フレームワークとして定義できます。すべてのレイヤー 2 スケーリング ソリューションの中で最も混乱を招くと呼ばれる Plasma は、メイン ブロックチェーンの検証を支援するセカンダリ チェーンとして一連の子チェーンを作成します。子チェーンは、ルート コントラクトと呼ばれるスマート コントラクトによってメイン ブロックチェーンに接続されており、基本的にメインチェーンが子チェーンをガイドできるようになります。メインの Plasma 子チェーンは、より高度なセキュリティを実現するために独自の子チェーンを持つこともできます。

Plasma の利点は、Plasma チェーンがメインチェーンによって保護されていることに関連しています。サイドチェーンと比較して、プラズマ チェーンはメイン チェーンのセキュリティを活用し、攻撃が発生した場合、プラズマ チェーン ユーザーはメイン ブロックチェーンに移動できます。したがって、このスケーリング ソリューションはより高度なセキュリティを提供します。ただし、その主な欠点は、レイヤー 2 から資産を引き出したいユーザーがレイヤー 1 に転送するまでに長い待ち時間がかかることに関連しています。

4. チャンネル

このスケーリング ソリューションにより、レイヤー 1 に 2 つのトランザクションのみを送信しながら、レイヤー 2 で無制限の量のトランザクションを交換できる 2 者間でピアツーピア チャネルを確立できます。

最初のトランザクションはレイヤー 1 とレイヤー 2 の間のリンクを開き、2 番目のトランザクションはそのリンクを閉じます。ほとんどのトランザクションはレイヤー 1 から取得されるため、チャネルによってトランザクション速度が向上し、ネットワーク上の料金、遅延、混雑が軽減されます。

最も一般的なチャネルの種類は、支払いチャネルと州チャネルです。違いは、支払いチャネルが支払いに焦点を当てているのに対し、州チャネルは一般的な更新を扱うという事実にあります。チャネルは操作が非常に簡単で、速度の達成という点では高度ですが、スマート コントラクトや仮想マシン コードを利用することはできません。

どの暗号通貨がレイヤー 2 を使用しますか?

一般にレイヤー 2 と呼ばれるマルチチェーン ソリューションは、高い利益と低価格のため、最近非常に人気が高まっています。以下は、ビットコインまたはイーサリアムベースの人気のあるレイヤー 2 フレームワークのリストです。

1. ビットコインライトニングネットワーク

前述のライトニング ネットワークは、ビットコインの最もよく知られたレイヤー 2 ソリューションの 1 つです。その名前が示すように、このフレームワークはビットコイン ブロックチェーン上で超高速のトランザクションを提供します。高速トランザクションについて言及する場合、ミリ秒のことを指します。比較のために、現在のビットコインの平均トランザクション時間は約 10 分です。

他のレイヤー2フレームワークと同様に、メインチェーンからのトランザクションバンドルをオフチェーンで処理してから、そのような情報を転送して戻し、同時にスマートコントラクトをビットコインに導入します。全体として、ライトニング ネットワークには、料金の削減、拡張性、ブロックチェーン間のスワップなど、多くの利点があります。

2. ポリゴン

イーサリアムのレイヤー 2 ソリューションは、多様なテクノロジーを活用してイーサリアムのスケーラビリティを向上させます。 Polygon のシステムは、プラズマ フレームワークとプルーフ オブ ステーク バリデーターの分散ネットワークを活用するとともに、ユーザビリティとスケーラビリティに関連する問題とイーサリアム ネットワークの混雑を解決するように設計されています。

Polygon は、Proof-of-Stake バリデーターに依存しているため、市場で最も高速に拡張できるソリューションの 1 つとなり、また、トップパフォーマンスのデジタル資産の中での地位を確保する価格ポリシーも備えています。

3. 裁定

別のイーサリアムベースのレイヤー 2 ソリューションとして、Arbitrum は 2021 年の登場以来、短期間で人気を集めました。問題のフレームワークはイーサリアムのメインチェーンを使用してトランザクションを検証しており、Polygon と比較するとガス料金が若干高くなりますが、それでも非常に重要です。イーサリアムネットワークよりも低い。

主な利点は、スマート コントラクトのスケーラビリティとトランザクション速度を向上させる独自の Arbitrum Virtual Machine を備えていることに関連しており、DeFi (分散型金融) アプリケーションにとって理想的なスケーリング ソリューションとなっています。 Arbitrum の主な欠点は、イーサリアムによって保護されているという事実、言い換えれば、より大きなトータル バリュー ロック (TVL) プールによるネットワークの分散化を反映しているという事実に関連しており、撤退を好む投資家にとってはあまり適切な選択肢ではなくなっているということです。暗号資産をタイムリーに提供します。

4. ループリング

Loopring は、低コストの取引とトランザクションを可能にする、イーサリアムベースの監査済み、オープンソースの非保管プロトコルです。 Loopring は、ゼロ知識 (ZK) プロトコルにより、セキュリティを危険にさらさずに簡単に取引し、流動性を提供し、迅速な取引を行うことができるため、DeFi ユーザー ベース内で人気を博しました。

イーサリアムのレイヤー2とは何ですか?

開発中のレイヤー 2 ソリューションの大部分はイーサリアム ベースであり、この記事で使用されている例のうち 3 つはイーサリアム ベースのレイヤー 2 です。これはおそらく、分散型アプリの使用と Web3 におけるイーサリアムの優位性が原因であり、今後成長が見込まれています。年。

イーサリアムは2022年後半にプルーフ・オブ・ステークにアップグレードされ、トランザクション速度が何倍にも向上しました。しかし、そのアップグレードに至るまでの数年間、多くのレイヤ 2 ソリューションがスケーラビリティの問題を克服しようと試みてきました。

イーサリアム ネットワーク上に構築されたレイヤー 2 ソリューションでは、レイヤー 1 を変更する必要はありません。レイヤー 2 ソリューションは、トランザクションを大幅に高速化するとともに、レイヤー 1 コンセンサス メカニズムのセキュリティを活用します。たとえば、ETH のレイヤー 1 ネットワークは 1 秒あたり約 15 のトランザクションを処理できましたが、レイヤー 2 ソリューションでは 1 秒あたり最大約 4,000 のトランザクションを処理できました。

なぜイーサリアムにレイヤー 2 が必要なのでしょうか?

イーサリアムの新バージョンは将来的には1秒あたり約10万件のトランザクションを処理できるようになると予想されている。では、なぜ依然としてレイヤー 2 が必要なのでしょうか?

簡単に言うと、Web3 が主流になり、暗号化の採用が現在よりもさらに普及する将来には、1 秒あたり 100,000 トランザクションでは不十分になる可能性があります。

イーサリアム ネットワーク内のレイヤー 2 スケーリング ソリューションは、現在、ネットワーク パフォーマンスの問題とネットワークの輻輳を解決するための基本的なツール キットとみなされています。高度なスケーラビリティを達成するという共通の目標を共有する、多数のスケーリング ソリューションが研究されています。

イーサリアムネットワーク内のスケーラビリティの主な戦略は、DeFiエコシステム内の安定性を確保するためにトランザクション速度の向上と手数料の削減に言及しています。一方、スケーラビリティ ソリューションは、分散化とセキュリティを損なうものであってはなりません。単一障害点の発生を回避するとともに、ネットワーク全体の輻輳を最小限に抑えるために、イーサリアムのレイヤー 2 が必要です。

レイヤ 2 スケーラビリティ ソリューションの出現に関する良い点の 1 つは、これらのソリューションが共存でき、将来のトランザクション速度、手数料、スループットに指数関数的に影響を与えることができることです。

暗号通貨市場での激しい競争により、レイヤー 2 のイノベーションが起こり始めています。これらのソリューションのほとんどは最終段階にありますが、他のソリューションはすでにしばらくの間暗号環境に存在しています。

Blockhain のレイヤー 2 イノベーションは、サポートされているネットワークとそのユーザーに多くの大きなメリットをもたらし、レイヤー 1 を決済レイヤーとして残しながら、今後数年間イーサリアムとビットコインのネットワーク内でスケーラビリティを提供する上で重要な役割を果たし続けるはずです。

一緒に使用および共存できる複数のスケーリング ソリューションについて説明しました。したがって、サイドチェーン、ロールアップ、チャネル、プラズマ、そして広い意味でのレイヤー 2 ソリューション全体は、持続可能で長期志向の戦略の中でブロックチェーン関連のスケーラビリティの問題にアプローチする方法です。

継続的に進化するテクノロジーについて話していることを考慮すると、ほとんどの Web3 インフラストラクチャ セグメントは、どのアプローチが特定のニーズに最も適しているか明確に判明している市場におけるいわゆる変曲点にまだ達していません。レイヤ 2 は、ネットワークの混雑とトランザクション速度の低下の障害を取り除きます。