2022 年のレイヤー 2 の分析パート 1

この記事は、Coinlive と GeniiData によるオリジナルの Web3 年次レビューです。内容を転載する場合は出典を明示してください。

序章

2008 年に BTC が構想されて以来、数え切れないほどの天才的なプロジェクトが次々と出現し、web3 業界に重要なユースケースが導入されました。しかし、14年間の急速な発展の後、業界にはまだ不十分なインフラストラクチャがあることは恥ずかしいことです.レイヤー 2 による Ethereum のスケーリングは、この問題を解決するための最初の数少ない試みの 1 つです。 L2 を通じて、web3 は何億ものユーザーの新しい時代に真に突入します。

データソース: geniidata.com、2022 年 11 月から、L2 の 1 日のトランザクション量が ETH メインネットトランザクションを超えました

2022 年の Web3 業界は、ブラック スワン イベントと絶え間ない混乱が重なっています。しかし、このような悲観的な市況下では、L2 の成長曲線は順調に伸びており、注目せずにはいられません。

これに関連して、GeniiData チームは Coinlive とチームを組み、3 人の上級業界アナリスト (Peter @peter3050、Tom @tomtsan79919541、Gary @garymetaz)、およびコミュニティ データ アナリスト (0xFalse @0x_false) を招待して、L2 の現状について話し合いました。この議論は、次の 3 つの章に分けられます。

1. マクロレベル: L2 の包括的な背景

2.メゾレベル：業界動向

3. ミクロ レベル: コア プロジェクト

1. L2 のコンテキスト背景

Web3 業界では話題が不足したことはなく、イーサリアムのスケーリングは常にこの話題のリストの場所を占めます。

(1) 業界の需要

ブロックチェーンのトリレンマ (分散化、セキュリティ、スケーラビリティ) において、イーサリアムはセキュリティのためにスケーラビリティを犠牲にすることを選択しました。これにより、イーサリアムは 1 秒あたり 15 トランザクション (TPS) を超えるトランザクションを達成することが困難になりました。強気相場の間、ユーザーは、需要の増加がネットワークの混雑とガス料金の上昇をもたらしたと感じることができます.下の図に示すように、2022 年の第 1 四半期には、ガス料金が 0.01Eth に近づいたこともありました。つまり、各トランザクションのコストは 20 ドル近くになりました。 socialfi や gamefi などの高頻度で価値の低いアクションを必要とする業界では、この種のコストはしばしば耐え難いものです。

データソース: geniidata.com、2022 年の第 1 四半期のガス料金は 0.01 ETH に近く、20 ドル以上です。

高いガス料金とネットワークの混雑により、特に ETH で構築されている socialfi および gamefi プロジェクトの場合、エコシステムの開発がある程度抑制されています。これらの問題は大きなボトルネックであり、拡張が不可欠でした。

(2) 拡大ルート

イーサリアム 2.0

イーサリアム 2.0 では、シャーディングによってネットワークの処理能力とスループットを向上させる予定です。 Ethereum シャーディング アーキテクチャでは、各シャードは個別のブロックチェーンです。それらはコンセンサス メカニズムを共有していますが、動作中は独立しています。つまり、各シャードには独自のノード、マイニング ノード、およびマイナーがあり、それぞれが独自のスマート コントラクトを実行します。シャーディング アーキテクチャにより、イーサリアム ネットワークはトランザクションをより効率的に処理できるようになり、ネットワーク セキュリティも向上します。

イーサリアムのシャーディングは、現在開発中の有望な技術です。唯一の欠点は、完成予定日がなく、常に進行中の作業であることです。結局のところ、飛行機が飛んでいる間にエンジンを交換するのは非常に困難な作業です。

ETH の拡張が最終的に完了する明確な日付がないため、ユーザーと開発者は同様に L2 を通じて拡張を求めています。 L2 には、ステート チャネル、サブチェーン プラズマ、サイド チェーン、ロールアップ、およびステート チャネルの 5 つの主要なメカニズムがあります。

ステート チャネル Ethereum ネットワークにトランザクションを 2 回送信するだけで、ユーザーが複数のオフチェーン トランザクションを実行できるようにします。この方法で TPS を 1000 増やすことができますが、このモードは固定数のユーザーのみをサポートし、スマート コントラクトはサポートしていません。

サブチェーンプラズマ イーサリアムのロープロファイルフォークであり、複数のレイヤーに拡張でき、サブチェーンには孫またはひ孫のチェーンがあります。ステート チャネルとは異なり、Plasma サブチェーンは柔軟な数のユーザーをサポートできます。ただし、サブチェーンには独自のセキュリティ メカニズムがなく、メイン ネットワークに大きく依存しています。また、スマート コントラクトもサポートしていません。

サイドチェーン Plasma サブチェーンよりも一歩進んだ独自のコンセンサス メカニズムとセキュリティ保証を備え、トランザクション速度をさらに最適化します。その中で最も有名なのが Polygon です。サイドチェーンはイーサリアムに関連付けられており、独立して動作できます。ただし、側鎖には明らかな欠点がまだいくつかあります。まず、データはメインチェーンから隔離されており、分散化の度合いはイーサリアムよりも悪いです。

ロールアップ。 ロールアップの中心的な概念は、コンセンサスを実行から切り離し、L2 でトランザクションを実行し、多くのトランザクションを集約して大きなバッチを生成し、L1 でトランザクション結果を公開し、証明メカニズムを通じてトランザクション結果の有効性を検証することです。

さまざまな証明メカニズムによると、次のように分類できます。楽観的なロールアップ とzk ロールアップ .具体的な違いについては、後で詳しく紹介します。

有効 も zk ロールアップ証明方式を採用していますが、チェーン上にデータを保存するロールアップとは異なり、Validium のデータはチェーン外に保存されたデータ公証人グループによって管理されているため、セキュリティは貧弱です。

上記の単純な比較の後、ほとんどの拡張ソリューションには明らかな欠点があります。それでも巻き上げる 現時点では完全ではありませんが、現時点で最も信頼性の高い拡張方法であるため、この記事ではロールアップに焦点を当てて L2 拡張への道を説明します。

1.楽観的なロールアップ

楽観的なロールアップ オペレーターは、オフチェーン (イーサリアム外) のトランザクションをバッチにパッケージ化し、公証のためにイーサリアムに送信します。これにより、イーサリアムを通過するデータの量が圧縮および削減され、効率が向上します。楽観的ロールアップは「楽観的」と見なされます。これは、オフチェーン トランザクションが有効であると想定し、proveFraud() 関数を使用してトランザクションの正確性を検証するためです。

正当性を検証するために、イーサリアム L1 に提出した後、チャレンジ期間 (通常 1 週間) が設定されます。この期間中にチャレンジがない場合、このデータのバッチは最終状態で正しいものとして分類されます。

期間のチャレンジに成功し、エラー状態になった場合は削除され、再計算後に正しい結果に置き換えられます。この間違ったトランザクションを送信したパッケージ作成者は処罰され、成功したチャレンジャーには報酬が与えられます。

出典：ethereum.org

オプティミスティック ロールアップを使用して構築された 2 つのスター レベルの製品があります。楽観 と決断 .これらは同じロールアップ テクノロジに基づいていますが、主に不正証明の処理、proveFraud() 関数でいくつかの違いがあります。

詐欺の証明

楽観主義は、シングルラウンド詐欺証明のインタラクティブモードを採用しています。問題が発生した場合、L1 でトランザクション プロセス全体が再計算され、問題のあるステップが特定されます。メソッド全体で必要な対話は 1 回だけです。ただし、この方法には明らかな欠点があります。トランザクション全体が ETH L1 で再計算されるため、ガス料金から生じるコストは比較的高くなります。

これに対応して、アービトラムは、複数ラウンドの不正証明のインタラクティブ モードを採用しています。チェーン上の二分法のメカニズムを通じて、最初に潜在的に問題のあるステップを特定し、次に L1 上のシーケンス全体の正確性を検証します。二分法によるポジショニング メカニズム全体には、複数回の相互作用があります。したがって、概念的な観点から、Arbitrum が採用したモデルはより複雑で、より長い時間がかかります (1 ～ 2 週間)。しかし、問題のあるステップを最終的に正確に特定できるため、オンチェーン計算のコストが削減されます。

EVM の互換性

ユーザーにとっては、楽観的なロールアップによりパフォーマンスが大幅に向上し、多くのコストを節約できます。開発者にとっては、オプティミスティック ロールアップの EVM 互換性機能により、多くの作業が軽減されます。開発者は多くのイーサリアムのインフラストラクチャを使用でき、学習コストは低くなります。同時に、Ethereum 上の既存のスマート コントラクトは、大規模なコード変更なしで直接 L2 に移行でき、移行コストも非常に低くなります。

2. zk ロールアップ

zk ロールアップはゼロ知識証明 (zk) を使用して、パッケージ化されたトランザクションの結果を検証します。コア ロジックは、データを L1 に送信するときに、ゼロ知識証明テクノロジに基づく zkp (ゼロ知識証明) を提供することです。オプティミズム ロールアップの不正証明と比較して、zk ロールアップはプライバシー、セキュリティ、スケーラビリティ、および資本効率が高くなります。

1)プライバシー : zk テクノロジーにより、情報を提供することなく一方が真実であることを他方に証明できるため、ユーザーのプライバシーが大幅に保護されます。

2)安全 : zk ロールアップ メカニズムにはオブザーバーがありません。スマートコントラクトの検証方式を採用することで、暗号技術の安全性が向上します。

3)スケーラビリティとコスト: ほとんどのアプリケーションでは、zk ロールアップを介してメイン チェーンに送信する必要があるデータが比較的少ないため、このテクノロジーによって TPS が向上し、コストが削減されます。

4)資本効率: ゼロ知識証明の正当性証明メカニズムを採用しているため、オプティミズムやアーバートラムロールアップのようにチャレンジ期間を長く設定する必要がなく、資金の出金スピードが格段に速くなります。

出典：docs.zksync.io

上記の明白な利点により、Vitalik でさえ zk rollup がロールアップの究極の道であることに同意しました。ただし、ゼロ知識証明技術の難易度は非常に高いため、現段階では zk ロールアップにも多くの欠点があります。

1) 互換性のある EVM がない。コンセンサス レベル (最高レベル) の互換性を達成できる実用的な zkEVM は存在せず、イーサリアムのコア開発者は、数年のハードワークが必要になると予想しています。現在、zksync プロジェクトは比較的高速です。 zksync 2.0 には、言語レベルの互換性 (最小レベルの互換性) を持つ zkevm が既にありますが、まだコンセンサス レベルではありません。

２）開発難易度が高い。ゼロ知識証明の技術的な複雑さは高いため、zk ロールアップでビルドするプロジェクトの開発は困難です。当然のことながら、全体的な進捗状況は、楽観的なロールアップを使用したプロジェクトよりも遅れています。また、zk ロールアップ プロジェクトは監査が難しいため、重大なリスクや悪用可能な抜け穴が発生する可能性が高くなります。

3) 高価なハードウェア要件。 zkp は検証中に毎回生成する必要があるため、zk ロールアップでビルドするプロジェクトにはより優れたハードウェア機器が必要であり、それでも過熱のリスクがあります。

ロールアップ テクノロジの導入によって L1 トリレンマを解決しようとする試みでは、ロールアップもバランスを取ることができないパラドックスに陥っているようです。

明らかにセキュリティとスケーラビリティに優れている Zk ロールアップは開発が難しく、EVM に対応していないため、成熟した製品のリリースが遅れています。

オプティミスティック ロールアップは開発が容易で、EVM と互換性があるため、成熟した製品を簡単に展開でき、ロールアップ業界の最初のムーバーとして Ethereum L1 のほとんどのトラフィックをキャプチャできます。ただし、パフォーマンス、セキュリティ、およびユーザー エクスペリエンスの点では、zk ロールアップの最終形と比較できないことは明らかです。

多くの参加プレーヤーと開発者の操作能力の違いを考慮すると、最終的にどのロールアップが依然として市場に好まれるかについて結論を出すのは困難です。

3. 展望と競争

産業の誕生と発展は、需要と競争から切り離すことはできません。需要はすべての物語の始まりであり、競争は物語の終わりを決定します。

1. 需要と展望

この話の最初の必要性は、誰もが高い TPS (1 秒あたりのトランザクション数) と低い料金を切望していることに由来しています。 Defi が高価格で低頻度のチェーン アクティビティを表す場合、L1 のパフォーマンス サポートによって繁栄することができます。しかし、高性能で低料金の L2 の導入により、爆発的な成長を遂げるプロジェクトが増えるのでしょうか?

デフィ : 古いプロジェクトの L2 への移行に加えて、高い TPS のサポートにより、Defi トラックにより多くのイノベーションの機会がもたらされます。 DYDX などのオーダーブックベースの DEX はますます注目を集めており、潜在的に L2 はユーザー間での DEX の使用を増加させる可能性があります。オーダーブックDEXは当然、さまざまな高頻度取引に適しており、伝統的な金融における市場シェアは30%~50%に達する可能性があります。しかし、これまではガス料金が高かったため、このような大量の取引は中央集権的な取引所でしか実行できませんでした。将来的には、L2 拡張により、これらの顧客はより安全な分散型取引所でトランザクションを完全に完了することができます。

Gamefi & NFT : 拡張後、L2s は高性能ゲームもサポートし、ユーザーを引き付けるために P2E ゲームだけに頼るのではなく、より真に楽しいゲームの開発を可能にします。 Web2 の多くのクラシック ゲームを NFT と組み合わせて、ゲーム アセットの有意義な採用と流通を実現することもできます。 Immutable X や ZKBox などの Layer2 ベースの NFT gamefi は、多くの注目を集めています。たぶん、Gamefi 2.0 は私たちからそう遠くないところにあります。

Socialfi &した : Socialfi は、ユーザー数が最も多く、使用頻度が最も高いトラックです。 L2 が socialfi の側面とうまく統合できれば、web3 に膨大なトラフィックがもたらされます。過去の歴史を振り返ると、10 年ごとに新しいソーシャル プラットフォームが生まれています。若者は常に、前世代の束縛を打ち破り、自分たちの声を確立できる、より興味深いソーシャルの世界を探しているからです。

同時に、socialfi はユーザーの行動、貢献、ソーシャル活動を活用できます。これらの大量のデータ アセットは DID も強化するため、web3 ユーザーは冷たく遠いものではなく、実生活に密接に結びついた鮮やかな仮想アイデンティティを持つことができます。

すべての技術的進歩は、これまで存在しなかった破壊的なイノベーションをもたらし、巨大な新しい需要を生み出す可能性があります。 NFT の誕生と同様に、L2 は業界にどのような破壊的な新技術をもたらすのでしょうか?

2. 競技とエンディング

前述のように、L2 に対する業界の需要は潜在的に巨大です。これにより、潜在的なプロジェクトに構築のための良い出発点が与えられましたが、競争が最終的なゲームを決定します.熾烈な競争に勝ち残れなければ、どんなに大きな需要があっても成長できません。

テクノロジーの進歩は、競争を測定する際に大きな影響を与える要因であるため、ロールアップは、サイドチェーンやサブチェーンプラズマなどの他のものと比較して、L2 拡張競争で主導的な地位を占めています.これは、ロールアップを採用しているプロジェクト関係者にとって間違いなく朗報です。また、ロールアップの中では、zk ロールアップが最終的な解決策として認識されていますが、これは、この技術を使用している現在のプロジェクト (zksync、スタークウェアなど) が最終的な勝者であることを意味するものではありません。

ここでは、インテリジェントドライビング業界の競争進化を紹介し、これを参考にして今後のL2のあり方を考えたいと思います。

テスラ vs グーグル

インテリジェンスのレベルから、インテリジェント ドライビング業界も低レベルから高レベルの L1 ～ L5 に分類されます。 Google は、低レベルの無人運転は未熟な製品であると考えています。最初からL4+の完全無人化を目指している。テスラのルートは、最初に低レベルのアシスト運転 L2 製品を立ち上げ、大量のデータを使用して製品を成熟した L4 または L5 にプッシュすることです。

現在の状況から判断すると、技術の進歩自体が大量のデータと市場からのフィードバックに依存しており、純粋に限られたロード テストでは実際の L4 を達成することはできないため、Tesla のルートは間違いなく成功する可能性が高くなります。その結果、テスラはインテリジェント ドライビングのリーディングカンパニーとしてグーグルを凌駕することができました。

上記の例は、L2 の最終的な結果について考えるのに役立つかもしれません。プロジェクトの成否を決めるのは絶対的な技術だけではありません。

高い実行力を活用すれば、現在の市場に適合する製品をできるだけ早く発売し、市場のトラフィックを獲得し、将来の運用を改善し続けることができます。製品が最終的な完全な形になるまで発売が遅れると、成功する可能性が低くなる可能性があります.

また、技術的には、難易度の低い技術を組み合わせることで、難易度の高い個々の技術の性能を達成できる場合があります。 Arbitrum と Optimism は、楽観的ロールアップの主要な採用者です。オプティミスティック ロールアップのパフォーマンスは zk ロールアップ ルートよりも劣りますが、いくつかの欠点はテクノロジを組み合わせることで解決できます。たとえば、長い引き出し期間を克服するために、サードパーティのクロスチェーンブリッジを介して解決できます.

L2 クロスチェーン ブリッジ Orbiter は、Arbitrum が分単位の口座振替を反映するのに役立ちます

2. 業界動向

L2 の現在の定義にはいくつかの違いがあります。最も広い意味で、イーサリアムのメイン チェーン外のすべての技術的拡張は、L2 のカテゴリに含まれます。

ここでは、特定の定義に焦点を当てます。L2 は、イーサリアム L1 のセキュリティに依存するものです。これによると、ステート チャネル、プラズマ、サイド チェーンは厳密には L2 ではありません。これらは独立したセキュリティを備えているからです。したがって、L2 業界に関する以降の説明では、主にロールアップのみとその周辺のエコシステムに焦点を当てます。

(1) L2開発動向（定性分析）

1. L2 の開発スペースは巨大であり、業界の次の爆発につながる可能性があります。

2. 複数の L2 ソリューションが共存可能

L2 インフラストラクチャ、Artibturm、Optimism、zksync、starkware 用。セキュリティ、低料金、スケーラビリティ、プロジェクトの可用性スケジュールの点で、オールラウンドな主要な L2 インフラストラクチャはありません。

プロジェクト当事者は、実際のニーズに応じて対応するインフラストラクチャのみを選択できるため、短期的には複数のソリューションが存在する可能性があります。共存は、競争よりも現実的な結果です。

しかし、注目に値するのは、各プロジェクト当事者の運用能力と方向性です。 web3 の優れたマーケティング効果とネットワーキング効果を利用して、より大きな市場シェアを確保できる人が勝者になります。先行者利益の助けを借りて、プロジェクトはより大きなエコシステムを構築し、より多くのリソースを獲得し、競争で主導権を握ることができます。

3.クロスチェーンは必須

L2 の台頭は、将来的にマルチチェーン エコシステムが存在する必要があることを意味します。 Vitalik によると、将来的には L3 または L4 が登場する予定です。この観点から、クロスチェーンも不可欠なインフラになります。

異なる L2 間のテクノロジーの違いは、L2 間の相互運用性の問題を浮き彫りにします。これらの L2 は異なるスマート コントラクトで構築されているため、ユーザーが L2 間でデータやアセットを操作するのは不便です。したがって、同じアプリケーションが異なる L2 にデプロイされている場合、その流動性にも影響します。そのため、L2 自体の開発に加えて、クロス L2 も重要な開発方向です。