イーサリアムサイドチェーンとL2の違いを説明する

毎日何百万人ものユーザーが参加し、新しいアプリケーションが絶えず起動されているため、イーサリアムは現在、トランザクション数によって大幅に制限されています。イーサリアムのトランザクション処理能力、つまりトランザクションのスループットは 1 秒あたり 15 トランザクションに制限されているため、ますます高価になり、過密になり、多くの人にとって使用できなくなります。

イーサリアム ネットワークはメイン チェーンであり、そのネットワーク上で直接行われるすべてのトランザクションは「オンチェーン」ですが、それ以外のトランザクションはすべて「オフチェーン」とみなされます。サイドチェーンや L2 などの一部のオフチェーン ソリューションは、イーサリアムの拡張、トランザクション速度の向上、ネットワークが処理できるトランザクション数の増加に役立ちます。この記事では、サイドチェーンと L2 ソリューションとは何か、またそれらがスケーラビリティにどのように役立つかを示します。

サイドチェーンと L2 イーサリアム ソリューションは、イーサリアムのスケーリング問題の解決に役立ちます。オンチェーンのパフォーマンスを向上させようとすると、多くの場合、スケーラビリティのトリレンマとして知られる、イーサリアムの分散化またはスケーラビリティのトレードオフが発生します。

サイドチェーンと L2 ソリューションにより、継続的かつ漸進的なイノベーションが可能になり、セキュリティと分散化を維持しながらすべての人にとって Ethereum が向上します。

サイドチェーンとイーサリアムの L2 ソリューションの主な違いは、L2 がイーサリアムのメイン ネットワークのセキュリティを継承するのに対し、サイドチェーンは独自のセキュリティに依存することです。

イーサリアム サイドチェーンは、イーサリアム メイン チェーンと並行して実行される独立したブロックチェーン ネットワークです。サイドチェーンは双方向ペグ システムを通じてメインチェーンに接続され、サイドチェーン間でアセットを交換できるようになります。

サイドチェーンには 2 つの基本的なタイプがあり、1 つは相互依存するもの、もう 1 つは互いに独立したものです。

チェーンが別のチェーン (イーサリアムなど) に依存している場合、そのチェーンはこの親チェーンの子チェーンと見なすことができます。通常、子チェーンは独自の資産を作成しませんが、親チェーンからの転送から資産を取得します。

サイドチェーンには、トランザクションをより速く、より手頃な価格にするために、通常、特定の種類のトランザクション用に設計された独自のコンセンサス プロトコルがあります。ただし、これは、通常、イーサリアムのセキュリティ特性を継承しないことも意味し、サイドチェーンを使用する場合、独自のコンセンサスプロトコルに参加しているノードを含むサイドチェーンのセキュリティのみに依存します。

サイドチェーンはメインチェーンの混雑を軽減し、全員のコストを削減し、イーサリアムエコシステムの使いやすさとスケーラビリティを高めます。開発者はサイドチェーンを使用して、メインチェーンでは利用できない新しい機能やユースケースを探索およびテストすることもできます。

人気のあるサイドチェーンには、 Polygon PoS、Scale、Rootstock などがあります。イーサリアム 2.0 には、シャード チェーンと呼ばれる独自のサイドチェーンがあり、最近開始されたビーコン チェーンに接続されています。ビーコン チェーンは、最終的にプルーフ オブ ステーク (PoS) ベースのイーサリアム メイン チェーンになることを目指しています。

サイドチェーンは、双方向のペグ システムまたはブリッジを介してメインチェーンに接続します。メインチェーンでは、イーサをロックボックスとして機能する出口アドレスに送信できるため、他の場所でイーサを使うことができません。

取引が完了し、「コンテスト期間」が経過すると（安全性を高めるため）、「簡易支払い確認」（SPV）と呼ばれる領収書が提供されます。これにより、スマート コントラクトを介してサイドチェーン上のロックボックスから同じ値のリリースがトリガーされます。サイドチェーンからメインチェーンに「転送」する場合、まったく同じプロセスが発生しますが、その逆の処理のみが行われます。

サイドチェーンは、イーサリアムのコンピューティング エンジンであるイーサリアム仮想マシン (EVM) に基づいており、EVM との互換性により、開発者は変更を加える必要がありません。これらはすべて同じ堅牢性ソフトウェア層を共有し、同じ Web3 API 経由でアクセスできるため、同じコードをデプロイするだけで済みます。

L2 プロトコルはイーサリアム チェーン内に存在するチェーンですが、セカンダリ フレームワークを通じてより優れたスケーラビリティを実現します。 L2 で激しいアクティビティを処理することで、メイン レイヤの輻輳を軽減します。サイドチェーンとは異なり、L2 は通常、メイン チェーンのセキュリティ プロパティを継承します。

レイヤ 1 は基盤となるブロックチェーンです。イーサリアムは、さまざまな L2 ブロックチェーンが構築される基礎となる基盤であるため、レイヤー 1 ブロックチェーンです。簡単に言えば、L2 はトランザクション バンドルを圧縮し、イーサリアムのメイン ネットワークに送信します。

L2 スケーリング ソリューションには、チャネル、ロールアップ、プラズマが含まれます。これらの個々のソリューションの内訳は次のとおりです。

ユーザーはチャネルを通じてオフチェーンで直接取引を行い、オンチェーンのトランザクションを最も重要な情報のみに減らします。具体的には、ブロックチェーンの一部はスマート コントラクトによってロックされているため、トランザクションに関与する参加者は更新する前に完全に同意する必要があります。

参加者は、ブロックチェーンに送信できるトランザクションを作成して署名することで、自分の状態を更新します。チャネルの使用を停止したい場合は、終了して最後の状態更新をメイン チェーンに送信します。これにより、状態が再びロック解除されます。

ロールアップは、イーサリアム メイン ネットワーク ブロックチェーンからトランザクションを実行し、複数のトランザクションをまとめてバッチ化し、イーサリアム メイン ネットワークに送り返します。ロールアップは証明に依存しているため、イーサリアムはトランザクションを処理せずにトランザクションの正確性を検証できます。

2種類のロールアップ

一般に、ロールアップには、ゼロ知識 (ZK) ロールアップとオプティミスティック ロールアップの 2 種類があります。

ゼロナレッジ ロールアップ (ZK ロールアップ) は有効性の証明を使用します。トランザクションの各バッチには、SNARK として知られる暗号証明が含まれており、イーサリアムのメイン層のコントラクトによって検証されます。

大量のトランザクション データではなく、有効性の証明のみをメイン チェーンに保存する必要があるため、このオフチェーン計算により処理時間が大幅に節約され、ZK ロールアップがより高速かつ効率的に行われます。

楽観的なロールアップでは不正行為の証明が使用されます。名前が示すように、これらはすべてのトランザクションが有効であると楽観的に想定し、最初の証明なしでバッチを送信します。一部のデータが虚偽であることを他の人が検出して証明できるチャレンジ期間があります。

バッチが不正であることが判明した場合、Optimistic rollps は不正証明を実行し、イーサリアム メイン チェーンで利用可能なデータを使用して正しいトランザクション計算を実行します。参加者に自分の行動に基づいて報酬や減額を求めることで、良い行動を奨励します。

Optimism のような企業は、スループットの向上、レイテンシの短縮、ガス料金の削減を提供することで、イーサリアムのスケールアップを支援しています。この記事の執筆時点では、Optimism のガス料金はイーサリアムの 10 分の 1 です。

Plasma は、スマート コントラクトとマークル ツリーを組み合わせてサブチェーンの無限フォークを作成する、イーサリアムのネイティブ サイドチェーンと考えてください。これらの子チェーンは、独自のコンセンサス メカニズムを備えた、イーサリアム メイン チェーンの小さなコピーです。

データの計算と処理に必要な帯域幅は親チェーンからオフロードされますが、定期的にルート チェーンにコミットされます。各サブチェーンはセキュリティのために不正防止システムに依存しています。これはロールアップに似ており、その有効性を誰でも異議を唱えることができる期間が設けられています。

他のサイドチェーンとの主な違いは、各プラズマ チェーン ブロックの「ルート」がイーサリアムに公開されることです。これは、メイン チェーンのセキュリティを継承することを意味します。

Polygon のような企業は、開発者とエンドユーザーに低いガス料金を提供し、その結果、トランザクションが高速化されます。これらの明白な利点により、Plasma での開発は非常に魅力的であり、なぜ爆発的な成長が見られるのかが簡単にわかります。

Alchemy は現在、Ethereum Layer 1 チェーンとArbitrum L2 チェーンをサポートしています。 Arbitrum はイーサリアム上に構築された独立したチェーンであり、スマート コントラクトとして、より高速なトランザクション速度、より高いスループット、より低いガス料金などの利点をサポートします。アクティビティとトランザクションは、最終的にはオプティミスティック ロールアップを介して Arbitrum からレイヤー 1 チェーンに中継されます。

サイドチェーンや L2 (チャネル、ロールアップ、プラズマ) などのスケーラブルなソリューションを大量に導入することで、イーサリアム メインネットへの圧力が軽減され、より多くのユーザーが (L2 ソリューションで) 同じセキュリティを維持しながら、より高速なトランザクション時間を享受し、高額なトランザクション手数料を削減できるようになります。そして分散型アプリケーション。

出典: https://www.web3.university/article/sidechains-vs-layer2s