レイヤ 2 とは何ですか?あなたが知る必要があるすべて

L2 は、ブロックチェーンのトリレンマを解決するために、急速に業界全体の不可欠な部分になりました。しかし、それらはスケーラビリティを改善するための答えでしょうか?

レイヤー 2 (L2) はクリプト ネイティブの間で一般的な用語ですが、この概念は、多くの人、特に業界に参加したばかりの人にとって混乱を招く可能性があります。

これは、一般にレイヤー 1 (L1) またはメイン ネットワーク (Mainnet) と呼ばれるベース ネットワーク上に構築されたソリューションを表すために使用される総称です。これは、L2 はベース レイヤーなしでは存在できないことを意味し、L2 について学ぶ前に、まず L1 の基本的な知識を持っていることが不可欠になります。

レイヤ 1 の説明
では、レイヤー1とは何ですか？これは、ブロックチェーン プラットフォームのベース ネットワークであり、基盤となるインフラストラクチャです。メイン ネットワークは、別のネットワークに依存することなく、すべてのオンチェーン トランザクションの検証とファイナライズを担当します。これは、基本層がエコシステムのルールを定義することを意味します。 L1 プロトコルには、トランザクション料金またはガス料金に使用されるネイティブ トークンもあります。

すべてのベース ネットワークには、プルーフ オブ ワーク (PoW) やプルーフ オブ ステーク (PoS) など、ノードがコンセンサスに到達するための独自のメカニズムがあります。ただし、ブロックチェーンのトリレンマとして知られる業界では非常に一般的な概念があります。ネットワークは、セキュリティ、スケーラビリティ、分散化という 3 つの主な目標のうち 2 つを達成できますが、3 つすべてを同時に達成することはできません。これは、イーサリアムの共同創設者であるヴィタリック ブテリンによって普及されました。

ビットコインやイーサリアムなどのレイヤー 1 ブロックチェーンは、スケーラビリティ (多くのトランザクションを処理する能力) を犠牲にしながら、分散化とセキュリティに重点を置いています。ここで、レイヤー 2 プロトコルの出番です。開発者は、L1 上に L2 ソリューションを構築して、スケーラビリティの問題を解決します。

レイヤー 2 とは何ですか? どのように機能しますか?
レイヤ 2 プロトコルは、ベース ネットワーク上に構築されたソリューションであり、トランザクションとデータのスケーリングを支援します。 L2 は、それぞれのメイン ネットワークの拡張またはセカンダリ フレームワークとして機能します。

それで、それはどのように機能しますか？レイヤ 2 ネットワークは、トランザクションの証拠をベース レイヤに送信する前に、トランザクションを大きなバンドルで独自に処理します。このプロセスは一般に「オフチェーン」スケーリングと呼ばれ、ベース ネットワークから大量の負荷を取り除きます。

L1 はセキュリティ、分散化、およびデータの可用性に重点を置き、L2 はスケーラビリティを処理します。これにより、ベース ネットワークの混雑が緩和されるため、ブロックチェーン エコシステム全体がよりスケーラブルになります。つまり、基本的にはチームワークです。

レイヤー 2 対サイドチェーン
レイヤー 2 ソリューションとサイドチェーンは、メイン ネットワークのスケーリングを高速化できるように設計されています。 L2 はそのベース チェーンの上に構築されますが、サイドチェーンはブリッジを介してプライマリ ネットワークと相互作用する独立した EVM 互換チェーンとして並行して実行されます。

レイヤー 2 プロトコルとサイドチェーンの主な違いは、L2 がメインネット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または他のプロトコルのセキュリティを採用する可能性があることです。したがって、サイドチェーンは技術的には L2 ソリューションとは見なされません。

興味深いことに、次のようなプロジェクトポリゴン ネットワーク 複数の L2 およびサイドチェーン技術を組み合わせて、トランザクションをより高速かつ安価にします。

レイヤー 2 ネットワークの利点
スケーラビリティ: スケーラビリティは、トランザクションのスループットと速度を扱います。言い換えれば、より高速な完了で、より多くのトランザクションが 1 秒あたりに処理されることが保証されます。多くのベース ネットワークは、分散化また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好みます。これは、ネットワークの使用率が高いときに輻輳を引き起こします。

レイヤー 2 ネットワークは、ブロックチェーン エコシステムがセキュリティや分散化を損なうことなくスケーリングするのに役立つため、この問題を解決します。

低料金: 前述のように、L2 は複数のトランザクションをバンドルし、単一のトランザクションとしてメインネットに送信します。これにより、取引手数料が削減され、ベースレイヤーがより安価で高速になります。

セキュリティの維持: セキュリティと分散化は、レイヤー 1 ネットワークの中心的な焦点です。レイヤー 2 チェーンが上に構築されているため、ユーザーはプライマリ ブロックチェーンのセキュリティを利用できます。

レイヤ 2 ネットワークの欠点
流動性の削減: 流動性は暗号市場の重要な側面です。レイヤー 2 ネットワークは、常に堅牢で流動的でなければならない主要なブロックチェーンの流動性を低下させる可能性があります。

複数のアカウントが必要になる場合があります: 複数の L2 ソリューションがネットワーク上に構築されている場合、L1 とそのさまざまなアプリケーションには、2 つのレイヤー間のスムーズな通信を確保するためにより多くのブリッジが必要になります。これは、異なるプロトコル間で資金を転送するために、エンドユーザーが複数のアカウントを作成する必要があることを意味します。特にユーザーは常に資産の動きを追跡する必要があるため、このプロセスは困難な場合があります。

セキュリティ上の懸念 : これは実装の問題ですが、昨年、複数のブリッジ ソリューションがハッキングされ、数億ドル相当の暗号通貨が危険にさらされました。

レイヤー 2 ソリューションの種類
ブロックチェーン ネットワークのスケーリング ソリューションを提供するレイヤー 2 テクノロジにはさまざまな種類があり、多くの人がビットコインやイーサリアムなどのレイヤー 1 プロトコルを日常の取引に使用できるようになっています。

最も人気のあるレイヤー 2 スケーリング ソリューションには、イーサリアムを中心としたロールアップが含まれますが、ビットコイン ライトニング ネットワークはビットコインのスケーラビリティを向上させるために機能します。

ロールアップ
ロールアップは、イーサリアムのメインネットやその他のブロックチェーンをスケーリングする一般的なレイヤー 2 システムです。それで、それはどのように機能しますか？

ロールアップは、レイヤー 1 とレイヤー 2 の間でデータを中継する通常のスマート コントラクトです。ロールアップは、ベース レイヤーから L2 に大量のトランザクションとデータを転送することで、ブロックチェーンのスケーリングを支援します。レイヤ 2 でトランザクションが処理されると、ロールアップによってトランザクション データがメインネットに返され、保存されます。

ベースレイヤーのスケーリングに加えて、ロールアップは、ベースレイヤーに移動する前に、数百のトランザクションを単一のトランザクションにグループ化または「ロールアップ」することにより、ガス料金を大幅に削減するように設計されています。その後、取引手数料はグループ内の全員で共有されるため、各ユーザーにとって安くなります。これにより、ロールアップ ソリューションは、ベース レイヤーと比較してトランザクション料金を最大 100 倍削減できます。

さらに、ロールアップは L1 の上に構築されるため、プライマリ ブロックチェーンからセキュリティを引き出すことができます。

とはいえ、ロールアップにはゼロ知識 (ZK) と楽観的の 2 種類があります。主な違いは、トランザクション データをメインネットに転送する方法です。

ゼロ知識ロールアップ
ゼロ知識ロールアップまたは ZK ロールアップは、ベース レイヤーから複数のトランザクションを取得してオフチェーンで処理し、オンチェーン ロールアップ スマート コントラクトを介してバッチでトランザクションをメインネットにプッシュします。

このプロセス中に、ZK ロールアップは、トランザクションの正確性を証明するために L1 に送信される SNARK (Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge) または STARK (スケーラブルで透明な知識の引数) と呼ばれる暗号証明を生成します。これにより、検証者は、知っていることを明らかにすることなく、同じ情報を持っていることを知ることができます。そのため、ゼロ知識と呼ばれています。

ゼロ知識ロールアップ チェーンは、1 秒あたり最大 2,000 トランザクションを処理しながら、1 分以内にブロックを生成できます。これにより、ブロックチェーンでのトランザクション処理に必要なコストと時間が大幅に削減されます。

楽観的なロールアップを利用する L2 プロトコルの例

• ループリング
• zkSync
• ZKスペース
• アステカ

楽観的なロールアップ
ZK ロールアップと同様に、オプティミスティック ロールアップは、データをベース レイヤーに戻す前に、大量のトランザクションをオフチェーンで処理します。

ただし、主な違いは、オプティミスティック ロールアップでは、トランザクションの真正性を証明する暗号証明が生成されないことです。代わりに、そうでないことが証明されるまで、トランザクションが有効であると想定します。

オプティミスティック ロールアップは、誰でも送信された状態データの結果に異議を唱えることができる、異議申し立て期間と呼ばれる時間枠を提供します。これは、「不正防止」を計算することで実行できます。不正防止が確認され、受け入れられた場合、ロールアップ チェーンは誤ったトランザクションを再実行し、状態データを更新します。

全体として、Optimistic ロールアップは、ZK ロールアップや Plasma と比較してスループットが低くなります (以下で説明します)。

楽観的なロールアップを利用する L2 プロトコルの例

• 決定事項 1
• 楽観
• ボバネットワーク

プラズマ
Plasma は、Bitcoin Lightning Network の作成者である Vitalik Buterin と Joseph Poon によって作成された Ethereum レイヤー 2 スケーリング フレームワークです (以下で説明します)。

ロールアップとは異なり、プラズマ構造はスマート コントラクトとマークル ツリーを組み合わせて、イーサリアムのメイン チェーンの上に「子チェーン」と呼ばれる無制限の数のサイドチェーンを作成します。これらの子チェーンはメインネットの小さなコピーですが、ブロックを検証するための独自のコンセンサス メカニズムを使用してオフチェーンでトランザクションを処理します。トランザクションをメイン チェーンから切り離すことで、輻輳が軽減され、スケーラビリティが向上します。

Optimistic ロールアップと同様に、Plasma 構造内の各子チェーンは、セキュリティのために不正証明システムを使用し、誰でもトランザクションの有効性に異議を申し立てることができます。

他のサイドチェーンとは異なり、Plasma は Ethereum のセキュリティを継承していることに注意してください。これは、プラズマ構造の各チェーン ブロックの「ルート」がメインネットで公開されているためです。

Polygon と OMG は、イーサリアム ネットワーク上で Plasma の力を活用するプロトコルの例です。

ただし、Plasma Group (イーサリアムの研究組織) は注目に値します。やめた 楽観的なロールアップに使用するために残りの資金を Gitcoin に寄付しました。

ビットコイン ライトニング ネットワーク
のライトニング ネットワーク (LN) は、ビットコインで最も人気のあるレイヤー 2 スケーリング ソリューションです。トランザクション バンドルを超高速で処理することにより、ビットコイン ネットワークのスケーラビリティの問題を解決することが 2016 年に提案されました。

上記で説明した他の L2 スケーリング ソリューションと同様に、LN はメインネットから複数のトランザクションを取得し、トランザクション データを返す前に、マイクロペイメント チャネルを通じてオフチェーンで処理します。

ライトニング ネットワークはもともとビットコインをスケーリングするために設計されましたが、ライトコインやドージコインなどの暗号通貨もこのソリューションを統合しています。

最終的な考え
要約すると、レイヤー 2 プロトコルは、プライマリ ブロックチェーンの上に構築されたソリューションをスケーリングして、トランザクションの速度を上げ、コストを削減するのに役立ちます。 L2 チェーンは、Bitcoin や Ethereum などの主要なブロックチェーンに見られるスケーラビリティの問題に対する答えになりつつあります。