EthereumLayer2:スケーラビリティと効率の強化

先駆的なスマートコントラクトプラットフォームであるイーサリアムは、その開始以来大幅に成長しました。分散型アプリケーション（dApps）、分散型金融（DeFi）プロトコル、および非代替トークン（NFT）により、イーサリアムは広大な開発者コミュニティを魅了してきました。ただし、その人気により、高い取引手数料（ガス料金）、ネットワークの混雑、トランザクション時間の遅さなど、スケーラビリティの課題も生じています。イーサリアムレイヤ2ソリューションは、これらの問題に対処するために登場し、メインのイーサリアムネットワークのセキュリティを維持しながら、より高速かつ安価なトランザクション処理を提供します。

イーサリアムレイヤー2ブロックチェーンとは何ですか?

レイヤ2ブロックチェーンは、イーサリアムメインネット（レイヤ1）の上に構築されたセカンダリネットワークです。一部のトランザクション処理をメインのイーサリアムネットワークからオフロードし、スケーラビリティを向上させ、コストを削減します。レイヤ2ソリューションは、メインネットがサポートできるより多くの1秒あたりのトランザクション（TPS）を処理することでイーサリアムを補完するように設計されています。

イーサリアムとは何ですか?

イーサリアムは、2013年にヴィタリックブテリンによって概念化され、2015年に開始された2番目に人気のあるブロックチェーンネットワークです。イーサリアムは、特定の条件が満たされたときにブロックチェーン上で実行される自己実行コンピュータープログラムであるスマートコントラクトを導入しました。このイノベーションにより、dApp、DeFiプロトコル、NFTなどの開発が可能になりました。その多用途性にもかかわらず、イーサリアムの現在の反復処理は1秒あたり15～30件のトランザクションのみを処理するため、ピーク時にネットワークの混雑と高額なガス料金が発生します。

レイヤ2ブロックチェーンネットワークとは何ですか?

レイヤ2ソリューションは、セカンダリチェーンでトランザクションを処理することにより、メインのイーサリアムネットワークの負荷を軽減します。Ethereumを、アシスタント（レイヤー2）にタスクを委任する多忙なオフィスマネージャー（レイヤー1）と考えてください。アシスタントは作業の大部分を処理し、最終結果のみをマネージャーに報告します。同様に、レイヤー2ソリューションはトランザクションをオフチェーンで処理し、最終処理のために圧縮データをイーサリアムメインネットに送信して、セキュリティと効率を確保します。

レイヤ2ソリューションの種類

イーサリアムのレイヤー2ソリューションはいくつかのカテゴリに分類され、それぞれがスケーラビリティに対する独自のアプローチを持っています。最も一般的なタイプはサイドチェーンとロールアップです。

サイドチェーン

サイドチェーンは、独自のコンセンサスメカニズムとネイティブトークンを備えた独立したブロックチェーンです。これらは双方向ブリッジを介してイーサリアムに接続し、資産がメインネットとサイドチェーンの間で移動できるようにします。サイドチェーンはイーサリアムとは別にトランザクションを処理し、メインネットワークの混雑を軽減します。ただし、イーサリアムほど分散性や安全性は高くありません。サイドチェーンの例には、xDAIやSkaleなどがあります。

ロールアップ

ロールアップはレイヤー2でトランザクションを実行し、圧縮データをイーサリアムメインネットに送信します。セキュリティを維持しながら、高いスループットと低い料金を提供します。ロールアップには、オプティミスティックロールアップとZK（ゼロナレッジ）ロールアップの2種類があります。
– 楽観的ロールアップ:トランザクションが有効であると想定し、異議が申し立てられた場合にのみ検証します。これらはDeFiに不可欠な構成可能性を提供しますが、ファイナリティに時間がかかり、詐欺の可能性が高くなります。
– ZKロールアップ:暗号化証明を使用してトランザクションを検証し、より高速なファイナリティとより高いセキュリティを提供しますが、実装はより複雑です。
ロールアップの例には、LoopringとStarkWare（ZKロールアップ）、およびOptimism（オプティミスティックロールアップ）が含まれます。

チャネル

チャネルでは、参加者間の複数のオフチェーントランザクションが許可されますが、イーサリアムに送信するトランザクションはチャネルのオープンとクローズの2つだけです。これらは頻繁で小規模な取引には効率的ですが、参加者は資金をロックし、ネットワークを監視する必要があります。例としては、ConnextやRaidenなどが挙げられます。

バリジウム

ValidiumはZK Rollupsに似ていますが、データをオフチェーンに保存するため、1秒あたり最大10,000件のトランザクションが可能です。引き出しの遅延がなく、攻撃リスクが低くなりますが、すべての種類のスマートコントラクトを実行できるわけではありません。例としては、StarkWareやDeversiFiなどがあります。

人気のあるEthereumレイヤー2ソリューション

いくつかのイーサリアムレイヤ2ソリューションが人気を集めており、それぞれが異なるスケーラビリティの課題やユースケースに対処しています。

ポリゴン

Polygonは、より高速で安価なトランザクションを提供するイーサリアムサイドチェーンです。平均ガス料金0.01ドルで最大7,200TPSを処理できます。Polygonはイーサリアムと互換性があるため、dAppsやDeFiプラットフォームに最適です。スターバックスのような確立されたブランドは、ロイヤルティプログラムにPolygonを使用しています。

裁定

Offchain Labsが開発したOptimistic RollupであるArbitrumは、約0.02ドルのトランザクションで最大40,000TPSを提供します。Ethereum Virtual Machines（EVM）との互換性により、開発者は最小限のコード変更でdAppsをArbitrumに展開できます。

ベース

Coinbaseによって2023年に開始されたBaseは、OptimismOP Stackを使用して構築されています。複数のブロックチェーンを接続して「スーパーチェーン」を構築することを目指している。Baseは、発売から数か月以内にロックされた総額（TVL）が3億ドルを超えました。

不変X

ImmutableXは、NFTとWeb3ゲームに焦点を当てたZKロールアップです。ガスフリー、カーボンニュートラルなNFT鋳造と最大9,000TPSの高速トランザクションを提供します。ImmutableXは、開発者がブロックチェーンテクノロジーをゲームに統合するためのSDKとAPIを提供します。

浪人

Sky MavisがNFTゲームAxie Infinity用に開発したイーサリアムサイドチェーンであるRoninは、Proof-of-Authorityコンセンサスメカニズムを使用しています。最小限の手数料でほぼ即時のトランザクションを提供するため、ゲームアプリケーションに最適です。

レイヤ2ソリューションの重要性

レイヤ2ソリューションは、イーサリアムの成長とスケーラビリティにとって重要です。これらにより、メインのイーサリアムネットワークのセキュリティと分散化を維持しながら、より高速で安価なトランザクションが可能になります。トランザクション処理をレイヤー2にオフロードすることで、イーサリアムはより多くのユーザーとアプリケーションを処理できるようになり、ブロックチェーンテクノロジーのより広範な採用への道が開かれます。

結論

イーサリアムレイヤ2ソリューションは、メインネットワークのスケーラビリティの課題に対処し、セキュリティを維持しながら、より高速かつ安価なトランザクション処理を提供します。サイドチェーン、ロールアップ、チャネル、Validiumなどのさまざまなソリューションにより、イーサリアムは成長を続け、幅広いアプリケーションをサポートできます。ブロックチェーンエコシステムが進化するにつれて、レイヤー2ソリューションはイーサリアムの成功と広範な普及を確実にする上で重要な役割を果たすことになります。

• イーサリアム:スマートコントラクトと分散型アプリケーション（dApps）の作成を可能にする分散型ブロックチェーンプラットフォーム。
• レイヤ2:スケーラビリティを向上させ、コストを削減するために、プライマリブロックチェーン（レイヤ1）の上に構築されたセカンダリネットワーク。
• サイドチェーン:双方向ブリッジを介してメインブロックチェーンに接続し、オフチェーントランザクション処理を可能にする独立したブロックチェーン。
• ロールアップ:複数のトランザクションをバンドルし、単一のデータポイントとしてメインブロックチェーンに送信するレイヤー2ソリューション。
• チャネル:2つのオンチェーントランザクション（チャネルのオープンとクローズ）のみを必要とするオフチェーントランザクションメソッド。
• Validium:ZKRollupsに似ていますが、データをオフチェーンに保存し、最小限の遅延で高いトランザクションスループットを実現します。