レイヤー 1 ブロックチェーンとは何ですか? Bitcoin、イーサリアムとソラナの説明

定義とコア機能

1. レイヤ 1 ブロックチェーンは、エコシステム全体が動作する基盤となるプロトコルです。外部ネットワークに依存せずに、トランザクションの検証、ブロックの作成、コンセンサスの実行、オンチェーンのデータ ストレージを処理します。

2. 各レイヤー 1 チェーンは、ガス料金、ステーキング、ガバナンス、ネットワーク セキュリティに使用される独自のネイティブ トークン (Bitcoin の BTC、イーサリアムの ETH、Solana の SOL) を維持します。

3. これらのプロトコルは、明確なコンセンサス メカニズムを実装しています。Bitcoin は Proof-of-Work を使用し、Ethereum は Proof-of-Stake に移行し、Solana は Proof-of-History と Proof-of-Stake のハイブリッドを採用しています。

4. ブロック時間、ファイナリティ ウィンドウ、最大スループットなどのブロック生成パラメータは、レイヤー 1 のアーキテクチャにハードコーディングされており、変更するには調整されたアップグレードが必要です。

5. セキュリティは、バリデーターまたはマイナーセットの経済的重みと分散化から直接得られます。二次層は、ベース層の不変性や検閲耐性に寄与しません。

Bitcoin をオリジナルのレイヤー 1 として使用

1. Bitcoin は、最初の運用可能なレイヤー 1 ブロックチェーンとして 2009 年に開始され、暗号化ハッシュと分散マイニングによって保護されたトラストレスなタイムスタンプ付き台帳を導入しました。

2. そのスクリプト言語は意図的に制限されており、プログラム可能性よりもセキュリティとシンプルさを優先しているため、一般化されたスマート コントラクトには適していませんが、値の転送には非常に堅牢です。

3. UTXO モデルは厳密な入出力アカウンティングを強制し、これまでに作成されたすべての SATOSHI の決定論的な検証と長期的な監査可能性に貢献します。

4. SegWit と Taproot は、ベースレイヤーの制約を損なうことなく拡張機能をアップグレードします。これにより、Schnorr 署名を介した署名の集約、プライバシーの向上、および基本的なスマート コントラクト ロジックが可能になります。

5. BTC は依然として最も広く配布され、最も長く証明されているレイヤー 1 であり、1,900 万以上のブロックが確認され、世界中で 18,000 以上のフルノードがチェーンの独立したコピーを維持しています。

イーサリアムのプログラム可能な L1 への進化

1. イーサリアムは EVM (イーサリアム仮想マシン) を導入し、チューリング完全スマート コントラクトを可能にし、DeFi、NFT、DAO インフラストラクチャの基盤を確立しました。

2. 2022 年の合併により、コンセンサスはエネルギー集約型の PoW から PoS に移行し、発行が削減され、ステーキングへの参加が増加すると同時に、導入されたコントラクトの下位互換性が維持されました。

3. EIP-1559 は、取引手数料の一部を燃やす基本手数料メカニズムを導入し、ETH の金融政策を変更し、使用量が多い期間にデフレ圧力を生み出しました。

4. アカウントベースのモデルにより、アドレスごとの直接残高追跡が可能になり、UTXO システムと比較して状態遷移が簡素化されますが、ノードのストレージ負荷が増大し、再入可能性とガス推定が複雑になります。

5. イーサリアムは、金融、アイデンティティ、ゲーム、インフラストラクチャの各ドメインにわたって 6,000 を超えるアクティブな dApp がデプロイされており、すべてのレイヤー 1 の中で最大の開発者集団と最高の合計価値を保持しています。

Solana の高スループット アーキテクチャ

1. Solana は、コンセンサスが開始される前にイベントを順序付ける台帳に埋め込まれた検証可能な時計である Proof-of-History を通じて、1 秒未満のファイナリティと最大 65,000 TPS を達成します。

2. そのランタイムは Sealevel を使用した並列トランザクション処理に依存しており、アカウント間で競合しない命令を 1 つのブロック内で同時に実行できます。

3. タワー BFT は、従来の投票ラウンドを PoH タイムスタンプに同期したゴシップ主導のリーダー交代システムに置き換え、ブロック提案間の待ち時間を最小限に抑えます。

4. クラスターは、約 1,500 個のアクティブなバリデーターを上限とする固定バリデーター セット サイズで動作し、分散化とリアルタイム実行のパフォーマンス要件のバランスをとります。

5. SOL のトークノミクスは、アカウント保管のためのレント収集、インフレステーキング報酬、優先料金入札を統合し、ユーザー、開発者、インフラプロバイダー全体にわたる多次元のインセンティブの調整を生み出します。

よくある質問

Q: レイヤ 1 ブロックチェーンにはネイティブ トークンが必要ですか?はい。すべての運用レイヤー 1 は、参加を奨励し、不正行為を罰し、取引手数料を決済するためにネイティブ アセットを発行する必要があります。このようなトークンが存在しない場合は、別のチェーンの決済レイヤーに依存していることを意味し、真の L1 としての資格を失います。

Q: Bitcoin はスマート コントラクト プラットフォームとみなすことができますか? Bitcoin は、スクリプトを介して基本的な条件付きロジックをサポートしていますが、動的な状態の永続性と構成可能性が欠けています。その設計は、セキュリティと予測可能性を維持するために表現力を意図的に制限しており、イーサリアムやソラナのようなプログラム可能な L1 とは区別されています。

Q: 一部のレイヤー 1 がシャーディングを使用し、他のレイヤー 1 がシャーディングを使用しないのはなぜですか?シャーディングは、バリデーターのサブセット全体で状態と計算を分割し、水平方向にスケーリングします。イーサリアムは、スケーラビリティ ロードマップの一部としてこれを実装しています。 Solana は、代わりにハードウェアの最適化とタイミング プリミティブによる垂直スケーリングを選択します。設計の選択には、実装の複雑さ、シャード間通信のオーバーヘッド、バリデーターのアクセス可能性の間のトレードオフが反映されます。

Q: Bitcoin、イーサリアム、ソラナ間でファイナリティはどのように異なりますか? Bitcoin は 6 回の確認 (約 60 分) 後に確率的な最終性を達成します。イーサリアムは、マージ後 1 エポック (約 6.4 分) 以内に経済的ファイナリティに達します。 Solana は、PoH 支援のコンセンサス タイムラインにより、2.5 秒以内に決定的なファイナリティを実現します。