暗号通貨のレイヤー1とレイヤー2ソリューションとは何ですか？

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、コアクリプト関数を処理しますが、最上位に構築されたレイヤー2ソリューションは、最終的なL1決済の前に鎖外でトランザクションを処理することにより、スケーラビリティを向上させ、トランザクション料金を削減します。

2025/02/27 11:06

暗号通貨のレイヤー1とレイヤー2ソリューションとは何ですか？

キーポイント：

• レイヤー1（L1）ブロックチェーン：これらは、ビットコインやイーサリアムなどの基本的な独立したブロックチェーンです。トランザクションの検証、セキュリティ、コンセンサスメカニズムなど、暗号通貨ネットワークのコア機能を処理します。レイヤー2ソリューションの役割を評価するには、それらの限界を理解することが重要です。
• レイヤー2（L2）スケーリングソリューション：これらは、レイヤー1ブロックチェーンの上に構築されたテクノロジーであり、スケーラビリティを向上させ、取引手数料を削減します。彼らは、最終的な決済のためにL1に提出する前にオフチェーンを処理することでこれを達成し、したがって、メインチェーンの混雑とコストを軽減します。さまざまなL2ソリューションが存在し、それぞれに独自の長所と短所があります。
• レイヤー2の必要性：暗号通貨の採用が増加するにつれて、L1ブロックチェーンでの取引の需要はしばしば容量を上回ります。これにより、ネットワークの輻輳、高い取引手数料（ガス料金）、および取引速度が遅くなります。 L2ソリューションは、これらの制限に対処するように設計されています。
• 相互運用性：暗号通貨スペースの重要な課題は、異なるブロックチェーン間のシームレスな通信がないことです。 L1とL2の両方のソリューションは、この問題に取り組んでおり、継続的な開発がギャップを埋め、クロスチェーントランザクションを可能にすることを目的としています。

レイヤー1（L1）ブロックチェーンの理解

• 暗号ネットワークの基礎：レイヤー1ブロックチェーンは、暗号通貨エコシステムの基本的な構成要素です。これらは、次のことを含む、暗号通貨のコア関数を処理する独立した自給自足のネットワークです。

  • トランザクションの検証： L1Sコンセンサスメカニズム（仕事の証明、証明の実証）を使用して、各トランザクションの正当性を検証します。これにより、有効なトランザクションのみがブロックチェーンに追加されることが保証されます。検証プロセス自体は、ブロックチェーンのセキュリティと不変性に貢献します。コンセンサスメカニズムに使用されるアルゴリズムは複雑であり、攻撃に耐性があるように設計されており、ネットワークの完全性がそのままであることを保証します。このプロセスには、ノードの分散ネットワークが含まれ、それぞれが独立してトランザクションを検証し、ブロックチェーンのセキュリティと分散化に貢献します。ネットワークを操作しようとすると、ネットワークの参加者の大部分が保有する計算能力またはステークを克服する必要があり、そのような攻撃は非常に困難で費用がかかります。
  • セキュリティ： L1Sは、トランザクションを確保し、ブロックチェーンの不正アクセスまたは操作を防ぐために暗号化技術を採用しています。 L1Sの分散化された性質により、セキュリティがさらに強化され、単一のエンティティがネットワーク全体を侵害することが非常に困難になります。セキュリティ対策は継続的に進化しており、継続的な研究開発は、これらのネットワークの新たな脅威に対する回復力を高めることに焦点を当てています。暗号化アルゴリズムと分散コンセンサスメカニズムの複雑さは、セキュリティアーキテクチャの重要なコンポーネントです。
  • コンセンサスメカニズム：これらは、トランザクションがどのように検証され、ブロックチェーンに追加されるかを決定するルールです。人気のあるメカニズムには、計算能力に依存するProof-of-work（POW）と、バリッタが賭けた暗号通貨の量に依存するSport-of-stake（POS）が含まれます。コンセンサスメカニズムの選択は、ネットワークのエネルギー消費、トランザクション速度、セキュリティに大きな影響を与えます。最も効率的で安全なメカニズムの選択プロセスは、暗号通貨分野における研究開発の連続分野です。さまざまなブロックチェーンがさまざまなコンセンサスメカニズムを採用しており、それぞれがエネルギー効率、セキュリティ、およびトランザクション速度に関する独自のトレードオフを備えています。適切なコンセンサスメカニズムの選択は、新しいブロックチェーンにとって重要な設計上の考慮事項です。

 * **Data Storage:** L1s store all transaction data on the blockchain, ensuring transparency and immutability. This data is distributed across many nodes in the network, making it resistant to censorship or data loss. The storage mechanism is designed for high durability and availability, ensuring the long-term persistence of the blockchain's data. Different blockchains employ different data storage techniques, optimizing for various factors such as storage efficiency, scalability, and data retrieval speed. The data storage aspect is crucial for maintaining the integrity and reliability of the blockchain.

• レイヤー1の制限：その重要な役割にもかかわらず、L1ブロックチェーンは、特にスケーラビリティにおいて、制限に直面しています。トランザクションの数が増えると、ネットワークが混雑する可能性があり、トランザクション料金の増加と確認時間が遅くなります。これは、広範囲にわたる採用のための重要なボトルネックです。 L1ブロックチェーンの固有の制限は、これらの課題を克服するためにレイヤー2スケーリングソリューションの開発を必要とします。スケーラビリティを改善する必要性は、より効率的でスケーラブルなブロックチェーンテクノロジーの開発における革新を促進することです。

レイヤー2（L2）スケーリングソリューションの理解

• オフチェーン処理：レイヤー2ソリューションは、スケーラビリティを改善するためにL1ブロックチェーンの上に構築されたテクノロジーです。彼らは、メインのL1ブロックチェーンの外側を意味する、オフチェーンのトランザクションを処理することでこれを達成します。これにより、L1の負荷が削減され、より速く、より安価なトランザクションが可能になります。トランザクションのバッチがオフチェーンで処理されると、最終的な決済と検証のためにL1に提出され、トランザクションのセキュリティと整合性が確保されます。この2段階のプロセスは、L1のコアセキュリティおよび検証関数から大量のトランザクション処理を効率的に分離します。

• レイヤー2ソリューションの種類：いくつかの異なるタイプのL2ソリューションが存在し、それぞれがスケーリングへの独自のアプローチを備えています。

  • 州チャネル：これらは、2つ以上の当事者間に直接通信チャネルを作成し、チェーン外で複数のトランザクションを実施できるようにします。チャネルの最終状態のみがL1に記録され、メインチェーンのトランザクションの数が大幅に削減されます。状態チャネルは、マイクロペイメントや繰り返しのトランザクションなど、少数の参加者間の頻繁な相互作用に特に効率的です。州チャネルの作成と管理には、セキュリティを確保し、詐欺を防ぐために、特定のプロトコルと暗号化技術が必要です。
  • ロールアップ：これらの複数のトランザクションは、L1の単一のトランザクションにバンドルします。これにより、L1で処理する必要があるデータの量が減り、スケーラビリティが向上します。ロールアップには、楽観的なロールアップとZK-Rollupsの2つの主なタイプがあります。楽観的なロールアップは、特に証明されていない限り、トランザクションは有効であると想定していますが、ZK-Rollupsはゼロ知識証明を使用して、詳細を明らかにすることなくトランザクションを検証します。これら2つのタイプの選択は、セキュリティ、プライバシー、およびトランザクションスループットの間の特定のトレードオフに依存します。楽観的でZK-Rollupsの両方が積極的に開発され、パフォーマンスと効率を向上させるために洗練されています。
  • プラズマ：これは、メインのL1ブロックチェーンと平行に実行される子ブロックチェーンの作成を可能にするフレームワークです。これらの子鎖は、独立してトランザクションを処理し、スケーラビリティを向上させることができます。プラズマチェーンはL1のセキュリティを継承しますが、子供チェーンのトランザクションのセキュリティと完全性を確保するためのメカニズムも必要です。プラズマは、スケーリングの大きな可能性を秘めた複雑な技術ですが、脆弱性を回避するために慎重に設計と実装も必要です。
  • サイドチェーン：これらは、メインのL1ブロックチェーンと一緒に実行される独立したブロックチェーンです。トランザクションを独立して処理してから、これらのトランザクションの概要をL1に提出できます。サイドチェーンは高いスケーラビリティを提供しますが、L1とより密接に統合されたL2ソリューションと比較して、ある程度のセキュリティを犠牲にする可能性があります。サイドチェーンの設計と実装は、スケーラビリティとセキュリティに関する考慮事項のバランスを慎重にバランスさせる必要があります。
• レイヤー2ソリューションの利点： L2ソリューションの主な利点は、スケーラビリティの向上です。それらは、より速く、より安価なトランザクションを可能にし、日常のアプリケーションで暗号通貨をより使いやすくします。 L2ソリューションは、L1のネットワーク輻輳を軽減し、ユーザーエクスペリエンス全体を改善するのにも役立ちます。 L2ソリューションに関連するトランザクションスループットの増加とコストの削減は、暗号通貨の採用の重要なドライバーです。大量のトランザクションを処理する能力は、暗号通貨の成長と広範な使用に不可欠です。

L1とL2の溶液間の相互運用性

• ギャップの橋渡し：暗号通貨のエコシステムにおける重要な課題は、L1とL2の両方のソリューションを含む異なるブロックチェーン間のシームレスな相互運用性の欠如です。これは、異なるネットワーク間で資産またはデータを転送することは、複雑で高価で、時間がかかる可能性があることを意味します。さまざまなブロックチェーンネットワーク間のギャップを埋めることは、より相互接続された効率的な暗号通貨エコシステムを作成するための重要なステップです。相互運用性ソリューションの開発は、研究開発の積極的な分野であり、さまざまなアプローチが調査されています。
• クロスチェーン通信：アトミックスワップ、クロスチェーンブリッジ、相互運用性プロトコルなど、クロスチェーン通信を促進するためのさまざまな手法が開発されています。アトミックスワップにより、中央の仲介者を必要とせずに、2つの異なるブロックチェーン間の資産を直接交換できます。クロスチェーンブリッジは、さまざまなブロックチェーン間で資産を転送するメカニズムを提供します。多くの場合、信頼できるサードパーティまたは分散型のバリッターネットワークが含まれます。相互運用性プロトコルは、異なるブロックチェーン間の標準化された通信メカニズムを定義し、シームレスな相互作用とデータ交換を可能にします。最も適切なアプローチの選択は、セキュリティ要件、トランザクション速度、相互作用の複雑さなどの要因に依存します。
• 相互運用性の課題：異なるブロックチェーン間で真の相互運用性を達成することは、重要な技術的課題をもたらします。さまざまなブロックチェーンには、異なるコンセンサスメカニズム、データ構造、セキュリティモデルがあります。これらの違いをシームレスに橋渡しできるソリューションを開発することは、複雑な取り組みであり、セキュリティ、スケーラビリティ、効率を慎重に検討する必要があります。相互運用性ソリューションの開発には、さまざまなブロックチェーンプロジェクトと開発者の間の緊密なコラボレーションが必要です。

FAQ

Q：トランザクション速度と料金の観点から、レイヤー1とレイヤー2ブロックチェーンの違いは何ですか？

A：レイヤー1ブロックチェーンは、通常、メインチェーン上のすべてのトランザクションを処理するため、トランザクション速度が遅く、料金が高くなります。トランザクションオフチェーンを処理することにより、レイヤー2ソリューションは、トランザクション速度を大幅に改善し、料金を削減します。正確な改善は、使用される特定のL2ソリューションによって異なります。

Q：レイヤー2ソリューションは、レイヤー1ブロックチェーンと同じくらい安全ですか？

A：レイヤー2ソリューションのセキュリティは、基礎となるレイヤー1ブロックチェーンに依存します。 L2Sは鎖のオフチェーンでトランザクションを処理しますが、最終的な決済と検証はL1で依然として発生し、セキュリティを継承しています。ただし、特定のL2ソリューションの設計と実装は、新しい脆弱性を導入しないように慎重に精査する必要があります。

Q：どのレイヤー2ソリューションが最適ですか？

A：単一の「最高の」レイヤー2ソリューションはありません。最適な選択は、アプリケーションの特定の要件、基礎となるレイヤー1ブロックチェーン、スケーラビリティ、セキュリティ、プライバシーの間のトレードオフなどの要因に依存します。さまざまなL2ソリューションが異なる地域で優れています。たとえば、ZK-Rollupsは高いセキュリティとプライバシーを提供しますが、楽観的なロールアップはスケーラビリティを優先します。

Q：レイヤー2ソリューションは、ブロックチェーンの分散化にどのような影響を与えますか？

A：分散化に対するレイヤー2ソリューションの影響は、複雑な問題です。スケーラビリティと効率を向上させることができますが、一部のL2ソリューションは、操作の特定の側面について集中オペレーターに依存しており、システム全体の分散化に影響を与える可能性があります。ただし、多くのL2ソリューションは、分散化された分散化されたバリデーターネットワークを使用して、セキュリティを確保し、単一の障害ポイントを防ぐために、分散化を念頭に置いて設計されています。特定のL2ソリューションによって達成される分散化のレベルは、そのアーキテクチャと実装によって大きく異なります。

Q：レイヤー1とレイヤー2ソリューションの未来は何ですか？

A：未来には、レイヤー1とレイヤー2ソリューションの両方で継続的なイノベーションと開発が含まれる可能性があります。レイヤー1ブロックチェーンは、セキュリティと効率を高めるために進化し続けますが、レイヤー2ソリューションはスケーラビリティと相互運用性の向上に焦点を当てます。レイヤー1およびレイヤー2ソリューションの統合は、暗号通貨エコシステムの全体的な効率とユーザーエクスペリエンスを改善することが期待されています。新しいコンセンサスメカニズムの開発、暗号化技術の改善、および強化された相互運用性プロトコルの開発は、レイヤー1とレイヤー2テクノロジーの両方の未来を形作る上で重要な役割を果たす可能性があります。