レイヤ 2 スケーリングとは何ですか? それがイーサリアムにとって重要なのはなぜですか?

レイヤ 2 スケーリングについて

1. レイヤ 2 スケーリングとは、トランザクション スループットを向上させ、手数料を削減するために、イーサリアムのメイン ブロックチェーン (レイヤ 1 とも呼ばれる) 上に構築された一連のプロトコルを指します。

2. これらのプロトコルは、オフチェーンで計算や状態の更新を実行しながら、イーサリアムのセキュリティを継承し、圧縮された証明や最終状態のコミットメントをレイヤー 1 に送り返します。

3. 一般的なレイヤー 2 アーキテクチャには、オプティミスティック ロールアップ、ゼロ知識ロールアップ、検証が含まれます。これらは、データの可用性と不正または有効性の検証を処理する方法がそれぞれ異なります。

4. ロールアップは、イーサリアムに送信する前に数百のトランザクションを単一の暗号化バッチにバンドルし、トランザクションごとのガス消費量を大幅に削減します。

5. 独立したコンセンサスメカニズムで動作するサイドチェーンとは異なり、レイヤー 2 ソリューションはファイナリティと紛争解決をイーサリアムに依存し、構成可能性と信頼の前提を維持します。

イーサリアムのスケーラビリティの制約

1. イーサリアムのベースレイヤーは、ブロックサイズの制限とコンセンサス設計の制約により、1 秒あたりおよそ 15 ～ 30 のトランザクションを処理します。

2. NFT のミントや DeFi の流動性の急上昇など、需要が高まる時期には、ガス価格が予想外に高騰し、小規模な参加者が価格を圧迫します。

3. モノリシック アーキテクチャでは、すべてのフル ノードがすべてのトランザクションを検証する必要があるため、分散化を損なうことなく水平方向のスケーラビリティが制限されます。

4. ブロック サイズや周波数を増やすと、ハードウェアと帯域幅の要件によって多くのバリデーターが除外されるため、ノードの操作が集中化する危険があります。

5. 計算のオフロードがなければ、イーサリアムは検閲への抵抗と許可のない参加という中核原則を維持しながら、世界規模での採用を維持することはできません。

主要なレイヤー 2 実装

1.楽観主義は、7 日間のチャレンジウィンドウを持つ楽観的ロールアップロジックを使用し、無効な状態遷移を検出するためにウォッチャーによって提出された不正証拠に依存します。

2. Arbitrum One は、Nitro と呼ばれるカスタムのインタラクティブな不正防止システムを採用しており、以前のバージョンよりも迅速な引き出しと幅広い EVM 互換性を実現します。

3. zkSync EraとStarknet はゼロ知識ロールアップを展開し、イーサリアムに投稿する前に暗号的に正しさを検証する SNARK または STARK 証明を生成します。

4. Coinbase によって開発されたBase は、OP スタックを使用して構築された楽観的なロールアップで、開発者ツールと既存の Ethereum インフラストラクチャとの相互運用性を強調しています。

5. 各実装はイーサリアムへのネイティブ ブリッジを維持し、ERC-20 および ERC-721 トークンをサポートし、最小限のコード調整でスマート コントラクトの展開を可能にします。

経済と安全保障への影響

1. 通常、レイヤー 2 の料金はレイヤー 1 の 10 分の 1 ～ 100 分の 1 であり、マイクロトランザクション、社会的交流、ゲーム経済が経済的に成り立つようになります。

2. 決済のファイナリティはイーサリアムのセキュリティ モデルを継承します。つまり、悪意のある攻撃者は確認されたレイヤー 2 トランザクションを取り消すためにイーサリアム自体を侵害する必要があります。

3. データの可用性は引き続き重要です。オプティミスティック ロールアップは完全なコールデータをイーサリアム L1 にポストしますが、一部の zk ロールアップはオフチェーン データ可用性レイヤーを使用するため、微妙なトレードオフが生じます。

4. トークンブリッジングは運用上のリスクをもたらします。ユーザーは、ロジックに未発見の脆弱性が含まれているか、ガバナンス操作の対象となる可能性があるブリッジ コントラクトに依存する必要があります。

5. クロスレイヤーのコンポーザビリティは進化しています。Chainlink CCIP や LayerZero などのプロトコルは、レイヤー 2 環境間での安全なメッセージ受け渡しを可能にすることを目的としていますが、ネイティブの信頼を最小限に抑えた相互運用性は依然として制限されています。

よくある質問

Q: レイヤ 2 ネットワークには独自のネイティブ トークンがありますか? A: Arbitrum の ARB や Optimism の OP のように、そうするものもありますが、これらはセキュリティ プロビジョニングではなく、ガバナンスとエコシステムのインセンティブとして機能します。それらの存在は、基礎となるセキュリティ モデルに影響を与えません。

Q: 既存のイーサリアム ウォレットをレイヤー 2 ネットワークで使用できますか? A: はい。 MetaMask などのウォレットは、RPC 構成または組み込みネットワーク選択を介して複数のレイヤー 2 ネットワークをサポートし、秘密キーの制御と署名スキームを保持します。

Q: イーサリアム上に展開されたスマート コントラクトは自動的にレイヤー 2 と互換性がありますか? A: ほとんどの EVM 互換ロールアップは標準の Solidity バイトコードをサポートしていますが、オペコード、ガス メータリング、またはプリコンパイルの微妙な違いにより、完全な機能を実現するには若干の調整が必要になる場合があります。

Q: レイヤ 2 シーケンサがオフラインになるとどうなりますか? A: ユーザーは引き続きレイヤー 2 の分散型証明レイヤーまたはチャレンジレイヤーにトランザクションを直接送信できますが、代替シーケンスパスがアクティブになるかガバナンスが介入するまで遅延が発生する可能性があります。