レイヤ 2 スケーリング ソリューションとは何ですか?また、それによってブロックチェーンがどのように高速化されるのでしょうか?

レイヤ 2 スケーリング ソリューションを理解する

1. レイヤ 2 スケーリング ソリューションとは、既存のブロックチェーン上に構築された二次的なフレームワークまたはプロトコルを指し、多くの場合レイヤ 1 と呼ばれます。これらのソリューションは、ベース レイヤの構造を変更することなく、トランザクションをより効率的に処理することを目的としています。メイン チェーンからトランザクションを処理することにより、レイヤー 2 は輻輳を軽減し、スループットを向上させます。

2. レイヤー 2 の主な目的は、基盤となるブロックチェーンのセキュリティ保証を維持しながら、トランザクション速度を大幅に向上させ、手数料を削減することです。これは、需要が高いと確認が遅くなり、ガス代が高額になることが多いイーサリアムのようなネットワークにとっては特に重要です。

3. すべての単一トランザクションをブロックチェーンに直接記録する代わりに、レイヤー 2 プロトコルは複数の操作をまとめてバッチ化し、最終状態をレイヤー 1 に戻します。これにより、メイン ネットワーク上のデータ負荷が最小限に抑えられ、ベース チェーンの限られた容量と比較して 1 秒あたり数千のトランザクションが可能になります。

4.レイヤー 2 は、計算と決済をオフチェーンに移行し、紛争解決と最終検証のみをメインのブロックチェーンに依存することでスケーラビリティを実現します。この分離により、開発者は元のネットワークの分散化と不変性を継承しながら、パフォーマンスが最適化されたシステムを設計できます。

一般的なタイプのレイヤー 2 テクノロジー

1. ロールアップは、最も広く採用されているレイヤー 2 ソリューションの 1 つです。これらには、楽観的ロールアップとゼロ知識ロールアップの 2 つの主な形式があります。楽観的ロールアップでは、トランザクションがデフォルトで有効であると想定し、不正証明を使用して不正な請求に異議を唱えますが、ゼロナレッジ ロールアップでは、暗号化証明を使用してトランザクションのバッチを即座に検証します。

2. ステートチャネルを使用すると、参加者はオフチェーンで多数のトランザクションを実行でき、チャネルの開閉時にのみメインブロックチェーンと対話できます。 Bitcoin の Lightning Network と Ethereum の Raiden (現在は非アクティブ) は、このモデルに依存する例です。

3. サイドチェーンは、双方向ブリッジを介してメインチェーンに接続された独立したブロックチェーンとして動作します。これらは柔軟性と高スループットを提供しますが、通常、そのように特別に設計されていない限り、親チェーンと同じレベルのセキュリティを継承しません。

4. Validium チェーンとプラズマ チェーンもレイヤー 2 アーキテクチャに分類されます。 Validium はトランザクション データをオフチェーンに保存しますが、zk-rollup と同様の有効性証明を使用します。一方、プラズマ チェーンはトランザクションを階層ツリーに編成し、概要をレイヤー 1 に定期的に送信します。

レイヤ 2 がブロックチェーンのパフォーマンスを強化する方法

1. レイヤ 2 ネットワークはメイン チェーンから独立して操作を処理するため、トランザクション スループットが大幅に向上します。たとえば、一部のロールアップ実装では、イーサリアムの基本容量である約 15 TPS をはるかに超える、1 秒あたり 2,000 を超えるトランザクションを処理する能力が実証されています。

2. 混雑したメインネット上のスペースをユーザーが争わなくなるため、ガス料金が大幅に下がります。ほとんどのコストはレイヤー 2 オペレーターまたはシーケンサーに移り、直接オンチェーン実行に必要な価格の数分の一でトランザクションを集約します。

3.大量のトランザクション データをコンパクトなプルーフまたはサマリーに圧縮することで、レイヤー 2 はバリデーターとノードの負担を軽減し、エコシステム全体をより持続可能でアクセスしやすくします。この効率性により、コストや待ち時間のせいで以前は実用的ではなかったマイクロトランザクションや新しいアプリケーションが可能になります。

4. 確認時間が短縮されることで、ユーザー エクスペリエンスが向上します。多くのレイヤー 2 ソリューションは、支払いやスマート コントラクトのやり取りに対してほぼ即時のフィードバックを提供します。これは、ゲーム、分散型取引所、ソーシャル プラットフォームなどのリアルタイム アプリケーションに不可欠です。

レイヤ 2 システムのセキュリティに関する考慮事項

1. すべてのレイヤー 2 ソリューションが同じセキュリティ レベルを提供するわけではありません。ゼロナレッジ ロールアップは、送信前にすべてのバッチを暗号的に証明し、信頼を必要とせずに正確性を保証するため、非常に安全であると考えられています。

2. 楽観的なロールアップは、不正行為を検出するための経済的インセンティブと時間遅れの課題に依存します。チャレンジウィンドウ中に、悪意のある攻撃者が虚偽の状態に基づいて資金を引き出しようとする可能性がありますが、通常は保証されたバリデーターがそのような行為を阻止します。

3. 特定の設計では、特に単一のエンティティがトランザクションの順序を制御する場合、集中化のリスクが存在します。シーケンサーがオフラインになったり、悪意のある動作をした場合、代替メカニズムが作動するまで、ユーザーは遅延や検閲に直面する可能性があります。

4. レイヤ 2 をレイヤ 1 に接続するブリッジが攻撃ベクトルになる可能性があります。いくつかの注目を集めるエクスプロイトはクロスチェーン メッセージング システムを標的にしており、厳格な監査とモジュール型のセキュリティ実践の必要性が強調されています。

よくある質問

レイヤ 1 とレイヤ 2 のスケーリングの違いは何ですか?レイヤ 1 スケーリングには、ブロック サイズの増加やシャーディングの実装など、コア ブロックチェーン プロトコル自体を変更してパフォーマンスを向上させることが含まれます。レイヤー 2 スケーリングは、既存のブロックチェーンの上に追加のレイヤーを構築してトランザクションを外部で処理し、元のチェーンのルールを維持しながら速度と効率を向上させます。

レイヤ 2 トランザクションは元に戻すことができますか?いいえ、レイヤー 2 トランザクションが完了し、メイン ブロックチェーン上で決済されると、他のオンチェーン トランザクションと同様に元に戻すことはできなくなります。ただし、楽観的なシステムにおける挑戦期間中は、最終決定が達成される前に紛争により結果が変わる可能性があります。

レイヤ 2 ネットワークで DeFi アプリを使用できますか?はい、多くの分散型金融プラットフォームは、Arbitrum、Optimism、zkSync などのレイヤー 2 ソリューションにバージョンを展開しています。ユーザーはイーサリアム上で行うのと同様にこれらのアプリを操作しますが、手数料が低くなり、実行が高速になります。

レイヤ 2 には特別なウォレットが必要ですか? MetaMask などのほとんどの標準的な暗号ウォレットは、カスタム ネットワーク構成を通じてレイヤー 2 ネットワークをサポートします。一部のプロジェクトでは、特定のレイヤー 2 環境に最適化されたネイティブ ウォレットも提供していますが、既存のツールとの一般的な互換性は依然として強力です。