レイヤー2とは何ですか？ブロックチェーン拡張の問題をどのように解決しますか？

レイヤー2は、レイヤー1として知られる既存のブロックチェーンシステムの上に構築された二次フレームワークまたはプロトコルを指します。レイヤー2ソリューションの主な目的は、セキュリティと地方分権を損なうことなく、ブロックチェーン上のトランザクションのスケーラビリティ、速度、効率を高めることです。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テクノロジーは、イーサリアムのような人気のあるブロックチェーンにしばしば関連する混雑と高い料金を軽減します。

レイヤー2ソリューションの必要性

ブロックチェーン業界は、分散型アプリケーション（DAPPS）と取引の需要の高まりを満たすために、スケーリングに大きな課題に直面しています。 BitcoinやEthereumなどのレイヤー1ブロックチェーンには、トランザクションスループットと速度に関して固有の制限があります。たとえば、Ethereumのネットワークは、1秒あたり約15〜20回のトランザクション（TPS）を処理できます。これは、高周波アプリケーションでの広範な採用には不十分です。このボトルネックは、トランザクションの時間と高ガス料金の遅いことにつながり、ユーザーと開発者が完全に採用することを阻止します。

レイヤー2がスケーラビリティを向上させる方法

レイヤー2ソリューションは、メインブロックチェーンからトランザクションを処理することにより、これらのスケーラビリティの問題に対処し、それによりネットワークの負荷を削減します。これらのソリューションは、レイヤー1の限られた容量と比較して、多くの場合、数千人で非常に多くのトランザクションを処理できます。トランザクションを移動することにより、レイヤー2テクノロジーはより速いトランザクションの確認と低料金を達成し、ブロックチェーンをよりアクセスしやすく、日常の使用に効率的にします。

レイヤー2ソリューションの種類

レイヤー2ソリューションにはいくつかのタイプがあり、それぞれがブロックチェーンのスケーラビリティを向上させるための独自のアプローチを備えています。最も顕著なものの一部は次のとおりです。

• 状態チャネル：これにより、参加者は複数のトランザクションを鎖で実行でき、メインブロックチェーンの最終状態のみを解決できます。例としては、Bitcoinの稲妻ネットワークがあります。これにより、最小限の手数料で即座に支払いが可能になります。
• サイドチェーン：これらは、メインチェーンと平行に実行され、それと対話できる個別のブロックチェーンです。メインチェーンとサイドチェーンの間に資産の移転を可能にし、よりスケーラブルな操作を可能にします。例は、Bitcoinの液体ネットワークです。
• プラズマ：これは、ブロックチェーンの上にスケーラブルなアプリケーションを作成するためのフレームワークです。メインチェーンに固定された一連の子供チェーン（プラズマチェーン）を使用して、高いトランザクションスループットを可能にします。
• ロールアップ：これらの複数のトランザクションは、メインチェーン上の単一のトランザクションに複数のトランザクションを使用して、処理する必要があるデータを削減します。楽観的なロールアップとゼロ知識ロールアップ（ZK-Rollups）の2つのタイプがあります。楽観的なロールアップは、挑戦されない限りトランザクションが有効であると仮定しますが、ZK-Rollupsは暗号化された証明を使用してトランザクションを検証します。

レイヤー2がブロックチェーンの拡張の問題を解決する方法

レイヤー2ソリューションセキュリティを損なうことなく、より多くのトランザクションを処理するネットワークの能力を高めることにより、ブロックチェーン拡張の問題を解決します。彼らはいくつかのメカニズムを通じてこれを達成します：

• オフチェーン処理：メインブロックチェーンからトランザクションを移動することにより、レイヤー2ソリューションはネットワーク上の負荷を減らし、より多くのトランザクションを並行して処理できるようにします。
• バッチ：ロールアップなどの手法は、複数のトランザクションをメインチェーン上の単一のトランザクションにバッチバッチし、処理および保存する必要があるデータの量を減らします。
• より高速な確認：レイヤー2ソリューションは、メインブロックチェーンよりもはるかに速くトランザクションを確認でき、ユーザーエクスペリエンスを改善し、リアルタイムアプリケーションを有効にします。
• 手数料の削減：メインブロックチェーンの需要を減らすことにより、レイヤー2ソリューションは取引手数料を大幅に削減でき、より多くの視聴者がブロックチェーンをよりアクセスしやすくすることができます。

レイヤー2ソリューションの実装

レイヤー2ソリューションの実装には、使用されている特定の技術に応じて、いくつかのステップが含まれます。以下は、イーサリアムでの楽観的なロールアップのようなレイヤー2ソリューションを実装する方法の一般的な概要です。

• レイヤー2ソリューションを選択します。ニーズに最適なレイヤー2ソリューションのタイプを決定します。この例では、楽観的なロールアップを使用します。
• インフラストラクチャのセットアップ：Ethereum MainNetに必要なスマートコントラクトを展開して、ロールアップを管理します。これには、取引の提出、紛争解決、撤回の契約が含まれます。
• オフチェーンコンポーネントの開発：トランザクションを処理し、メインチェーンへの提出のためにそれらをバッチするオフチェーンコンポーネントを作成します。このコンポーネントは、前のステップで展開されたスマートコントラクトと対話する必要があります。
• 既存のシステムとの統合：DAPPまたはアプリケーションを変更して、トランザクションにレイヤー2ソリューションを使用します。これには、Ethereumネットワークに直接ではなく、オフチェーンコンポーネントへのトランザクションリクエストをリダイレクトすることが含まれます。
• テストと展開：メインネットに展開する前に、テストネット環境でレイヤー2ソリューションを徹底的にテストします。トランザクションが正しく処理され、システムが予想される負荷を処理できることを確認します。
• 監視と保守：レイヤー2ソリューションのパフォーマンスを継続的に監視し、必要に応じて調整を行います。これには、紛争の解決、引き出しの管理、システムのセキュリティの確保が含まれます。

レイヤー2ソリューションの利点

レイヤー2ソリューションは、ブロックチェーン開発者とユーザーにとって魅力的なオプションになるいくつかの利点を提供します。

• スケーラビリティ：1秒あたりの処理できるトランザクションの数を大幅に増やし、ブロックチェーンが高周波アプリケーションにより適しています。
• 費用対効果：メインブロックチェーンの負荷を減らすことにより、レイヤー2ソリューションは取引手数料を引き下げ、より多くの視聴者がブロックチェーンをよりアクセスしやすくすることができます。
• 速度：レイヤー2のトランザクションは、メインブロックチェーンよりもはるかに速く確認でき、ユーザーエクスペリエンスが向上し、リアルタイムアプリケーションを実現できます。
• セキュリティ：トランザクションはオフチェーンで処理されますが、メインブロックチェーンのセキュリティは、詐欺証明や暗号化検証などのメカニズムを通じて維持されます。

課題と考慮事項

その利点にもかかわらず、レイヤー2ソリューションには、対処する必要がある課題と考慮事項もあります。

• 複雑さ：レイヤー2ソリューションの実装と維持は複雑であり、重要な技術的専門知識を必要とします。
• 相互運用性：異なるレイヤー2ソリューションが互いに相互作用し、メインブロックチェーンと相互作用できるようにすることが困難になる可能性があります。
• セキュリティリスク：レイヤー2ソリューションは、メインブロックチェーンのセキュリティを維持することを目的としていますが、慎重に管理する必要がある新しい潜在的な脆弱性を導入します。
• ユーザーエクスペリエンス：レイヤー1からレイヤー2への移行は、ユーザーにとって混乱を招き、採用にシームレスなエクスペリエンスを確保することが重要です。

よくある質問

Q：レイヤー2ソリューションは、ブロックチェーンで使用できますか？

A：レイヤー2ソリューションは最も一般的にイーサリアムに関連付けられていますが、他のブロックチェーンにも実装できます。ただし、特定の実装と有効性は、基礎となるブロックチェーンのアーキテクチャとコンセンサスメカニズムによって異なる場合があります。

Q：レイヤー2のソリューションは、ブロックチェーンの分散化にどのように影響しますか？

A：レイヤー2ソリューションは、オフチェーン処理用の集中コンポーネントを導入することにより、ブロックチェーンの分散化に影響を与える可能性があります。ただし、多くのレイヤー2ソリューションは、詐欺証明や分散型紛争解決などのメカニズムを通じて、メインブロックチェーンの分散型の性質を維持するように設計されています。

Q：レイヤー2ソリューションの使用に関連するリスクはありますか？

A：はい、潜在的なセキュリティの脆弱性、実装の複雑さ、レイヤー2システムにロックされるユーザーファンドの可能性など、レイヤー2ソリューションに関連するリスクがあります。レイヤー2ソリューションを採用する前に、ユーザーと開発者がこれらのリスクを慎重に評価することが重要です。

Q：レイヤー2ソリューションは、ユーザーエクスペリエンス全体にどのような影響を与えますか？

A：レイヤー2ソリューションは、より高速なトランザクションの確認と料金の削減により、ユーザーエクスペリエンスを大幅に改善できます。ただし、レイヤー1とレイヤー2の間の遷移は複雑になる可能性があり、シームレスなユーザーエクスペリエンスを確保するには、慎重な設計と実装が必要です。