ブロックチェーン用のレイヤー2スケーリングソリューションとは何ですか？

ブロックチェーンでのレイヤー2スケーリングの理解

BitcoinやEthereumなどのブロックチェーンネットワークは、ピーク使用中にトランザクション速度と高い料金で課題に直面しています。これらの制限は、すべてのトランザクションをオンチェーンで直接処理するベースブロックチェーンプロトコルであるレイヤー1の設計に由来しています。これらのボトルネックを克服するために、開発者はレイヤー2スケーリングソリューションを導入しました。これらは、メインチェーンからのトランザクションを処理するレイヤー1の上に構築されたセカンダリフレームワークであり、うっ血を軽減し、効率を改善します。中核的なアイデアは、セキュリティと地方分権化を活用しながら、プライマリブロックチェーンの外側のトランザクションを実行することです。

レイヤー2のプロトコルは、スマートコントラクトまたは暗号化された証明を通じて、基礎となるブロックチェーンへの接続を維持し、資金とデータが安全であることを保証します。ユーザーがレイヤー2ソリューションと対話すると、トランザクションがバッチされ、オフチェーンが処理されます。これらのトランザクションの最終状態または要約のみがレイヤー1に戻されます。このアプローチは、メインチェーンに記録された個々のトランザクションの数を大幅に削減し、手数料を引き下げ、スループットの増加にします。

レイヤー2ソリューションの種類

レイヤー2テクノロジー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ネットワークを拡大するために異なるメカニズムを使用しています。最も顕著なのは、状態チャネル、サイドチェーン、ロールアップ、プラズマチェーンなどです。

• 状態チャネルにより、参加者は複数のトランザクションをオフチェーンで実行できます。レイヤー1に開閉トランザクションのみが記録されます。例には、BitcoinのLightning NetworkとEthereumのRaidenネットワークが含まれます。これらのチャネルは、同じ当事者間の頻繁な小値のトランザクションに最適です。

• 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です。彼らは独自のコンセンサスメカニズムで動作し、トランザクションをより速く処理できます。 Polygon POSは、イーサリアムでよく知られているサイドチェーンであり、低コストのトランザクションを可能にしながら、鎖間で資産が移動できるようにします。

• ロールアップは、数百のオフチェーントランザクションをバンドルし、圧縮データをレイヤーに投稿します。楽観的なロールアップは、トランザクションがデフォルトで有効であると仮定し、チャレンジ期間を使用して詐欺を検出します。 Arbitrumと楽観主義は主要な例です。 ZK-Rollupsは、ゼロ知識証明を使用して、提出前にトランザクションの妥当性を暗号化することを証明します。 ZksyncとStarknetはこの方法を利用して、より速い最終性とより強力なセキュリティ保証を提供します。

• プラズマチェーンは、メインチェーンにトランザクションバッチを定期的にコミットする階層的な子供チェーンを作成します。データの可用性の問題により、現在はあまり人気がありませんが、彼らはオフチェーンスケーリングの初期の試みでした。

ロールアップの仕組み：技術的な内訳

ロールアップは現在、特にイーサリアムで最も広く採用されているレイヤー2ソリューションです。それらは、トランザクションをオフチェーンで実行し、必須データのみをレイヤー1に送信することで動作します。

• シーケンサーはユーザートランザクションを収集し、それらをバッチします。
• バッチはロールアップ環境で処理され、アカウントの残高と状態を更新します。
• 圧縮トランザクションデータは、Ethereumのスマートコントラクトに提出されます。
• 楽観的なロールアップの場合、チャレンジウィンドウ（通常7日間）により、バリッターは詐欺証明を提出することにより無効なトランザクションに異議を唱えることができます。
• ZK-Rollupsの場合、有効性の証明（ZK-SNARKなど）が生成され、オンチェーンが検証され、遅滞なく正確性が確保されます。

ロールアップの重要な利点は、データの可用性です。すべてのトランザクションデータはレイヤー1に公開されており、誰でも状態を再構築できるようにします。これにより、集中化のリスクが防止され、検閲の抵抗が保証されます。ユーザーは、検証後にレイヤー1契約からの転送をトリガーする引き出しリクエストを送信することで、いつでもロールアップを終了できます。

レイヤー2の使用のためにウォレットをセットアップします

レイヤー2ネットワークと対話するには、ユーザーはウォレットを適切に構成する必要があります。ほとんどのレイヤー2はEVM互換性があります。つまり、メタマスクなどのツールはマイナーな調整で使用できます。

• メタマスクを開き、ネットワーク設定に移動します。
• [ネットワークの追加]をクリックし、レイヤー2パラメーターを手動で入力します。
  • ネットワーク名：Arbitrum One
  • 新しいRPC URL ： https：//arb1.arbitrum.io/rpc
  • チェーンID ：42161
  • 通貨シンボル：ETH
  • ブロックエクスプローラーURL ： https：//arbiscan.io
• 新しいネットワークに確認して切り替えます。
• 公式ブリッジ（例えば、 Arbitrum Bridge ）にアクセスし、Ethereum MainnetからArbitrumにETHを預けてください。
• トランザクションが最終的になるのを待ちます。これは、チャレンジ期間のために楽観的なロールアップには7〜14日かかる場合があります。
• 資金が到着すると、レイヤー2のトランザクション、DEFI、またはNFTSに使用できます。

このプロセスは他のロールアップでも似ていますが、ZksyncのようなZK-Rollupは、瞬時の最終性により速度が高速になることがよくあります。

レイヤー2システムのセキュリティ上の考慮事項

レイヤー2ソリューションはスケーラビリティを改善しますが、新しいセキュリティダイナミクスを導入します。セキュリティモデルは、ソリューションのタイプに依存します。

• 州のチャネルは、オンラインのまま参加者に依存しています。 1つの当事者が消えると、チャンネルが閉じるまで資金がロックされる可能性があります。
• サイドチェーンはレイヤー1セキュリティを継承しません。 Sidechain Balidatorセットが侵害されている場合、イーサリアムとは無関係にトランザクションを逆転させることができます。
• ロールアップは、レイヤー1にデータを投稿するため、強力なセキュリティを維持します。ただし、集中型シーケンサーはリスクをもたらします。単一のエンティティがトランザクションの注文を制御する場合、ユーザーまたはフロントラン取引を検閲することができます。
• 楽観的なロールアップでの詐欺証明には、アクティブな監視が必要です。バリデーターが不正なバッチに挑戦しない場合、誤った状態の更新が受け入れられる可能性があります。
• ZK-Rollupsは、この点でより安全です。妥当性は数学的に証明されています。ただし、ゼロ知識の暗号化の複雑さは、実装に潜在的なバグを導入します。

ユーザーは、使用するレイヤー2の分散レベルと監査履歴を確認する必要があります。オープンソースコードとサードパーティの監査は、信頼性の強力な指標です。

よくある質問

レイヤー1とレイヤー2に同じ秘密鍵を使用できますか？はい。ほとんどのレイヤー2はEVM互換であるため、秘密キーとウォレットアドレスは同じままです。新しいウォレットを生成する必要はありません。間違ったチェーンに資金を送信しないように、ウォレットインターフェイスで正しいネットワークが選択されていることを確認してください。

レイヤー2ネットワークがオフラインになるとどうなりますか？レイヤー2サービスがダウンしていても、資金は安全です。レイヤー1スマートコントラクトに直接引き出し要求を送信することにより、エスケープハッチまたは大量出口を開始できます。このプロセスでは、オンチェーンデータを使用して、オフチェーンオペレーターに依存することなく、バランスと回収資産を証明します。

レイヤー2の取引手数料は常に低くなっていますか？ほとんどの場合、はい。トランザクションがオフチェーンで処理され、最小限のデータのみがレイヤー1に書き込まれるため、レイヤー2の料金は大幅に低くなります。ただし、高いイーサリアム輻輳の期間中、レイヤー1にデータを投稿するコストが上昇し、間接的にレイヤー2料金が増加する可能性があります。

すべてのDappsはレイヤー2ネットワークをサポートしていますか？いいえ。UNISWAP、 AAVE 、および曲線などの主要な分散型アプリケーションがレイヤー2に展開されていますが、すべてのDAPPが遷移したわけではありません。ユーザーは、選択したレイヤー2で特定のアプリケーションが利用可能かどうかを確認する必要があります。DAPPサポートが限られているネットワークにアセットをブリッジすると、使いやすさが低下する可能性があります。