Ethereum Layer2ソリューション？ Layer2拡張技術の比較

Ethereum Layer2ソリューションの理解

最も広く使用されているブロックチェーンプラットフォームの1つであるEthereumは、スケーラビリティとトランザクション速度に関する重要な課題に直面しています。 Layer2ソリューションは、スループットを強化し、コストを削減するために、Ethereum MainNet（Layer1）の上に構築されたプロトコルです。これらのソリューションは、イーサリアムのセキュリティを活用しながら、プライマリブロックチェーンの外でトランザクションを処理するオフチェーンまたはセミオフチェーンを動作させます。

Layer2スケーリングの背後にあるコアアイデアは、混雑したイーサリアムメインネットからトランザクションを処理し、それらをメインチェーンに提出した単一のトランザクションにバッチすることです。これにより、ガス料金が削減され、ネットワーク効率が向上します。人気のあるLayer2テクノロジーには、状態チャネル、プラズマ、ロールアップ（楽観的およびZKベースの両方）が含まれます。

Ethereum Layer2スケーリングテクノロジーの種類

レイヤー2スケーリングにはいくつかの明確なアプローチがあり、それぞれがセキュリティ、分散化、パフォーマンスの観点から独自のトレードオフを備えています。

• 状態チャネル：これにより、ユーザーは最終的な状態オンチェーンを解決する前に複数のオフチェーントランザクションを実施できます。例には、Raiden Networkが含まれます。州のチャネルは、高速で低コストのトランザクションを提供しますが、参加者はチャンネルの寿命の間にオンラインで資金をロックする必要があります。

• プラズマ：Ethereum Mainnetに固定された子ブロックチェーンを作成するためのフレームワーク。詐欺の証明を使用して有効性を確保します。プラズマチェーンは、1秒あたり数千のトランザクションを処理できますが、出口時間が遅く、スマート契約サポートが限られていることに苦しんでいます。

• ロールアップ：最も有望なカテゴリであるロールアップは、複数のトランザクションをメインネットに提出した単一の証明にバンドルします。彼らは2つのサブカテゴリに分類されます：

  • 楽観的なロールアップ：トランザクションがデフォルトで有効であり、挑戦した場合にのみ計算を実行すると仮定します。 Arbitrumや楽観主義などのプロジェクトは、このモデルを使用しています。 Ethereum Virtual Machine（EVM）との高い互換性を提供します。
  • zk-rollups ：ゼロ知識証明を使用して、トランザクションを即座に検証します。 ZksyncとStarknetが主要な例です。 EVMの互換性は依然として課題のままですが、より速い最終性とより強力なプライバシー保証を提供します。

パフォーマンスメトリックの比較

Layer2ソリューションを評価するとき、主要なメトリックには、スループット、レイテンシ、コスト、セキュリティ、および開発者エクスペリエンスが含まれます。

• スループット：プラズマチェーンは通常、毎秒数百から数千のトランザクションをサポートします。ロールアップは通常、より高いスループット、特にZK-Rollupsを提供します。これは、実装に応じて数万のTPSまでスケールアップできます。

• レイテンシ：状態チャネルを有効にします。プラズマは出口を確定するのに数分かかる場合があります。 ZK-Rollupsは、暗号化の証明のためにより速い最終性を持っていますが、楽観的なロールアップにはチャレンジ期間が必要です（通常は約7日）。

• コスト：layer2ネットワークのガス料金は、layer1よりも大幅に低いです。ただし、 ZK-Rollupsは、証明生成により計算コストが高くなり、楽観的なロールアップと比較してバッチごとに高価になります。

• セキュリティ：すべてのLayer2ソリューションは、Ethereumの基本層セキュリティを継承します。ただし、ZK-Rollupsは、楽観的なロールアップやプラズマとは異なり、詐欺を検出するための経済的インセンティブに依存していないため、より安全であると見なされます。

• 開発者エクスペリエンス：楽観的なロールアップは、より良いEVM互換性を提供し、開発者が最小限の変更で堅実性契約を展開できるようにします。 ZK-Rollupsは、多くの場合、カイロや亜鉛などの特殊なツールと言語が必要です。

ユースケースと養子縁組の傾向

各layer2ソリューションは、技術的特性に基づいてさまざまなユースケースに対応します。

• 状態チャネルは、ゲームやコンテンツの収益化など、マイクロペイメントや頻繁なピアツーピアの相互作用に最適です。ただし、オープンな参加や複雑なスマートコントラクトには適していません。

• Plasmaは、トークン転送や単純なDefi関数など、予測可能なユーザー動作を備えたアプリケーションに適しています。彼らのゆっくりとした出口メカニズムは、リアルタイムの相互作用を制限し、動的なダップにとって魅力的ではありません。

• EVMの互換性により、一般的なdefiおよびNFTプラットフォームには、楽観的なロールアップが推奨されます。 Arbitrumと楽観主義は、UniswapやAaveなどの主要なプロトコルの間で広範囲にわたる採用を見てきました。

• ZK-Rollupsは、交換やプライベートトランザクションなどの高セキュリティ環境で牽引力を獲得しています。 StarkexはDydxと不変のXをパワーし、スケーラブルで機密の取引体験を提供します。

運用セットアップ：レイヤー2にスマートコントラクトの展開

Layer2にスマートコントラクトを展開するには、使用される特定のテクノロジーによってわずかに異なるいくつかのステップが含まれます。

• Layer2ネットワークを選択します。Arbitrum、楽観主義、Zksync、または他のサポートされているプラ​​ットフォームを選択します。プロジェクトの要件に合わせていることを確認してください。

• 開発ツールのセットアップ：

  • トリュフまたはハードハットを取り付けます。
  • hardhat.config.jsまたはtruffle-config.jsにlayer2ネットワーク構成を追加します。
  • メタマスクなどの互換性のあるウォレットを使用し、layer2プロバイダーに接続します（たとえば、錬金術または楽観主義のために錬金術またはインフラ）。

• コンパイルして展開します：

  • solcまたはHardHatタスクを使用してソリシティ契約をコンパイルします。
  • レイヤー2蛇口からのテストETHまたはネイティブトークンでウォレットに資金を提供します。
  • layer2 rpc URLを指す展開スクリプトを実行します。

• 契約の確認：

  • Arbiscanや楽観的なEtherscanなどのブロックエクスプローラーを使用してください。
  • 確認のためにソースコードとコンパイラバージョンを送信します。

• dappと対話する：

  • フロントエンドプロバイダーを更新して、layer2ネットワークを指すようにします。
  • ライブになる前にローカルでトランザクションをテストします。

このセットアップにより、機能性を損なうことなく、既存のイーサリアムDappsのlayer2環境へのスムーズな移行が保証されます。

よくある質問（FAQ）

Q：layer1とlayer2の間でアセットを自由に移動できますか？はい、ほとんどのLayer2ネットワークは、ETHおよびERC-20トークンの双方向転送を可能にするブリッジを提供します。ただし、引き出し期間はソリューションによって異なります。ZKロールアップは、楽観的なロールアップよりも速い出口を提供します。

Q：layer2ソリューションは分散型ですか？ほとんどのLayer2プロトコルは、地方分権化の原則を維持していますが、一部の人は初期段階で集中型シーケンサーに依存しています。時間が経つにつれて、プロジェクトは、許可のない参加を通じて、完全な分散化に向けて移行することを目指しています。

Q：すべてのLayer2ソリューションはNFTミントと取引をサポートしていますか？多くの場合、 ZK-Rollupsは現在、EVMの互換性の問題により複雑なNFTロジックをサポートすることに制限がありますが、この点で楽観的なロールアップはより柔軟です。

Q：layer2ネットワークは悪意のあるアクティビティをどのように防止しますか？詐欺の証明と暗号化検証メカニズムにより、完全性が確保されます。楽観的なロールアップでは、誰でも紛争ウィンドウ内の無効なブロックに挑戦することができますが、ZK-RollupsはSnarks/Starksを介して正確さを前もって検証します。