暗号通貨とブロックチェーンの普及は指数関数的に拡大しており、ユーザー数や取引数も急速に増加しています。ブロックチェーンの革新性は明らかですが、スケーラビリティ（システムが増大する需要に対応しながら成長し続ける能力）は常に課題です。高度に分散化され安全性の高いパブリックブロックチェーンネットワークは、高スループットを実現するのが難しい場合があります。これは一般に「ブロックチェーンの三難困境」と呼ばれ、分散化、安全性、スケーラビリティの3つの要素を同時に高いレベルで満たすことはほぼ不可能とされています。実際には、ブロックチェーンネットワークはこの3つのうちの2つしか実現できません。しかし幸いなことに、何千もの愛好者や専門家がスケーリングソリューションの模索に取り組んでいます。その中には、主要なブロックチェーンの構造を調整するLayer 1(や、底層ネットワークの上で動作するLayer 2プロトコルに焦点を当てたものもあります。導入利用可能なブロックチェーンや暗号通貨は非常に多く、あなたが使用しているのがLayer 1なのかLayer 2なのか分からないこともあります。ブロックチェーンの複雑さを避けることにはメリットもありますが、投資や利用しているシステムについて理解しておく価値はあります。この記事を通じて、Layer 1とLayer 2の違いやさまざまなスケーリングソリューションについて解説します。何がLayer 1とLayer 2のブロックチェーンなのか？Layer 1は、ブロックチェーンアーキテクチャの基盤層を指します。これはブロックチェーンネットワークの主要構造です。ビットコイン、イーサリアム、BNBチェーンはLayer 1のブロックチェーンに該当します。Layer 2は、他のブロックチェーンの上に構築されたネットワークを指します。したがって、ビットコインがLayer 1に属する場合、その上で動作するLightning NetworkはLayer 2の一例です。ブロックチェーンネットワークのスケーラビリティ改善は、Layer 1とLayer 2の解決策に分かれます。Layer 1の解決策は、直接元のブロックチェーンのルールや仕組みを変更します。Layer 2の解決策は、外部の並列ネットワークを利用して、メインチェーン外の取引を促進します。なぜブロックチェーンのスケーラビリティがこれほど重要なのか？高速道路を新たに建設した大都市とその郊外の急速な発展を想像してください。高速道路の交通量が増加すると、渋滞が非常に一般的になり、特にピーク時にはA地点からB地点までの平均所要時間が大幅に増加します。道路インフラの容量には限界があり、需要は絶えず増加しているため、この現象は驚くべきことではありません。では、関係当局はより多くの通勤者がこのルートをより早く通行できるようにするために何ができるでしょうか？一つの解決策は、高速道路自体を改善し、両側に追加の車線を設けることです。しかし、これは常に実現可能ではありません。コストが高く、通行者にとって大きな負担となるからです。もう一つの選択肢は、創意工夫を凝らし、コアインフラの変更に関係なく、追加のサービス道路を建設したり、高速道路沿いにライトレールを開通させたりすることです。ブロックチェーン技術の世界では、主要な高速道路がLayer 1（メインネットワーク）に相当し、追加のサービス道路がLayer 2解決策（全体容量を向上させる補助ネットワーク）に該当します。ビットコイン、イーサリアム、PolkadotはすべてLayer 1のブロックチェーンと考えられています。これらは基盤となるブロックチェーンであり、それぞれのエコシステムの取引を処理・記録し、ネイティブ暗号通貨を持っています—通常は手数料の支払いとより広範な用途に使われます。PolygonはイーサリアムのLayer 2拡張ソリューションの一例です。Polygonネットワークは定期的にイーサリアムメインネットにチェックポイントを提出し、その状態を更新します。スループット能力は、ブロックチェーンの重要な要素です。これは速度と効率性を測る指標であり、一定期間内に処理・記録できる取引の数を示します。ユーザー数や同時に行われる取引数が増加すると、Layer 1のブロックチェーンの使用は遅くなり、コストも高くなる可能性があります。特に、PoW（プルーフ・オブ・ワーク）を採用したLayer 1のブロックチェーンではなおさらです。Layer 1の現在の問題点ビットコインとイーサリアムはともにスケーラビリティの問題を抱えるLayer 1ネットワークです。両者とも分散型コンセンサスメカニズムを用いてネットワークの安全性を確保しています。これは、すべての取引が検証される前に複数のノードによる承認を必要とすることを意味します。マイニングノードは複雑な計算問題を解き、成功したマイナーはネットワークのネイティブ暗号通貨を報酬として得ます。つまり、すべての取引は確認される前に複数のノードによる独立した検証を受ける必要があります。この方法は、正確で検証済みのデータをブロックチェーンに記録し、不正行為者の攻撃リスクを低減します。しかし、イーサリアムやビットコインのようにネットワークが人気になると、スループットの需要はますます深刻な問題となります。ネットワークが混雑しているときは、確認時間が遅くなり、取引手数料も高騰します。Layer 1の拡張解決策はどう機能する？Layer 1のブロックチェーンには、スループットとネットワーク全体の容量を向上させるためのいくつかの選択肢があります。PoWを採用している場合は、PoS（Proof of Stake）に切り替えることも選択肢です。これにより、1秒あたりの取引数)TPS(を増やし、処理手数料を低減できます。ただし、コミュニティ内ではPoSの利点や長期的な影響について意見が分かれています。Layer 1のネットワーク上のスケーリング解決策は、通常、プロジェクトの開発チームによって導入されます。解決策の種類によっては、コミュニティがネットワークのハードフォークやソフトフォークを必要とする場合もあります。小規模な変更は後方互換性があり、例えばビットコインのSegWitアップデートなどです。より大きな変更、例えばビットコインのブロックサイズを8MBに増やす場合は、ハードフォークが必要です。これにより、2つのバージョンのブロックチェーンが作成され、一方はアップデートされ、もう一方はそのままです。ネットワークのスループットを向上させるもう一つの方法はシャーディングです。これは、1つのブロックチェーンの操作を複数の小さな部分に分割し、並行して処理できるようにするものです。Layer 2の拡張解決策はどう機能する？前述のとおり、Layer 2の解決策は、メインチェーンとは並行または独立して動作する補助ネットワークに依存しています。要約ゼロ知識証明（最も一般的なもの）は、オフチェーンのLayer 2取引をまとめて1つの取引としてメインチェーンに提出します。これらのシステムは、正当性証明を用いて取引の完全性を検証します。資産はブリッジスマートコントラクトを通じて元のチェーンに保管され、スマートコントラクトはまとめ機能が正常に動作していることを確認します。これにより、元のネットワークの安全性を保ちつつ、まとめにかかるリソースを削減します。サイドチェーンサイドチェーンは、独立したブロックチェーンネットワークであり、自身の検証者グループを持ちます。これにより、メインチェーンのブリッジスマートコントラクトはサイドチェーンの有効性を検証しません。そのため、サイドチェーンの操作が正しいと信頼する必要があります。サイドチェーンは、資産をコントロールできるためです。ステートチャネルステートチャネルは、取引当事者間の双方向通信環境です。各当事者は、基盤となるブロックチェーンの一部を封印し、オフチェーンの取引チャネルに接続します。これは、事前に合意したスマートコントラクトやマルチシグネチャを通じて行われることが多いです。その後、当事者はオフチェーンで取引や取引のバッチを実行し、すぐに底層の分散型台帳（メインチェーン）に取引データを提出しません。すべての取引が完了したら、チャネルの最終的な「状態」がブロードキャストされ、検証されます。この仕組みは、取引処理速度を向上させ、ネットワーク全体の容量を増加させます。ビットコインのライトニングネットワークやイーサリアムのRaidenなどのソリューションは、ステートチャネルに基づいています。ネスト型ブロックチェーンこの解決策は、主要な「親」ブロックチェーンの上に構築された二次チェーンのグループに依存します。ネスト型ブロックチェーンは、親チェーンが設定したルールやパラメータに従って動作します。親チェーンは取引の実行には関与せず、必要に応じて紛争解決を行います。日常の作業は「子」チェーンに委ねられ、これらの子チェーンは親チェーンの下で処理を行い、処理済みの取引を親チェーンに返します。OmiseGOのPlasmaプロジェクトは、Layer 2のネスト型ブロックチェーン解決策の一例です。Layer 1とLayer 2の拡張解決策の制約Layer 1とLayer 2の解決策には、それぞれ固有の長所と短所があります。Layer 1の改善は、大規模なプロトコルの改良に最も効果的な解決策を提供しますが、そのためには検証者を説得してハードフォークを受け入れさせる必要があります。検証者は、例えばPoWからPoSへの移行時にこれを望まない場合もあります。より効率的なシステムへの移行は、マイナーの収入を失わせ、スケーラビリティ向上の動機を削ぐ可能性があります。Layer 2は、より迅速にスケーラビリティを向上させる方法を提供しますが、採用される方法によっては、元のブロックチェーンの安全性が大きく損なわれる可能性もあります。イーサリアムやビットコインのようなネットワークを信頼する理由は、その回復力と安全性の記録にあります。Layer 1の一部を放棄すると、Layer 2のチームやネットワークに依存して効率と安全性を向上させる必要が出てきます。Layer 1とLayer 2の次は何か？重要な問いは、Layer 1のスケーラビリティが向上した場合、私たちはLayer 2の解決策を引き続き必要とするのかということです。既存のブロックチェーンは改善されており、新たに高いスケーラビリティを持つネットワークも作られています。しかし、主要なシステムのスケーラビリティを向上させるには長い時間がかかり、保証もありません。最も可能性が高い選択肢は、Layer 1を安全性に集中させ、Layer 2ネットワークに特定のユースケースに合わせたサービスを提供させることです。近い将来、イーサリアムのような大規模なチェーンは依然として支配的な地位を占める可能性が高いです。これは、多くのユーザーと開発者コミュニティを持つためです。しかし、その巨大さと分散化された検証者グループ、信頼性の高い評判は、Layer 2ソリューションの基盤を固めています。まとめ暗号通貨取引の開始以来、スケーラビリティ改善への追求は、Layer 1の改良とLayer 2の解決策の二本立てのアプローチを生み出しました。複数の暗号通貨製品を持つ場合、すでにLayer 1とLayer 2のネットワークに触れている可能性が高いです。これで、両者の違いや、それぞれが提供するさまざまな拡張方法について理解できたでしょう。**\)**\$BLAST **\$LA **
ブロックチェーンLayer 1とLayer 2拡張ソリューション
暗号通貨とブロックチェーンの普及は指数関数的に拡大しており、ユーザー数や取引数も急速に増加しています。ブロックチェーンの革新性は明らかですが、スケーラビリティ（システムが増大する需要に対応しながら成長し続ける能力）は常に課題です。高度に分散化され安全性の高いパブリックブロックチェーンネットワークは、高スループットを実現するのが難しい場合があります。
これは一般に「ブロックチェーンの三難困境」と呼ばれ、分散化、安全性、スケーラビリティの3つの要素を同時に高いレベルで満たすことはほぼ不可能とされています。実際には、ブロックチェーンネットワークはこの3つのうちの2つしか実現できません。
しかし幸いなことに、何千もの愛好者や専門家がスケーリングソリューションの模索に取り組んでいます。その中には、主要なブロックチェーンの構造を調整するLayer 1(や、底層ネットワークの上で動作するLayer 2プロトコルに焦点を当てたものもあります。
導入
利用可能なブロックチェーンや暗号通貨は非常に多く、あなたが使用しているのがLayer 1なのかLayer 2なのか分からないこともあります。ブロックチェーンの複雑さを避けることにはメリットもありますが、投資や利用しているシステムについて理解しておく価値はあります。この記事を通じて、Layer 1とLayer 2の違いやさまざまなスケーリングソリューションについて解説します。
何がLayer 1とLayer 2のブロックチェーンなのか？
Layer 1は、ブロックチェーンアーキテクチャの基盤層を指します。これはブロックチェーンネットワークの主要構造です。ビットコイン、イーサリアム、BNBチェーンはLayer 1のブロックチェーンに該当します。Layer 2は、他のブロックチェーンの上に構築されたネットワークを指します。したがって、ビットコインがLayer 1に属する場合、その上で動作するLightning NetworkはLayer 2の一例です。
ブロックチェーンネットワークのスケーラビリティ改善は、Layer 1とLayer 2の解決策に分かれます。Layer 1の解決策は、直接元のブロックチェーンのルールや仕組みを変更します。Layer 2の解決策は、外部の並列ネットワークを利用して、メインチェーン外の取引を促進します。
なぜブロックチェーンのスケーラビリティがこれほど重要なのか？
高速道路を新たに建設した大都市とその郊外の急速な発展を想像してください。高速道路の交通量が増加すると、渋滞が非常に一般的になり、特にピーク時にはA地点からB地点までの平均所要時間が大幅に増加します。道路インフラの容量には限界があり、需要は絶えず増加しているため、この現象は驚くべきことではありません。
では、関係当局はより多くの通勤者がこのルートをより早く通行できるようにするために何ができるでしょうか？一つの解決策は、高速道路自体を改善し、両側に追加の車線を設けることです。しかし、これは常に実現可能ではありません。コストが高く、通行者にとって大きな負担となるからです。もう一つの選択肢は、創意工夫を凝らし、コアインフラの変更に関係なく、追加のサービス道路を建設したり、高速道路沿いにライトレールを開通させたりすることです。
ブロックチェーン技術の世界では、主要な高速道路がLayer 1（メインネットワーク）に相当し、追加のサービス道路がLayer 2解決策（全体容量を向上させる補助ネットワーク）に該当します。
ビットコイン、イーサリアム、PolkadotはすべてLayer 1のブロックチェーンと考えられています。これらは基盤となるブロックチェーンであり、それぞれのエコシステムの取引を処理・記録し、ネイティブ暗号通貨を持っています—通常は手数料の支払いとより広範な用途に使われます。PolygonはイーサリアムのLayer 2拡張ソリューションの一例です。Polygonネットワークは定期的にイーサリアムメインネットにチェックポイントを提出し、その状態を更新します。
スループット能力は、ブロックチェーンの重要な要素です。これは速度と効率性を測る指標であり、一定期間内に処理・記録できる取引の数を示します。ユーザー数や同時に行われる取引数が増加すると、Layer 1のブロックチェーンの使用は遅くなり、コストも高くなる可能性があります。特に、PoW（プルーフ・オブ・ワーク）を採用したLayer 1のブロックチェーンではなおさらです。
Layer 1の現在の問題点
ビットコインとイーサリアムはともにスケーラビリティの問題を抱えるLayer 1ネットワークです。両者とも分散型コンセンサスメカニズムを用いてネットワークの安全性を確保しています。これは、すべての取引が検証される前に複数のノードによる承認を必要とすることを意味します。マイニングノードは複雑な計算問題を解き、成功したマイナーはネットワークのネイティブ暗号通貨を報酬として得ます。
つまり、すべての取引は確認される前に複数のノードによる独立した検証を受ける必要があります。この方法は、正確で検証済みのデータをブロックチェーンに記録し、不正行為者の攻撃リスクを低減します。しかし、イーサリアムやビットコインのようにネットワークが人気になると、スループットの需要はますます深刻な問題となります。ネットワークが混雑しているときは、確認時間が遅くなり、取引手数料も高騰します。
Layer 1の拡張解決策はどう機能する？
Layer 1のブロックチェーンには、スループットとネットワーク全体の容量を向上させるためのいくつかの選択肢があります。PoWを採用している場合は、PoS（Proof of Stake）に切り替えることも選択肢です。これにより、1秒あたりの取引数)TPS(を増やし、処理手数料を低減できます。ただし、コミュニティ内ではPoSの利点や長期的な影響について意見が分かれています。
Layer 1のネットワーク上のスケーリング解決策は、通常、プロジェクトの開発チームによって導入されます。解決策の種類によっては、コミュニティがネットワークのハードフォークやソフトフォークを必要とする場合もあります。小規模な変更は後方互換性があり、例えばビットコインのSegWitアップデートなどです。
より大きな変更、例えばビットコインのブロックサイズを8MBに増やす場合は、ハードフォークが必要です。これにより、2つのバージョンのブロックチェーンが作成され、一方はアップデートされ、もう一方はそのままです。ネットワークのスループットを向上させるもう一つの方法はシャーディングです。これは、1つのブロックチェーンの操作を複数の小さな部分に分割し、並行して処理できるようにするものです。
Layer 2の拡張解決策はどう機能する？
前述のとおり、Layer 2の解決策は、メインチェーンとは並行または独立して動作する補助ネットワークに依存しています。
要約
ゼロ知識証明（最も一般的なもの）は、オフチェーンのLayer 2取引をまとめて1つの取引としてメインチェーンに提出します。これらのシステムは、正当性証明を用いて取引の完全性を検証します。資産はブリッジスマートコントラクトを通じて元のチェーンに保管され、スマートコントラクトはまとめ機能が正常に動作していることを確認します。これにより、元のネットワークの安全性を保ちつつ、まとめにかかるリソースを削減します。
サイドチェーン
サイドチェーンは、独立したブロックチェーンネットワークであり、自身の検証者グループを持ちます。これにより、メインチェーンのブリッジスマートコントラクトはサイドチェーンの有効性を検証しません。そのため、サイドチェーンの操作が正しいと信頼する必要があります。サイドチェーンは、資産をコントロールできるためです。
ステートチャネル
ステートチャネルは、取引当事者間の双方向通信環境です。各当事者は、基盤となるブロックチェーンの一部を封印し、オフチェーンの取引チャネルに接続します。これは、事前に合意したスマートコントラクトやマルチシグネチャを通じて行われることが多いです。その後、当事者はオフチェーンで取引や取引のバッチを実行し、すぐに底層の分散型台帳（メインチェーン）に取引データを提出しません。すべての取引が完了したら、チャネルの最終的な「状態」がブロードキャストされ、検証されます。この仕組みは、取引処理速度を向上させ、ネットワーク全体の容量を増加させます。ビットコインのライトニングネットワークやイーサリアムのRaidenなどのソリューションは、ステートチャネルに基づいています。
ネスト型ブロックチェーン
この解決策は、主要な「親」ブロックチェーンの上に構築された二次チェーンのグループに依存します。ネスト型ブロックチェーンは、親チェーンが設定したルールやパラメータに従って動作します。親チェーンは取引の実行には関与せず、必要に応じて紛争解決を行います。日常の作業は「子」チェーンに委ねられ、これらの子チェーンは親チェーンの下で処理を行い、処理済みの取引を親チェーンに返します。OmiseGOのPlasmaプロジェクトは、Layer 2のネスト型ブロックチェーン解決策の一例です。
Layer 1とLayer 2の拡張解決策の制約
Layer 1とLayer 2の解決策には、それぞれ固有の長所と短所があります。Layer 1の改善は、大規模なプロトコルの改良に最も効果的な解決策を提供しますが、そのためには検証者を説得してハードフォークを受け入れさせる必要があります。
検証者は、例えばPoWからPoSへの移行時にこれを望まない場合もあります。より効率的なシステムへの移行は、マイナーの収入を失わせ、スケーラビリティ向上の動機を削ぐ可能性があります。
Layer 2は、より迅速にスケーラビリティを向上させる方法を提供しますが、採用される方法によっては、元のブロックチェーンの安全性が大きく損なわれる可能性もあります。イーサリアムやビットコインのようなネットワークを信頼する理由は、その回復力と安全性の記録にあります。Layer 1の一部を放棄すると、Layer 2のチームやネットワークに依存して効率と安全性を向上させる必要が出てきます。
Layer 1とLayer 2の次は何か？
重要な問いは、Layer 1のスケーラビリティが向上した場合、私たちはLayer 2の解決策を引き続き必要とするのかということです。既存のブロックチェーンは改善されており、新たに高いスケーラビリティを持つネットワークも作られています。しかし、主要なシステムのスケーラビリティを向上させるには長い時間がかかり、保証もありません。最も可能性が高い選択肢は、Layer 1を安全性に集中させ、Layer 2ネットワークに特定のユースケースに合わせたサービスを提供させることです。
近い将来、イーサリアムのような大規模なチェーンは依然として支配的な地位を占める可能性が高いです。これは、多くのユーザーと開発者コミュニティを持つためです。しかし、その巨大さと分散化された検証者グループ、信頼性の高い評判は、Layer 2ソリューションの基盤を固めています。
まとめ
暗号通貨取引の開始以来、スケーラビリティ改善への追求は、Layer 1の改良とLayer 2の解決策の二本立てのアプローチを生み出しました。複数の暗号通貨製品を持つ場合、すでにLayer 1とLayer 2のネットワークに触れている可能性が高いです。これで、両者の違いや、それぞれが提供するさまざまな拡張方法について理解できたでしょう。)$BLAST **$LA **