ビットコインのような暗号通貨は、分散化を通じて従来の金融システムに根本的な挑戦をもたらしていますが、この中央管理の欠如は混乱に直結しません。むしろ、その逆が証明されており、暗号システムの背後にある技術的インフラを検証すると、洗練されたエンジニアリングと綿密な設計が明らかになります。デジタル通貨が信頼性を持って機能するためには、安全なピアツーピア取引を管理できる信頼性の高い独立したプロトコルが必要です。ほとんどの暗号通貨プロジェクトにとって、レイヤー1（L1）ブロックチェーンはシステム全体の基盤インフラとして機能します。本稿では、レイヤー1ブロックチェーンとは何か、その暗号エコシステムにおける重要性、動作原理、そしてなぜ暗号通貨開発において不可欠な要素であるのかを解説します。## なぜレイヤー1ブロックチェーンは暗号通貨のアーキテクチャに不可欠なのかレイヤー1（L1）ブロックチェーンは、暗号通貨ネットワークを独立かつ安全に運用するための基盤となるプロトコルです。これらは、暗号プロジェクトの立法機関と執行機関の両方の役割を果たすと考えることができ、システム全体を規定し維持します。L1プロトコルの基盤となるコードは、ネットワーク参加者（ノードと呼ばれる）が新しい取引をブロードキャスト、検証、記録するために従うべき運用基準を定義しています。L1の仕様には、暗号通貨の運用が開始から終了までどのように展開されるかを詳細に規定した包括的な指示が含まれています。レイヤー1ブロックチェーンは、暗号通貨の構造の最下層に位置しているため、基礎または主要な基盤層として機能します。業界の専門家は、「メインネット」やL1を同義語として用いることが多く、L1プロトコルは機能する暗号ネットワークに必要なすべての重要な運用要件を包含しているからです。堅牢なレイヤー1ブロックチェーンのアーキテクチャがなければ、暗号通貨は大規模な取引処理に必要な組織的構造を欠き、信頼性のある運用は困難となります。## レイヤー1プロトコルのセキュリティにおけるコンセンサスメカニズムの役割各暗号通貨は独自のコーディング標準と運用プロトコルを実装していますが、レイヤー1ブロックチェーンには、分散型ネットワーク運営者間の相互信頼を確立するための重要な技術要素であるコンセンサスメカニズムが必要です。これらの仕組みは、アルゴリズム的なプロセスを用いて、暗号通貨の取引が適切に処理・検証されるためのガイドラインを設定し、強制します。ビットコインのブロックチェーンは、プルーフ・オブ・ワーク（PoW）コンセンサスモデルの例です。ネットワーク参加者は10分ごとに複雑な数学的パズルを解き、新しい取引ブロックを台帳に追加します。異なるレイヤー1システムは、代替のアプローチを採用しています。例えば、イーサリアムやソラナは、バリデーターが暗号資産をロックして新しい取引の検証権を得るプルーフ・オブ・ステーク（PoS）を導入しています。これらのレイヤー1システムの運営者にインセンティブを与えるため、PoW・PoSの両ネットワークは、正当なブロックを公開したノードに新たに生成された暗号資産を配布します。ビットコインのバリデーターはBTCを受け取り、イーサリアムのバリデーターはETHを受け取ります。このインセンティブ構造は、ネットワークの継続的な参加とセキュリティを保証します。また、コンセンサスメカニズムに加え、レイヤー1ブロックチェーンは取引の整合性を守り、悪意ある行動を抑止するための追加のセキュリティプロトコルも組み込んでいます。多くのPoSシステムでは、「スラッシング」と呼ばれる仕組みを導入し、不正行為や義務不履行を行ったバリデーターのステークの一部を没収します。ビットコインは、取引が永続的に記録される前に6つの独立した確認を必要とし、不正行為に対する追加の検証層を設けています。さらに、レイヤー1は手数料構造（ガス料金）を管理し、新たに発行される暗号資産の流通量を決定します。ビットコインのL1は、4年ごとに発行速度を半減させる「ハルビング」イベントを自動的に実行し、新規供給を段階的に減少させます。一方、イーサリアムのL1は、動的な発行・破壊メカニズムを持ち、ネットワークの活動レベルに応じて供給量を自動調整します。2021年のEIP-1559アップグレード以降、イーサリアムは取引手数料の一部を循環から除外し、インフレ抑制を図っています。## 主要なレイヤー1ブロックチェーン：特徴、トレードオフ、パフォーマンスビットコインは2009年に成功したレイヤー1ブロックチェーンモデルを導入し、その後、多数の暗号通貨プロジェクトが自らのL1インフラを構築しました。今日最も著名な暗号通貨は、レイヤー1ブロックチェーンを基盤としてネットワークの安全性と取引処理を確保しています。**ビットコイン：** 2009年に匿名の開発者サトシ・ナカモトによって作成され、最古かつ時価総額最大の暗号通貨です。ビットコインのL1は、エネルギー集約型のPoWコンセンサスを採用し、ネットワーク参加者は10分ごとに数学的問題を解き、新しい取引を記録します。この設計は、取引速度よりもセキュリティと分散性を重視しています。**イーサリアム：** 時価総額第2位の暗号通貨であり、レイヤー1ブロックチェーンに革命をもたらしました。外部開発者が分散型アプリ（dApps）を構築できるようにした点が特徴です。2015年にPoWシステムとして開始され、2022年の「マージ」アップグレードによりPoSに移行し、エネルギー消費を大幅に削減しつつネットワークの安全性を維持しています。**ライトコイン：** ビットコインの後に開発され、より高速で経済的なピアツーピア決済システムを目指しました。L1はビットコインと異なるアルゴリズムを採用していますが、PoWを維持し、ビットコインの約4倍の速度でブロック生成を行います。**ソラナ：** 「イーサリアムの競合」と位置付けられ、取引処理能力とコスト効率に重点を置いた設計が特徴です。PoSベースのL1アーキテクチャにより、理論上50,000TPSを達成可能とされ、高頻度取引や低料金を求めるユーザーに人気です。**カルダノ：** ソラナと同様にPoSのレイヤー1ブロックチェーンですが、2015年に元イーサリアム開発者のチャールズ・ホスキンソンによって設立されました。学術的なピアレビューを重視し、第三者開発者によるdApps構築も積極的に受け入れています。## スケーラビリティと相互運用性：レイヤー1システムの主要課題安全かつ効率的な取引処理において重要な役割を果たす一方、レイヤー1ブロックチェーンはしばしば柔軟性の制約に直面します。L1のアルゴリズムは、分散型ネットワークの一貫性を維持するために意図的に決定論的に設計されており、すべての参加者が同じルールに従う必要があります。この堅牢な設計は予測可能性とセキュリティの保証をもたらしますが、同時に革新や処理能力の向上を望む開発者のニーズと衝突することもあります。イーサリアムの共同創設者ビタリック・ブテリンは、「ブロックチェーントリレンマ」と呼ばれる概念を通じて、この緊張関係を説明しています。これは、暗号通貨のプロトコル設計者は、分散性、セキュリティ、スケーラビリティの3つの要素のうち、少なくとも1つを犠牲にしなければならないという考えです。開発者たちは、「シャーディング」などの解決策を模索しています。これは、メインのブロックチェーンを独立したデータセグメントに分割し、ネットワーク参加者にデータ負荷を分散させることで、ネットワークの速度と効率を向上させる試みです。もう一つの制約は、異なるレイヤー1ブロックチェーン間の通信の難しさです。各L1は独自のエコシステムとコーディング標準を持つため、資産の移動やアプリケーションのアクセスが技術的に困難または不可能になることがあります。これを「相互運用性の問題」と呼び、CosmosやPolkadotなどのプロジェクトは、信頼性の高いブロックチェーン間通信（IBC）インフラの構築に注力しています。## レイヤー1とレイヤー2の違い：アーキテクチャ階層の理解暗号通貨の初期には、「レイヤー1」という用語は存在しませんでした。多くのブロックチェーンは、取引の実行とネットワークの整合性維持といった共通の役割を担っていたからです。新たな暗号通貨がこれらの基盤となるチェーンの上にプロトコルを構築し始めると、これらの基盤システムと追加のプロトコルを区別するための用語が必要となり、「レイヤー2（L2）」という概念が生まれました。レイヤー2は、既存のレイヤー1ブロックチェーンのセキュリティインフラを活用した暗号通貨システムです。L2ソリューションは、特にイーサリアムのような確立されたL1の分散性を利用し、新たな機能や取引処理能力の向上を図ります。代表例にはArbitrum、Optimism、Polygonがあり、これらはイーサリアムの上に構築され、取引の高速化やコスト削減を実現しています。ユーザーはこれらのL2ソリューションとやり取りする際、資産を二次層に移動させ、機能を利用し、その後メインのイーサリアムネットワークに決済します。レイヤー2は独自のデジタル資産を発行することもありますが、これらはレイヤー1のコインとは根本的に異なります。L2の資産は「トークン」と呼ばれ、L1のコインはそのネットワークの根幹をなす通貨です。コインはブロックチェーンの主要な支払い手段として機能し、トークンはエコシステム内の補助的な役割を果たします。代表的なL2トークンにはPolygonのMATIC、ArbitrumのARB、OptimismのOPがあり、それぞれのレイヤー2環境内で価値を持ちながら、最終的には親のレイヤー1に紐づいています。レイヤー1ブロックチェーンの理解は、現代の暗号通貨システムがどのようにネットワークを構築し、安全に運用し、スケールさせているのかを理解するための基礎です。デジタル経済が進化し続ける中、レイヤー1はすべての暗号通貨革新の土台となるインフラとして重要な役割を果たし続けています。
暗号ネットワークの基礎を理解する：レイヤー1ブロックチェーンの解説
ビットコインのような暗号通貨は、分散化を通じて従来の金融システムに根本的な挑戦をもたらしていますが、この中央管理の欠如は混乱に直結しません。むしろ、その逆が証明されており、暗号システムの背後にある技術的インフラを検証すると、洗練されたエンジニアリングと綿密な設計が明らかになります。デジタル通貨が信頼性を持って機能するためには、安全なピアツーピア取引を管理できる信頼性の高い独立したプロトコルが必要です。ほとんどの暗号通貨プロジェクトにとって、レイヤー1（L1）ブロックチェーンはシステム全体の基盤インフラとして機能します。本稿では、レイヤー1ブロックチェーンとは何か、その暗号エコシステムにおける重要性、動作原理、そしてなぜ暗号通貨開発において不可欠な要素であるのかを解説します。
なぜレイヤー1ブロックチェーンは暗号通貨のアーキテクチャに不可欠なのか
レイヤー1（L1）ブロックチェーンは、暗号通貨ネットワークを独立かつ安全に運用するための基盤となるプロトコルです。これらは、暗号プロジェクトの立法機関と執行機関の両方の役割を果たすと考えることができ、システム全体を規定し維持します。L1プロトコルの基盤となるコードは、ネットワーク参加者（ノードと呼ばれる）が新しい取引をブロードキャスト、検証、記録するために従うべき運用基準を定義しています。L1の仕様には、暗号通貨の運用が開始から終了までどのように展開されるかを詳細に規定した包括的な指示が含まれています。
レイヤー1ブロックチェーンは、暗号通貨の構造の最下層に位置しているため、基礎または主要な基盤層として機能します。業界の専門家は、「メインネット」やL1を同義語として用いることが多く、L1プロトコルは機能する暗号ネットワークに必要なすべての重要な運用要件を包含しているからです。堅牢なレイヤー1ブロックチェーンのアーキテクチャがなければ、暗号通貨は大規模な取引処理に必要な組織的構造を欠き、信頼性のある運用は困難となります。
レイヤー1プロトコルのセキュリティにおけるコンセンサスメカニズムの役割
各暗号通貨は独自のコーディング標準と運用プロトコルを実装していますが、レイヤー1ブロックチェーンには、分散型ネットワーク運営者間の相互信頼を確立するための重要な技術要素であるコンセンサスメカニズムが必要です。これらの仕組みは、アルゴリズム的なプロセスを用いて、暗号通貨の取引が適切に処理・検証されるためのガイドラインを設定し、強制します。
ビットコインのブロックチェーンは、プルーフ・オブ・ワーク（PoW）コンセンサスモデルの例です。ネットワーク参加者は10分ごとに複雑な数学的パズルを解き、新しい取引ブロックを台帳に追加します。異なるレイヤー1システムは、代替のアプローチを採用しています。例えば、イーサリアムやソラナは、バリデーターが暗号資産をロックして新しい取引の検証権を得るプルーフ・オブ・ステーク（PoS）を導入しています。
これらのレイヤー1システムの運営者にインセンティブを与えるため、PoW・PoSの両ネットワークは、正当なブロックを公開したノードに新たに生成された暗号資産を配布します。ビットコインのバリデーターはBTCを受け取り、イーサリアムのバリデーターはETHを受け取ります。このインセンティブ構造は、ネットワークの継続的な参加とセキュリティを保証します。
また、コンセンサスメカニズムに加え、レイヤー1ブロックチェーンは取引の整合性を守り、悪意ある行動を抑止するための追加のセキュリティプロトコルも組み込んでいます。多くのPoSシステムでは、「スラッシング」と呼ばれる仕組みを導入し、不正行為や義務不履行を行ったバリデーターのステークの一部を没収します。ビットコインは、取引が永続的に記録される前に6つの独立した確認を必要とし、不正行為に対する追加の検証層を設けています。
さらに、レイヤー1は手数料構造（ガス料金）を管理し、新たに発行される暗号資産の流通量を決定します。ビットコインのL1は、4年ごとに発行速度を半減させる「ハルビング」イベントを自動的に実行し、新規供給を段階的に減少させます。一方、イーサリアムのL1は、動的な発行・破壊メカニズムを持ち、ネットワークの活動レベルに応じて供給量を自動調整します。2021年のEIP-1559アップグレード以降、イーサリアムは取引手数料の一部を循環から除外し、インフレ抑制を図っています。
主要なレイヤー1ブロックチェーン：特徴、トレードオフ、パフォーマンス
ビットコインは2009年に成功したレイヤー1ブロックチェーンモデルを導入し、その後、多数の暗号通貨プロジェクトが自らのL1インフラを構築しました。今日最も著名な暗号通貨は、レイヤー1ブロックチェーンを基盤としてネットワークの安全性と取引処理を確保しています。
ビットコイン： 2009年に匿名の開発者サトシ・ナカモトによって作成され、最古かつ時価総額最大の暗号通貨です。ビットコインのL1は、エネルギー集約型のPoWコンセンサスを採用し、ネットワーク参加者は10分ごとに数学的問題を解き、新しい取引を記録します。この設計は、取引速度よりもセキュリティと分散性を重視しています。
イーサリアム： 時価総額第2位の暗号通貨であり、レイヤー1ブロックチェーンに革命をもたらしました。外部開発者が分散型アプリ（dApps）を構築できるようにした点が特徴です。2015年にPoWシステムとして開始され、2022年の「マージ」アップグレードによりPoSに移行し、エネルギー消費を大幅に削減しつつネットワークの安全性を維持しています。
ライトコイン： ビットコインの後に開発され、より高速で経済的なピアツーピア決済システムを目指しました。L1はビットコインと異なるアルゴリズムを採用していますが、PoWを維持し、ビットコインの約4倍の速度でブロック生成を行います。
ソラナ： 「イーサリアムの競合」と位置付けられ、取引処理能力とコスト効率に重点を置いた設計が特徴です。PoSベースのL1アーキテクチャにより、理論上50,000TPSを達成可能とされ、高頻度取引や低料金を求めるユーザーに人気です。
カルダノ： ソラナと同様にPoSのレイヤー1ブロックチェーンですが、2015年に元イーサリアム開発者のチャールズ・ホスキンソンによって設立されました。学術的なピアレビューを重視し、第三者開発者によるdApps構築も積極的に受け入れています。
スケーラビリティと相互運用性：レイヤー1システムの主要課題
安全かつ効率的な取引処理において重要な役割を果たす一方、レイヤー1ブロックチェーンはしばしば柔軟性の制約に直面します。L1のアルゴリズムは、分散型ネットワークの一貫性を維持するために意図的に決定論的に設計されており、すべての参加者が同じルールに従う必要があります。この堅牢な設計は予測可能性とセキュリティの保証をもたらしますが、同時に革新や処理能力の向上を望む開発者のニーズと衝突することもあります。
イーサリアムの共同創設者ビタリック・ブテリンは、「ブロックチェーントリレンマ」と呼ばれる概念を通じて、この緊張関係を説明しています。これは、暗号通貨のプロトコル設計者は、分散性、セキュリティ、スケーラビリティの3つの要素のうち、少なくとも1つを犠牲にしなければならないという考えです。開発者たちは、「シャーディング」などの解決策を模索しています。これは、メインのブロックチェーンを独立したデータセグメントに分割し、ネットワーク参加者にデータ負荷を分散させることで、ネットワークの速度と効率を向上させる試みです。
もう一つの制約は、異なるレイヤー1ブロックチェーン間の通信の難しさです。各L1は独自のエコシステムとコーディング標準を持つため、資産の移動やアプリケーションのアクセスが技術的に困難または不可能になることがあります。これを「相互運用性の問題」と呼び、CosmosやPolkadotなどのプロジェクトは、信頼性の高いブロックチェーン間通信（IBC）インフラの構築に注力しています。
レイヤー1とレイヤー2の違い：アーキテクチャ階層の理解
暗号通貨の初期には、「レイヤー1」という用語は存在しませんでした。多くのブロックチェーンは、取引の実行とネットワークの整合性維持といった共通の役割を担っていたからです。新たな暗号通貨がこれらの基盤となるチェーンの上にプロトコルを構築し始めると、これらの基盤システムと追加のプロトコルを区別するための用語が必要となり、「レイヤー2（L2）」という概念が生まれました。
レイヤー2は、既存のレイヤー1ブロックチェーンのセキュリティインフラを活用した暗号通貨システムです。L2ソリューションは、特にイーサリアムのような確立されたL1の分散性を利用し、新たな機能や取引処理能力の向上を図ります。代表例にはArbitrum、Optimism、Polygonがあり、これらはイーサリアムの上に構築され、取引の高速化やコスト削減を実現しています。ユーザーはこれらのL2ソリューションとやり取りする際、資産を二次層に移動させ、機能を利用し、その後メインのイーサリアムネットワークに決済します。
レイヤー2は独自のデジタル資産を発行することもありますが、これらはレイヤー1のコインとは根本的に異なります。L2の資産は「トークン」と呼ばれ、L1のコインはそのネットワークの根幹をなす通貨です。コインはブロックチェーンの主要な支払い手段として機能し、トークンはエコシステム内の補助的な役割を果たします。代表的なL2トークンにはPolygonのMATIC、ArbitrumのARB、OptimismのOPがあり、それぞれのレイヤー2環境内で価値を持ちながら、最終的には親のレイヤー1に紐づいています。
レイヤー1ブロックチェーンの理解は、現代の暗号通貨システムがどのようにネットワークを構築し、安全に運用し、スケールさせているのかを理解するための基礎です。デジタル経済が進化し続ける中、レイヤー1はすべての暗号通貨革新の土台となるインフラとして重要な役割を果たし続けています。