スケーラビリティはブロックチェーン世界において依然として重要な課題です。初期の巨人たち、Bitcoinのようなものは、暗号コミュニティの増大する需要に明らかに対応できていない。そこでレイヤー2のソリューションがその場を救うために登場します。あ、待ってください、レイヤー2に慣れる前に、すでにレイヤー3がゲートでもう準備をしています。
Ethereumのようなネットワークは、トランザクションの増大する需要に対応しようとして苦闘しており、これらの制限に対処するための革新的なソリューションが登場しました。
そのようなソリューションのうち、特に注目を集めているのがレイヤー2（L2）およびレイヤー3（L3）技術です。両者とも、ブロックチェーンのスケーラビリティを向上させることを目的としていますが、それぞれ異なる方法で機能し、異なる目的を果たしています。
L2とL3のソリューションの複雑さに混乱するのは簡単なので、それぞれの違いや使用ケース、およびブロックチェーンエコシステムの未来における潜在的な影響について探ります。
レイヤー2ソリューションの理解
レイヤー2とは何か？
Layer 2 solutionsは、主として既存のブロックチェーンネットワークの上に構築されたプロトコルで、主にメインチェーン外でのトランザクションを処理しながら、基盤となるブロックチェーンのセキュリティ保証を継承するよう設計されています。
これらのソリューションはトランザクションのスループットを増加させ、手数料を削減しようとしていますが、基本レイヤーの分散化やセキュリティを損なうことはありません。
実際、L2は自然吸気エンジンの上に乗るターボチャージャーのようなもので、ブロックチェーンの動作の基礎的な考え方を変えませんが、それでも十分に革新的で全体像に影響を与えます。 ブロックチェーンを軽減し、それを加速します。
L2ソリューションの背後にある核心コンセプトは、トランザクション処理の多くをオフチェーンに移し、メインチェーン上で最終状態のみを確定させることです。
このアプローチにより、より迅速で安価なトランザクションが可能になります。メインチェーンは単なるオペレーションを処理する負担から解放され、バッチ処理されたトランザクションの最終結果を検証し記録するだけで済みます。
ある人は、レイヤー2は暗号の発明以来最大の革新だと言います。
さて、いくつかの技術的な詳細を見てみましょう。
最近ではいくつかの種類のL2ソリューションが注目を集めています：
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ステートチャネル: 参加者が複数のトランザクションをオフチェーンで行い、チャネルが閉じられるときにのみメインチェーンで最終状態を確定されます。ステートチャネルは、頻繁な双方向トランザクションが必要なアプリケーションに特に有用です。
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プラズマチェーン: Vitalik ButerinとJoseph Poonによって紹介されたPlasmaは、メインチェーンに定期的に状態をコミットする子チェーンを作成するためのフレームワークです。これらの子チェーンは独自のコンセンサスメカニズムやブロック検証ルールを持つことができ、より大きな柔軟性と拡張性を提供します。
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ロールアップ: このカテゴリーのL2ソリューションは、特にEthereumエコシステムで大きな注目を集めています。ロールアップはトランザクションデータをオフチェーンで実行しながら、オンチェーンでトランザクションデータを投稿することで、頑丈なセキュリティ保証を提供しています。ロールアップには2つの主要なタイプがあります：
a. オプティミスティックロールアップ: デフォルトでトランザクションを有効とみなし、紛争時にのみ計算を行います。例として、OptimismやArbitrumがあります。
b. ゼロナレッジ（ZK）ロールアップ: 暗号学的証明（有効性証明と呼ばれる）を生成し、オフチェーントランザクションの正確性を確認します。例としては、zkSyncやStarkNetがあります。
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サイドチェーン: 技術的には必ずしも真のL2ソリューションとみなされない場合もありますが、サイドチェーンはメインチェーンと並行して動作する独立したブロックチェーンで、より迅速で安価なトランザクションを可能にします。通常、独自のセキュリティメカニズムを持ち、定期的にメインチェーンにチェックポイントを設定することがあります。
要約すると。L2ソリューションの主な利点は、トランザクションスループットを大幅に増加させることができる点です。 基礎となるブロックチェーンのセキュリティは損なわれません。手数料は急落します。
EthereumのいくつかのL2ソリューションを見てみてください。基本的なネットワークは非常に低いTPS（1秒あたりのトランザクション）しかありませんが、L2ソリューションはそれを何千倍にも加速します。
それは奇跡のように聞こえます。実際そうです。しかし、いくつかの注意点があります。あるいは、ある人は、課題と呼ぶかもしれません。
問題は、異なるL2が、ベースレイヤーやそれ自身と異なる程度の互換性を持つ可能性があることです。
これは、流動性の分断化を引き起こし、異なるL2エコシステム間でシームレスなユーザー体験を提供するための課題を生む可能性があります。
さらに、一部のL2ソリューションは、新しい信頼の前提を導入したり、ユーザーの体験とセキュリティに影響を与える可能性のある複雑な引き出しプロセスを持っている場合があります。
レイヤー3とは何か？
L3ソリューションという、新しい種類の暗号の動物。
レイヤー3のコンセプトは、スケーリングと専門化の次のステップとして登場しました。
車のアナロジーを再び使うと、L3はL2が通常のターボチャージャーに対するバイターボエンジンシステムと同じです。
これが圧倒的で非常に複雑に見えるかもしれませんが、その違いはすぐに説明できます。
L2ソリューションが基盤レイヤーのスケール化に焦点を当てている一方で、L3ソリューションはL2の上に構築され、さらに専門化された機能と性能の最適化を提供します。
L3の中心的な考え方は、各レベルが特定の目的を果たす層状のアーキテクチャを作成することです：
- レイヤー1：ベースブロックチェーン（例：Ethereumメインネット）
- レイヤー2：L1からのセキュリティを継承するスケーリングソリューション
- レイヤー3：L2の上に構築された高度に専門化されたチェーンやアプリケーション
もちろん、これは決して固定されているわけではありません。
L3ソリューションはまだ比較的新しいコンセプトであり、その具体的な実装は異なる場合があります。ただし、L3の一般的なアプローチと使用例には以下があります：
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ハイパースケーラビリティ: L2ネットワークの上に構築することで、L3ソリューションはさらに大きなスケーラビリティを達成できる可能性があります。これにより、非常に高いトランザクションスループットを必要とするアプリケーション、たとえば複雑なゲームエコシステムや大規模な分散型ソーシャルネットワークが可能になるかもしれません。
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アプリケーション固有のチェーン: L3は特定の使用ケースや産業向けに設計できます。たとえば、ゲームに特化したL3は、ブロックチェーンゲームの独自要件、たとえば頻繁な状態更新や複雑なゲーム内経済に最適化されているかもしれません。
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プライバシーレイヤー: 一部のL2ソリューションは改善されたプライバシー機能を提供していますが、L3はスケーラブルなL2ネットワークの上に構築された専用のプライバシー指向の環境を提供できるかもしれません。これにより、高いスループットと強力なプライバシー保証が必要なアプリケーションが可能になります。
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相互運用性のソリューション: L3ネットワークは、異なるL2エコシステム間のブリッジとして機能し、クロスL2通信と資産の転送を促進することができます。これは、複数の異なるL2ネットワークを持つことで生じる分断の問題に対処するのに役立ちます。
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カスタマイズされた実行環境: L3は特定のタイプの計算やスマートコントラクト言語に合わせた高度に特化した実行環境を提供できる可能性があります。これにより、特定のタイプのトランザクションのより効率的な処理や、特定のアプリケーション向けのドメイン固有言語の使用が可能になるかもしれません。
そして、これは大きなことです。
L2ソリューションが幅広いアプリケーションに対応するためにある程度の汎用性を維持する必要がある一方で、L3は特定の使用ケースにより狭く焦点を当てることができます。
この専門化により、パフォーマンスの大幅な向上をもたらし、技術的な制限のために以前は実現不可能だった新しいタイプの分散型アプリケーションが可能になるかもしれません。それを単に言うと、的に対する弾丸があるということです。
しかし、新しい技術には常にそれ自身の注意点もあります。
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複雑性: ブロックチェーンスタックに新たなレイヤーを追加すると、全体的なシステムの複雑性が増加します。これにより、開発者がアプリケーションを構築し維持することが難しくなり、ユーザーがエコシステムを理解しナビゲートすることが難しくなる可能性があります。
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セキュリティ考慮事項: 各追加のレイヤーは新たな潜在的な攻撃ベクトルとセキュリティ考慮事項を導入します。L3ソリューションの利点を維持しながらセキュリティを確保することが重要になります。
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相互運用性: L2ソリューションと同様に、異なるL3間でのシームレスな相互運用性と基盤となるL2およびL1レイヤーとの相互運用性を確保することは、広範な普及にとって重要です。
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分散化: もし慎重に設計されていなければ、高度に特化したL3ソリューションは集中化のリスクを高めることがあります。ブロックチェーン技術の分散化の精神を維持することは、L3の開発において重要な考慮事項です。
比較分析：レイヤー2とレイヤー3
これまでL2とL3を個別に見てきたので、これをまとめてみましょう。
L2とL3はどちらもブロックチェーンのスケーラビリティと機能を向上させることを目的としています。しかし、実際には異なる目的を果たしています：
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範囲と専門化:
- L2ソリューションは一般的に広範囲で、さまざまなアプリケーションのために基盤レイヤーのスケール化を目指しています。
- L3ソリューションは、特定の使用ケースや最適化に焦点を当てて、より専門化されています。
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基盤レイヤーとの関係:
- L2ソリューションは基盤レイヤー（L1）と直接相互作用し、そこからセキュリティを引き出します。
- L3ソリューションは通常、L2の上に構築されており、時には基盤レイヤーと交差しないこともあります。
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スケーラビリティの向上:
- L2ソリューションはL1に比べて大幅なスケーラビリティ向上を提供し、しばしば桁違いのスループットを実現します。
- L3ソリューションは、既にL2によって達成された向上を基にして、さらに大きなスケーラビリティを提供する可能性があります。
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複雑さと開発:
- L2ソリューションはより確立されており、より成熟した開発ツールとエコシステムを持っています。
- L3ソリューションはまだ新興の部類にあり、より複雑な開発プロセスや新しいツールが必要になる可能性があります。
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使用ケース:
- L2ソリューションは、スケーラビリティの向上と手数料の削減が求められる幅広いアプリケーションに適しています。
- L3ソリューションは、高度に専門化されたアプリケーションや特定の領域で極端な性能が求められるアプリケーションにより適しているかもしれません。
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セキュリティモデル:
- L2ソリューションは通常、基盤となるブロックチェーンのセキュリティを維持しています。 コンテンツ: ベースレイヤーから直接、トランザクションの有効性を確保するためのさまざまなメカニズムを通じて。
- L3ソリューションは、異なるセキュリティの側面のためにL1とL2の両方に依存する可能性がある、より複雑なセキュリティモデルを持つことがあります。
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相互運用性:
- L2ソリューションは通常、ベースレイヤーおよび、ある程度他のL2との相互運用性に焦点を当てます。
- L3ソリューションは、複数のレイヤー（L1、L2、および他のL3）間の相互運用性を考慮する必要があり、潜在的に複雑さを増す可能性があります。
なぜそれが重要か: ブロックチェーンエコシステムへの影響
技術の深部を掘り下げた今、未来を見つめる時です。
L2およびL3ソリューションの開発と採用は、ブロックチェーン業界とその潜在的な用途に広範な影響を及ぼします。
ベースレイヤーブロックチェーンのスケーラビリティの制約に対処することにより、L2およびL3ソリューションはブロックチェーン技術のより広範な採用への道を開きます。これにより、ブロックチェーンベースのシステムが、トランザクションスループットや費用対効果の点で従来の中央集権型システムと競争できる可能性が生まれます。
L2およびL3ソリューションによって提供されるスケーラビリティの向上と手数料の削減は、新しいタイプの分散型アプリケーションの可能性を開きます。高いコストや低スループットのために以前は非現実的だったユースケース、例えば小口取引や複雑なオンチェーンゲームが可能になります。
さまざまなL2およびL3ソリューションの開発により、より多様なブロックチェーンエコシステムが生まれます。この多様性はイノベーションを促進し、ユーザーや開発者に特定のニーズに合った選択肢を提供できます。
L2およびL3ソリューションによって可能になるより低い手数料と迅速な取引は、ブロックチェーンアプリケーションのユーザー体験を大幅に向上させることができます。この改善は、ベースレイヤーのトランザクションの高コストや低速さに阻まれる可能性のある一般のユーザーを引き付けるために重要です。
L2およびL3ソリューションは、メインチェーン外でより多くのトランザクションを処理することにより、特にProof-of-Workコンセンサスメカニズムを使用しているブロックチェーンネットワークの全体的なエネルギー消費を削減するのに役立ちます。
レイヤー化アプローチにより、各レベルでの専門化が可能になります。これにより、特定のユースケースに最適なパフォーマンスとブロックチェーンリソースのより効率的な使用が可能になります。
そしてさらに、L2およびL3ソリューションの開発は、強力な相互運用性ソリューションの必要性を強調しています。これらの課題に対処することで、より接続された流動的なブロックチェーンエコシステムが生まれる可能性があります。
ブロックチェーンスタックが追加のレイヤーでより複雑になるにつれて、分散化とセキュリティの維持はますます困難であり、同時に重要です。この焦点は、暗号技術とコンセンサスメカニズムの革新を促進します。
未来の風景: L2およびL3ソリューションの統合
ブロックチェーン業界が進化し続ける中、L2およびL3ソリューションにより統合されたアプローチを目にすることが予想されます。それは論理的に思えますね。
これらを競合技術として見るのではなく、より堅牢でスケーラブルで多用途なブロックチェーンエコシステムを作るために両者の強みを活用することが未来の姿かもしれません。
一つのシナリオとして、L2とL3の境界をぼかし、一般的なスケーラビリティの向上と特化した機能の両方を提供する「Layer 2.5」ソリューションの出現があります。
異なるレイヤー間の相互運用性が高まり、L1、L2、L3ネットワーク間で資産やデータのシームレスな移動が可能になるかもしれません。
おそらく、これらの仮説的なL2.5ソリューションが暗号の真の未来になるかもしれません、誰が知っているでしょうか。
なぜでしょう？ それは、これらのレイヤー化ソリューションの開発が、ユーザーインターフェースデザインと開発者ツールの進歩を伴う可能性が高いからです。
さらに、これらの技術が成熟するにつれて、L2およびL3ソリューションの実装と統合のための標準化とベストプラクティスの出現が見られるかもしれません。これにより、より統一されたブロックチェーンエコシステムが生まれ、企業や機関による採用が容易になるでしょう。
結論
それは少々複雑に思えるかもしれませんが、この物語には幸せなエンディングを迎えるすべての可能性があります。
Layer 2とLayer 3ソリューションの区別は、競争や技術戦争のことではありません。
それは、拡大する多様なユーザーベースの要求に応えるために進化しているブロックチェーン技術の継続的な進化を表しています。
L2ソリューションがベースレイヤーのスケーリングと全体的なパフォーマンスの向上に焦点を当てる一方で、L3ソリューションは特定のユースケースに特化した環境を提供することを目指しています。いつの日か、それらが融合して、ブロックチェーンネットワークの開発を永遠に変えるレベルのソリューションに成長するかもしれません。