## なぜレイヤー1アーキテクチャが重要なのかビットコインを送信したり、イーサリアムで取引を行ったりする際には、レイヤー1ブロックチェーン、つまりトランザクションを独立して処理し、確定するベースネットワークに依存しています。しかし、ブロックチェーンが「レイヤー1」とは正確には何を意味し、この区別を気にする必要があるのはなぜでしょうか？答えは、ブロックチェーンネットワークが業界の根本的な課題をどのように解決するかにあります。それは、分散化され、安全で、スケーラビリティを同時に実現する能力です。レイヤー1のブロックチェーンは、暗号エコシステムのバックボーンを形成し、別のネットワークレイヤーに依存せずに直接トランザクションを検証します。ビットコイン、イーサリアム、BNBチェーン、ソラナはすべてレイヤー1プロトコルとして機能しており、独自のネイティブトークンを維持し、自らのインフラストラクチャでトランザクションを処理します。## レイヤー1が直面するスケーラビリティの課題現実はこうです：真に安全で分散型のネットワークを構築するにはコストがかかります。最も安全なレイヤー1ブロックチェーンであるビットコインは、1秒あたり約7件のトランザクションしか処理できません。なぜでしょうか？プルーフ・オブ・ワークのコンセンサスメカニズムは、トランザクションスループットよりもセキュリティと分散化を優先します。需要が急増すると、確認時間が長くなり、手数料が急騰します。これは、開発者が何年も苦労してきた核心的な制限です。コンセンサスメカニズムの変更、ブロックサイズの増加、またはシャーディングの実装—すべての潜在的なレイヤー1の改善—には、大規模な調整努力が必要です。全員がアップグレードに同意するわけではありません。時には意見の不一致がハードフォークにつながります。2017年にビットコインキャッシュがビットコインから分裂した時のように。## レイヤー1ネットワークがスケールを試みる方法レイヤー1のスループットを改善するためのいくつかの戦略があります:**ブロックサイズの増加**: より多くの取引が各ブロックに収まることができますが、これは分散化においてトレードオフを伴います。**コンセンサスメカニズムの変更**: イーサリアムがバージョン2.0アップグレードを通じてプルーフ・オブ・ワークからプルーフ・オブ・ステークに移行したことは、ネットワークがそのコアプロトコルをどのように進化させているかを示しています。**シャーディング技術**: 各ノードが全体のブロックチェーンを保存する代わりに、ネットワークは複数のシャードに分割されます。各シャードは独立して自分のトランザクションのサブセットを処理し、その後メインチェーンに報告します。これにより、セキュリティを犠牲にすることなく、全体のスループットが大幅に向上します。**ソフトフォークソリューション**: ビットコインのSegWit (segreGated witness)の例は、後方互換性のあるアップデートがどのように機能するかを示しています。取引データの構造を再編成することによって、SegWitは全てのノードが即座にアップデートすることを要求せずに、追加の取引のためのブロックスペースを解放しました。## 異なるユースケースのための多様なレイヤー1ソリューションブロックチェーンエコシステムはビットコインやイーサリアムに限られていません。数多くの代替レイヤー1ネットワークがスケーラビリティのトリレンマに異なるアプローチを取っています。**エルロンド**はシャーディングを極限まで進化させ、適応型ステートシャーディングメカニズムを通じて1秒あたり10万件以上の取引を処理します。ネットワーク全体のアーキテクチャ—ステート、取引、バリデーター—はシャード形式で動作し、シャードレベルの攻撃のリスクを大幅に低減します。**ハーモニー**は、メインネット上に4つの独立したシャードを持つ効果的なプルーフ・オブ・ステークを実装しています。各シャードは独自のペースでブロックを生成および検証でき、真の並列処理を可能にします。このネットワークのEthereumおよびBitcoinへのクロスチェーンブリッジは、マルチチェーンファイナンスのための相互運用性レイヤーとしての位置づけをしています。**Celo**は2017年にGo Ethereumからフォークされましたが、Proof of Stakeとモバイルファーストの機能を実装することにより大きく異なりました。従来のウォレットアドレスの代わりに、Celoユーザーは電話番号やメールアドレスを使用して取引を行うことができます。このネットワークは、暗号通貨の採用の障壁を減らすために設計された複数のステーブルコイン(cUSD、cEUR、cREAL)をサポートしています。**THORChain**は、Cosmos SDK上に構築されたクロスチェーン分散型取引所として機能します。資産をラッピングしたりペッグしたりするのではなく—これにより保管リスクが生じます—THORChainは異なるブロックチェーン間でのネイティブ資産スワップを促進するボールトマネージャーとして機能します。RUNEは、すべての流動性プールの決済資産およびセキュリティメカニズムとして機能します。**Kava**は、そのコーチェーンアーキテクチャを通じてCosmosとEthereumエコシステムを統合します。開発者はEVMまたはCosmos SDK環境のいずれかで構築でき、両者間でシームレスな相互運用性があります。Kavaのオンチェインインセンティブプログラムは、使用量の指標に基づいてトッププロジェクトを報酬します。**IoTeX**は、ブロックチェーンとモノのインターネット(IoT)の交差点を切り開きました。このネットワークは、デバイス生成データをそのMachineFiフレームワークを通じて貴重なデジタル資産に変えることを可能にします。ユーザーは、ハードウェア(Ucamカメラ、Pebble Tracker GPSデバイス)、およびソフトウェアソリューションのエコシステムに参加しながら、プライバシーに対する完全な所有権を保持します。## レイヤー1とレイヤー2：両方が必要な時すべての問題がレイヤー1で解決できるわけではありません。時には制約があまりにも根本的です。ブロックチェーンゲームは、ビットコイン上で現実的に運営することはできません—取引の確認に数時間かかるため、ゲームプレイが不可能になります。それでも、ゲームはビットコインのセキュリティモデルと分散化の利点を必要としています。レイヤー2ソリューションに入ります。これらのプロトコルはレイヤー1ネットワークの上に構築され、そのセキュリティを引き継ぎながらスループットの制限を解決します。ビットコインのライトニングネットワークはこのアプローチの例です。ビットコインのメインチェーンに直接すべての支払いを記録するのではなく、ライトニングはトランザクションを単一の最終清算にまとめます。ユーザーはオフチェーンでほぼ瞬時の速度で自由に取引を行い、終了したときに統合された残高がビットコインに戻ります。レイヤー1とレイヤー2の間の区分は実用的な現実を反映しています：単一のネットワークがすべての問題を最適に解決することはありません。レイヤー1のブロックチェーンは信頼の基盤を確立します。レイヤー2のソリューションは、その上に体験を最適化します。## レイヤー1インフラストラクチャの今後の道今日のブロックチェーンの状況は、スケーラビリティの問題に対するそれぞれ異なるアプローチを持つ複数の競合するレイヤー1ネットワークで構成されています。レイヤー1アーキテクチャを理解することで、独自のベースネットワークを構築しているプロジェクトや、既存のネットワーク間にブリッジを構築しているプロジェクトを賢く評価するのに役立ちます。進化は続いています。ネットワークは新しいコンセンサスメカニズム、シャーディング技術、クロスチェーン通信プロトコルを使って実験を続けています。ブロックチェーンが最大の非中央集権性、極端なスループット、または専門的なユースケースを優先するかどうかは、そのレイヤー1の設計選択に依存します。これらの基礎的な決定は、エコシステム全体に波及します。
レイヤー1ブロックチェーン：分散型ネットワークの基盤
なぜレイヤー1アーキテクチャが重要なのか
ビットコインを送信したり、イーサリアムで取引を行ったりする際には、レイヤー1ブロックチェーン、つまりトランザクションを独立して処理し、確定するベースネットワークに依存しています。しかし、ブロックチェーンが「レイヤー1」とは正確には何を意味し、この区別を気にする必要があるのはなぜでしょうか？
答えは、ブロックチェーンネットワークが業界の根本的な課題をどのように解決するかにあります。それは、分散化され、安全で、スケーラビリティを同時に実現する能力です。レイヤー1のブロックチェーンは、暗号エコシステムのバックボーンを形成し、別のネットワークレイヤーに依存せずに直接トランザクションを検証します。ビットコイン、イーサリアム、BNBチェーン、ソラナはすべてレイヤー1プロトコルとして機能しており、独自のネイティブトークンを維持し、自らのインフラストラクチャでトランザクションを処理します。
レイヤー1が直面するスケーラビリティの課題
現実はこうです：真に安全で分散型のネットワークを構築するにはコストがかかります。最も安全なレイヤー1ブロックチェーンであるビットコインは、1秒あたり約7件のトランザクションしか処理できません。なぜでしょうか？プルーフ・オブ・ワークのコンセンサスメカニズムは、トランザクションスループットよりもセキュリティと分散化を優先します。需要が急増すると、確認時間が長くなり、手数料が急騰します。
これは、開発者が何年も苦労してきた核心的な制限です。コンセンサスメカニズムの変更、ブロックサイズの増加、またはシャーディングの実装—すべての潜在的なレイヤー1の改善—には、大規模な調整努力が必要です。全員がアップグレードに同意するわけではありません。時には意見の不一致がハードフォークにつながります。2017年にビットコインキャッシュがビットコインから分裂した時のように。
レイヤー1ネットワークがスケールを試みる方法
レイヤー1のスループットを改善するためのいくつかの戦略があります:
ブロックサイズの増加: より多くの取引が各ブロックに収まることができますが、これは分散化においてトレードオフを伴います。
コンセンサスメカニズムの変更: イーサリアムがバージョン2.0アップグレードを通じてプルーフ・オブ・ワークからプルーフ・オブ・ステークに移行したことは、ネットワークがそのコアプロトコルをどのように進化させているかを示しています。
シャーディング技術: 各ノードが全体のブロックチェーンを保存する代わりに、ネットワークは複数のシャードに分割されます。各シャードは独立して自分のトランザクションのサブセットを処理し、その後メインチェーンに報告します。これにより、セキュリティを犠牲にすることなく、全体のスループットが大幅に向上します。
ソフトフォークソリューション: ビットコインのSegWit (segreGated witness)の例は、後方互換性のあるアップデートがどのように機能するかを示しています。取引データの構造を再編成することによって、SegWitは全てのノードが即座にアップデートすることを要求せずに、追加の取引のためのブロックスペースを解放しました。
異なるユースケースのための多様なレイヤー1ソリューション
ブロックチェーンエコシステムはビットコインやイーサリアムに限られていません。数多くの代替レイヤー1ネットワークがスケーラビリティのトリレンマに異なるアプローチを取っています。
エルロンドはシャーディングを極限まで進化させ、適応型ステートシャーディングメカニズムを通じて1秒あたり10万件以上の取引を処理します。ネットワーク全体のアーキテクチャ—ステート、取引、バリデーター—はシャード形式で動作し、シャードレベルの攻撃のリスクを大幅に低減します。
ハーモニーは、メインネット上に4つの独立したシャードを持つ効果的なプルーフ・オブ・ステークを実装しています。各シャードは独自のペースでブロックを生成および検証でき、真の並列処理を可能にします。このネットワークのEthereumおよびBitcoinへのクロスチェーンブリッジは、マルチチェーンファイナンスのための相互運用性レイヤーとしての位置づけをしています。
Celoは2017年にGo Ethereumからフォークされましたが、Proof of Stakeとモバイルファーストの機能を実装することにより大きく異なりました。従来のウォレットアドレスの代わりに、Celoユーザーは電話番号やメールアドレスを使用して取引を行うことができます。このネットワークは、暗号通貨の採用の障壁を減らすために設計された複数のステーブルコイン(cUSD、cEUR、cREAL)をサポートしています。
THORChainは、Cosmos SDK上に構築されたクロスチェーン分散型取引所として機能します。資産をラッピングしたりペッグしたりするのではなく—これにより保管リスクが生じます—THORChainは異なるブロックチェーン間でのネイティブ資産スワップを促進するボールトマネージャーとして機能します。RUNEは、すべての流動性プールの決済資産およびセキュリティメカニズムとして機能します。
Kavaは、そのコーチェーンアーキテクチャを通じてCosmosとEthereumエコシステムを統合します。開発者はEVMまたはCosmos SDK環境のいずれかで構築でき、両者間でシームレスな相互運用性があります。Kavaのオンチェインインセンティブプログラムは、使用量の指標に基づいてトッププロジェクトを報酬します。
IoTeXは、ブロックチェーンとモノのインターネット(IoT)の交差点を切り開きました。このネットワークは、デバイス生成データをそのMachineFiフレームワークを通じて貴重なデジタル資産に変えることを可能にします。ユーザーは、ハードウェア(Ucamカメラ、Pebble Tracker GPSデバイス)、およびソフトウェアソリューションのエコシステムに参加しながら、プライバシーに対する完全な所有権を保持します。
レイヤー1とレイヤー2：両方が必要な時
すべての問題がレイヤー1で解決できるわけではありません。時には制約があまりにも根本的です。ブロックチェーンゲームは、ビットコイン上で現実的に運営することはできません—取引の確認に数時間かかるため、ゲームプレイが不可能になります。それでも、ゲームはビットコインのセキュリティモデルと分散化の利点を必要としています。
レイヤー2ソリューションに入ります。これらのプロトコルはレイヤー1ネットワークの上に構築され、そのセキュリティを引き継ぎながらスループットの制限を解決します。ビットコインのライトニングネットワークはこのアプローチの例です。ビットコインのメインチェーンに直接すべての支払いを記録するのではなく、ライトニングはトランザクションを単一の最終清算にまとめます。ユーザーはオフチェーンでほぼ瞬時の速度で自由に取引を行い、終了したときに統合された残高がビットコインに戻ります。
レイヤー1とレイヤー2の間の区分は実用的な現実を反映しています：単一のネットワークがすべての問題を最適に解決することはありません。レイヤー1のブロックチェーンは信頼の基盤を確立します。レイヤー2のソリューションは、その上に体験を最適化します。
レイヤー1インフラストラクチャの今後の道
今日のブロックチェーンの状況は、スケーラビリティの問題に対するそれぞれ異なるアプローチを持つ複数の競合するレイヤー1ネットワークで構成されています。レイヤー1アーキテクチャを理解することで、独自のベースネットワークを構築しているプロジェクトや、既存のネットワーク間にブリッジを構築しているプロジェクトを賢く評価するのに役立ちます。
進化は続いています。ネットワークは新しいコンセンサスメカニズム、シャーディング技術、クロスチェーン通信プロトコルを使って実験を続けています。ブロックチェーンが最大の非中央集権性、極端なスループット、または専門的なユースケースを優先するかどうかは、そのレイヤー1の設計選択に依存します。これらの基礎的な決定は、エコシステム全体に波及します。