ブロックチェーンのスケーリング論争:レイヤー1かレイヤー2か?

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ブロックチェーンは非常に長く人気があり、最大の課題は依然として古い問題です。遅く、高価で、ブロックされていることです。 ビットコインでもイーサリアムでも、1秒間に処理される取引数は言葉にできないほどです。 だからこそ、レイヤー1とレイヤー2の議論は止まっていません。一方はメインチェーンを根本的に変革したいと考え、もう一方はメインチェーンの上に「ハイウェイ」を建設したいのです。

ブロックチェーン・トライアングルのジレンマ

この概念は、イーサリアムの創設者たちによって最初に提案されました。分散化、セキュリティ、スケーラビリティは、最大でも2つしか満たせません。 魚と熊の手の対立のようなもので、どちらを選ぶかには代償があります。 だから、あらゆるプロジェクトがトリックの仕掛けを考えています。

二つの道、それぞれに長所がある

レイヤー1の解法以下が含まれます:

  • シャーディング:データベースを小さな部分に分割し、個別に処理する
  • コンセンサスメカニズムの変更:PoWからPoSに切り替え
  • SegWit:取引データをスリム化するビットコインのアップグレード

レイヤー2の解法以下が含まれます:

  • ステートチャネル:トランザクションはまずオフチェーンで行われます
  • サイドチェーン:並列独立鎖
  • ロールアップ:大量のトランザクションをパッケージ化し、チェーン上に置く

レイヤー1:メインチェーンで操作

レイヤー1は主鎖自体の変換です。 ビットコインもイーサリアムも典型的なレイヤー1の代表であり、分散型のノードネットワークを使ってセキュリティを確保していますが、これが遅さを招きます。

レイヤー1をプレイする方法はいくつかあります

シャーディング技術原理はシンプルです。すべてのノードがすべてのデータを処理するのではなく、作業を複数のパートに分けて、それぞれのノードが個別に処理する方が良いのです。 これにより並列処理の効率が大幅に向上します。 ジリカはこのアプローチを採用しています。

捕虜から捕虜へ もう一つの方法だ。 PoWは計算能力や電気料金の支払いを争うためであり、PoSは担保付きトークンを利用して認証権を得るためのものです。 イーサリアム2.0はそのような進化であり、より少ないエネルギーと高速で取引を検証します。

セグウィット これはビットコインの巧妙なアップグレードです。 デジタル署名をトランザクションデータから分離し、これはトランザクションの「重みを減らす」ことに相当し、同じサイズのブロックにより多くのトランザクションを収められるようにします。 以前はビットコインのブロックサイズが1MBに制限されスループットが制限されていましたが、SegWitは動きを起こした直後にこの問題を解決しました。

レイヤー1の利点とジレンマ

利点は明白です

  • 追加のインフラは不要で、プロトコルを変更するだけで済みます
  • 問題を一度で完全に解決する
  • 真の分散化を維持する

しかし、克服が難しい問題もあります

  • マイナーや検証者が異議を唱える可能性がある(利回りが減少する)
  • ノードストレージと帯域幅には依然として上限があります
  • シャード間の取引は依然として複雑です

レイヤー2:メインチェーンの上に中間層を構築

レイヤー2はレイヤー1の上に二階建ての建物のようなものです。 取引はまずこの層で処理され、最後にメインチェーンにチェックアウトされます。これによりセキュリティが確保されるだけでなく、手数料の短縮や削減にもつながります。

レイヤー2に関する3つの主流ソリューション

ロールアップ:大量のトランザクションを圧縮・パッケージ化してからメインチェーンに提出します。 この方法はメインチェーンのストレージ容量が少なくて済み、コストも自然に低くなります。 ArbitrumとOptimismの両方がこのスキームを採用しています。

州チャンネル(州のチャンネル):メインチェーンの外にプライベートチャネルを開設するようなもので、参加者が複数の取引を行い、最終的に一度に決済できる。 ビットコインのライトニングネットワークは、アリペイ送金と同じくらい高速になるよう設計されています。

サイドチェイン(サイドチェイン):メインチェーンと双方向アンカーリングで接続された独立したブロックチェーンです。 PolygonはEthereumエコシステムで最も成功したサイドチェーンです。 独自のコンセンサスメカニズムと検証システムを持っていますが、イーサリアムとの相互運用性も備えています。

実際の事例とデータ

  • アービトラム:楽観的ロールアップを用いると、取引コストはイーサリアムより90%+低く、スループットもはるかに高いです
  • ライトニングネットワーク:ビットコインの取引を数分から数秒に、手数料を数ドルから数セントに短縮する
  • ポリゴン:D eFiロックアップ総額はかつて10億ドルを超え、CompoundやAaveなどの主要なプロトコルをサポートしていました
  • 楽観主義:97のプロトコルを統合し、合計ロックアップ額は5億ドル以上

レイヤー2のコスト

  • アプリケーション間の相互運用性が制限されており、生態系の断片化を招きやすい
  • 流動性が複数のチェーンに分散しており、市場の深さが不十分であること
  • ユーザーは複数のシステム間を切り替える必要があり、これは複雑な経験になることがあります

レイヤー1とレイヤー2:共存できるのか?

誰かが質問しました:Ethereum 2.0のアップグレード後、レイヤー2はまだ有用ですか? 答えは、それが役に立つに違いないということです。

Ethereum 2.0のアップグレード後の理論上の100,000 TPS(現在は30)は非常に強力です。 しかし、これはレイヤー2が時代遅れという意味ではなく、両者が補完し合っているということです。

  • レイヤー1は基盤となるセキュリティを担当します: Ethereum 2.0は、すべてのレイヤー2が依存する堅固な基盤を提供します
  • レイヤー2はアプリケーションのイノベーションを担当しますeFiのコンポジビリティやクロスチェーンの相互運用性といった高度な要件:D、レイヤー2はより柔軟です

例えばPolygonは、異なるレイヤー2がスムーズに連携できるようにすることで、この問題を解決しようとしています。

未来応用想像力

支払い分野ライトニングネットワークがマイクロペイメントを実現しています。 Nostrのような分散型ソーシャルアプリでは、ユーザーがLightningを通じて資金を送金できます。 Strikeはすでに数秒で国境を越えた送金ができるアプリです。

ゲームとNFT:P olygon Studiosは、高スループットかつ低料金でブロックチェーンゲームのサポートを専門とし、GameFiのユーザー体験を根本的に変革しています。

DeFi: MakerDAOのDAIステーブルコインとCompoundのレンディングプロトコルは、レイヤー2ソリューションを通じてサービスをより安価かつ高速にします。

最後の感想

この二つの道はどちらか一方の選択ではなく、補完的な生態系です。

短期的には、レイヤー1とレイヤー2が並存し、それぞれの役割を果たす。 一部のアプリケーションは最高のセキュリティのためにレイヤー1を使用し、また別のアプリケーションは究極の体験のためにレイヤー2を使用しています。

長期的には、ハイブリッドソリューションが主流となるでしょう。 今後も、Polygonのようにレイヤー1とレイヤー2の両方を最適化しつつ、シームレスなコラボレーションを実現するプロジェクトが増えていきます。

ブロックチェーンスケーリングソリューションにおける継続的なイノベーションの最終的な恩恵を受けるのはユーザーであり、取引の速さ、手数料の低減、そしてより良い体験が実現します。 だからこそ、ブロックチェーンは徐々にギークのおもちゃから大量のアプリケーションへと移行しています。

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