イーサリアムとビットコインのスケーリング:2025年に暗号を再形成するための必須のレイヤー2ネットワーク

Layer-2ネットワークが解決するスケーラビリティ危機

ブロックチェーンネットワークは根本的なパラドックスに直面しています。ビットコインは1秒あたりわずか7件の取引を処理し、イーサリアムのベースレイヤーは最大15 TPSに達するだけです。これはVisaの1,700 TPSと比べると著しい差です。このスループットのボトルネックは、業界で最も差し迫った技術的課題となっており、採用やユーザー体験を直接制限しています。

解決策はシステム全体を一から再発明することではありません。むしろ、Layer-2プロトコルは一次ブロックチェーン(Layer-1)に連結された二次ネットワークとして機能し、オフチェーンで取引をまとめて定期的にメインネットに決済します。これは、混雑したメインハイウェイから交通を迂回させ、専用のエクスプレスレーンを通じてチェックポイントで合流させるようなものです。

このアーキテクチャの革新は、ブロックチェーンコミュニティが呼ぶ「ブロックチェーントリレンマ」—スケーラビリティ、セキュリティ、分散化を同時に達成する難題—を解決します。Layer-2ネットワークはLayer-1のセキュリティを継承しつつ、速度を大幅に向上させ、コストを削減します。

Layer-2アーキテクチャの実際の仕組み

基本的に、Layer-2ネットワークはオフチェーン取引処理を採用しています。ユーザーは取引を二次ネットワークに提出し、そのネットワークは何千もの取引をバッチ処理して、定期的に1つの暗号証明をメインチェーンに送信します。この集約方式により、ネットワークの混雑を抑えつつ、セキュリティ保証を維持します。

仕組みは洗練されています。すべての取引が個別に一次ブロックチェーンに到達するのではなく、Layer-2ネットワークは活動を集約し、それを1つの決済取引に圧縮します。ユーザーはほぼ瞬時に確認を受け取り、メインネットのガス料金の一部だけを支払います。

3つのコアメリットが採用を促進

1. dAppsの経済的実現可能性の解放
分散型アプリケーションやDeFiプロトコルは、Layer-1の高い取引コストに苦しんでいます。Layer-2ネットワークは、手数料を90-95%削減し、マイクロレンディング、取引、イールドファーミングなど、以前は実現不可能だったユースケースを可能にします。

2. 活動参加者の収益性向上
何百ものポジションを実行するトレーダーや流動性提供者は、取引コストの削減から直接恩恵を受けます。DeFiエコシステムでは、手数料節約がポジション全体に積み重なり、リターンを実質的に向上させます。

3. メインストリーム採用へのゲートウェイ
高額な手数料や遅い確認の摩擦を取り除くことで、Layer-2ネットワークは金融以外のユースケース—ゲーム、サプライチェーン追跡、アイデンティティ管理—にもブロックチェーン技術を適用可能にします。

3層階層構造:Layer-1、Layer-2、Layer-3

ブロックチェーンのスケーラビリティを理解するには、エコシステムを垂直に見る必要があります。

Layer-1基盤
最も基本となるブロックチェーン自体(Bitcoin、Ethereum、Solana)。コンセンサスメカニズムが動作し、セキュリティが確立される場所です。Layer-1は不変ですが、そのスループット制限に縛られています。

Layer-2加速層
一次チェーンの外で取引を処理し、定期的に決済してセキュリティを維持する二次ネットワークです。Layer-2ソリューションは、速度を大幅に向上させ、コストを削減しながら、Layer-1のセキュリティに連結しています。

Layer-3専門化層
プライバシー、ゲーム、クロスチェーン通信など、特定のユースケースに最適化されたネットワークです。Layer-3はアプリケーション固有のカスタマイズの最前線を表します。

Layer-2スケーリングの2つの主要アプローチ

オプティミスティックロールアップ:信頼して検証

オプティミスティックロールアップは、すべての取引が有効と仮定し、証明しない限り信頼します。このアプローチは、1人の証明者を通じて取引を検証し、誤った結果に対して異議申し立て期間中に挑戦できる仕組みです。

特徴:

  • 検証の計算負荷が低い
  • 引き出しに長い待ち時間(Ethereumでは7日間のチャレンジウィンドウ)
  • EVM互換性に優れる
  • 代表的なプロジェクト:Arbitrum、Optimism

( ゼロ知識ロールアップ:暗号証明

ZKロールアップは、高度な暗号技術)ゼロ知識証明###を用いて、取引を束ね、正しさの数学的証明を生成します。取引の詳細は公開されません。検証は計算負荷が高いですが、最終的には確定し、異議申し立て期間は不要です。

特徴:

  • 証明生成に高い初期コスト
  • ほぼ即時の確定性
  • プライバシー強化
  • 採用拡大中:Polygon、Manta Network、Starknet、Coti

主要なLayer-2エコシステムの検証

( Arbitrum:市場リーダー

ネットワーク統計:

  • スループット:2000–4000 TPS
  • TVL:107億ドル
  • 現在のARB価格:$0.19 | 24h変動:+0.36% | 時価総額:11億ドル

ArbitrumはEthereum Layer-2 TVLの過半数を占め、優勢なオプティミスティックロールアップとして確立しています。EthereumのLayer-1より10倍高速に取引を処理し、ガス料金を95%削減しています。開発者エコシステムも非常に充実しており、数百のDeFiプロトコル、ゲームプラットフォーム、NFTマーケットプレイスが展開されています。

ARBガバナンストークンは、プロトコル開発やコミュニティガバナンスの資金源です。Arbitrumは比較的新しいため、運用実績は他の確立されたネットワークほど豊富ではありませんが、その技術的成熟度とエコシステムの深さから、最も有望なLayer-2の選択肢となっています。

) Optimism:イーサリアム理想主義者

ネットワーク統計:

  • スループット:2000+ TPS
  • TVL:55億ドル
  • 現在のOP価格:$0.27 | 24h変動:+1.80% | 時価総額:5億1693万ドル

Optimismは、分散化に対して理想的なアプローチを取り、ガバナンスをコミュニティに移行しつつあります。Ethereumメインネットより26倍高速な取引速度と、同等の手数料削減を実現しています。

技術的基盤はArbitrum###オプティミスティックロールアップ###に似ていますが、Optimismはコミュニティの管理と透明性を重視します。OPトークンはネットワークガバナンスと手数料の仕組みを担います。Arbitrumと同様に、Ethereumのセキュリティに完全に依存しており、その強みとリスクを引き継ぎます。

( ビットコインのライトニングネットワーク:マイクロペイメント革命

ネットワーク統計:

  • 理論的スループット:100万+ TPS
  • TVL:)百万+
  • 技術:双方向決済チャネル

Lightning NetworkはEthereum Layer-2ソリューションとは根本的に異なる仕組みです。ペア間の決済チャネル—双方向の合意により無制限の取引を行い、オンチェーンで一度決済—を利用します。このアプローチは、小額決済やピアツーピアの送金に最適化されています。

Lightningはマイクロペイメントや日常のビットコイン取引に優れていますが、Ethereumアプリケーションを定義するスマートコントラクト機能は持ちません。ユーザーインターフェースの複雑さやBitcoin規模に比べた採用の遅れは課題ですが、その理論容量###100万+ TPS$198 は、すべての競合ソリューションを凌駕します。

( Polygon:マルチチェーンスケーリングスイート

ネットワーク統計:

  • スループット:65,000 TPS
  • TVL:)十億ドル
  • ネットワークの焦点:さまざまなLayer-2アプローチを組み合わせたマルチチェーンアーキテクチャ

Polygonは単一のLayer-2ソリューションではなく、複数のスケーリング手法を提供するエコシステムです。zkEVM実装はゼロ知識スケーリングを提供し、サイドチェーンのバリデータは代替のセキュリティモデルを提案します。この柔軟性により、多様なアプリケーションタイプを惹きつけています。

巨大なスループットと低コストを誇り、Aave、Curve、SushiSwapなどのDeFiシーンや、OpenSea、RaribleなどのNFTプラットフォームをホストしています。MATICトークン保有者はガバナンスに参加し、ネットワーク手数料を支払います。

Base:CoinbaseのLayer-2野心

ネットワーク統計:

  • スループット:2000 TPS
  • TVL:$4 百万
  • 技術:オプティミスティックロールアップ (OP Stack)

Coinbaseが立ち上げたBaseは、OP Stackフレームワークを活用し、機関投資家の支援とセキュリティの専門知識を得ています。目標は2,000 TPSで、Ethereumと比較して手数料を95%削減します。

Baseの意義は、機関投資家の信頼性とCoinbaseのユーザーベースとの連携可能性にあります。ARBITRUMやOPと異なり、最初はネイティブトークンを持たず、使いやすさに焦点を当てています。成熟すれば、ガバナンストークンの導入によりインセンティブ構造が変わる可能性があります。

( Dymension:モジュラー・ロールアップアーキテクチャ

ネットワーク統計:

  • スループット:20,000 TPS/ロールアップ
  • DYM価格:$0.07 | 24h変動:-2.31% | 時価総額:3,010万ドル
  • 技術:Cosmos上のモジュラー・ロールアップ

Dymensionは、新たなパラダイムを導入します。特定のユースケースに最適化されたモジュラーなブロックチェーン「RollApps」です。単一のモノリシックLayer-2ではなく、開発者はコンセンサス、実行、データ可用性を個別にカスタマイズできます。

このモジュール性により、柔軟性が飛躍的に向上します。ゲーム用のRollAppはスループットを重視し、プライバシー重視のものは機密性を優先します。Dymension Hubは決済とセキュリティを提供し、IBCプロトコルはCosmosエコシステム内のクロスチェーン通信を可能にします。

) Coti:プライバシー重視のトランジション

ネットワーク統計:

  • スループット:100,000 TPS
  • COTI価格:$0.02 | 24h変動:-1.83% | 時価総額:5,473万ドル
  • 技術:プライバシー強化型zkロールアップ

もともとCardanoのLayer-2だったCotiは、Ethereumのプライバシー重視Layer-2へと移行しています。この移行は戦略的な大きな転換を意味し、DAGコンセンサスを放棄し、EVM互換性を追求しています。

ネットワークは、ガベリング回路を用いたプライバシーを重視し、取引の秘密性を確保しつつEthereumのセキュリティを維持します。これにより、データの秘密性を重視するユーザーやアプリケーションにとって、Layer-2の中でユニークな選択肢となります。COTIトークンのEthereumへの移行も進行中です。

Manta Network:プライバシー保護型スケーラビリティ

ネットワーク統計:

  • スループット:4,000 TPS
  • MANTA価格:$0.07 | 24h変動:-1.07% | 時価総額:3361万ドル
  • 構成要素:Manta Pacific $729 EVM Layer-2( + Manta Atlantic )プライベートアイデンティティ層(

Manta NetworkはEthereum Layer-2のスケーリングとゼロ知識プライバシーインフラを融合させています。Manta Pacificは高スループットのEVM取引を提供し、Manta Atlanticはプライベートなアイデンティティ証明(zkSBT)を扱います。

この二層構造により、プライベートなDeFiアプリケーションや秘密のスマートコントラクト、匿名取引が可能となり、公開Layer-2では実現できない機能を提供します。MantaのTVLにおけるEthereum Layer-2の第3位への急上昇(2024年1月時点)は、プライバシー強化スケーリングソリューションへの需要の高まりを反映しています。

) Starknet:スケールされたゼロ知識

ネットワーク統計:

  • スループット:2000–4000 TPS ###理論上は数百万###
  • 技術:STARK証明 ###スケーリング・透過的算術知識(

Starknetは、SNARKよりも優れたゼロ知識証明システムであるSTARK暗号を採用しています。このアプローチは、プライバシーを損なうことなく無制限のスケーラビリティを理論的に可能にします。

STARKベースのシステム用に設計されたCairoプログラミング言語は、開発者の教育を必要としますが、独自の能力を提供します。StarknetのエコシステムはArbitrumやOptimismよりも小規模ですが、その技術的基盤は、ゼロ知識システムの成熟とともに長期的な重要性を持つと見られています。

) Immutable X:ゲーム最適化スケーリング

ネットワーク統計:

  • スループット:9000+ TPS
  • IMX価格:$0.23 | 24h変動:-1.13% | 時価総額:1億9328万ドル
  • 焦点:NFTとゲームアプリケーション

Immutable Xは、ゲームやデジタルコレクティブル向けのLayer-2専門化です。Validiumアーキテクチャ(オフチェーンデータとオンチェーンセキュリティ検証)は、NFTのミント、取引、ゲーム内資産の移転に最適化されています。

このネットワークの経済性は、ゲームやNFTユースケースに強く焦点を当てており、GameFiプロジェクトにとって自然な選択肢です。IMXトークンはエコシステム参加を促進し、低コストの取引を維持します。

Ethereum 2.0のLayer-2経済学への変革

Ethereum 2.0のアップグレードシリーズ、特にDankshardingとProto-Dankshardingは、Layer-2ネットワークの設計と経済性を根本的に変えるでしょう。

Proto-Dankshardingの実装:

  • Ethereumメインネットのblobデータ可用性帯域を拡大
  • より安価なデータコミットメントによりLayer-2の取引コストを削減
  • 改良されたメインネットサポートによるLayer-2の確定性とセキュリティ向上

Layer-2ネットワークへの影響:

  • コスト削減の連鎖: Layer-2はコスト削減をユーザーに還元し、サブセントの取引コストを実現可能に
  • 確定性の高速化: より早いメインネット確認により、セキュリティが強化され、ロールアップ検証者の資本要件も低減
  • 開発者の経済性: Layer-2の収益性向上により、より高度なアプリケーションや長期的なプロジェクトの展望が広がる

重要なのは、Ethereum 2.0の改善がLayer-2ソリューションを陳腐化させるわけではなく、むしろ相互補完的な関係を築くことです。強化されたLayer-1インフラは、より効率的なLayer-2プロトコルを可能にし、取引の大部分を引き続き処理します。

競争環境:Layer-2の選択

最大の流動性とエコシステム成熟度を求めるなら: ArbitrumやPolygonが最も資産プールとエコシステムが充実しています。

プライバシー重視のアプリケーションには: Manta NetworkやCotiがゼロ知識プライバシー機能を提供します。

ゲームやNFTには: Immutable Xの専門設計が優れたパフォーマンスと低コストを実現します。

ビットコインユーザーには: Lightning Networkが唯一の実用的なLayer-2スケーリングソリューションです。ただし、採用には課題もあります。

実験的な技術には: StarknetやDymensionが最先端のアーキテクチャ革新を提供しますが、エコシステムは小さく、技術的な複雑さも高いです。

今後の展望:2025年以降

Layer-2の採用は、ブロックチェーンのスケーラビリティにおいて最も重要な技術的進展を表しています。Ethereum 2.0の成熟とロールアップ技術の確立に伴い、機関投資家の採用拡大、エコシステムのTVL増加、より高度なアプリケーションの登場が期待されます。

複数のLayer-2ソリューションの分散は、単なる市場の非効率性ではなく、真の技術的トレードオフを反映しています。Arbitrumの開発者アクセスのしやすさ、Polygonの確立されたエコシステム、Mantaのプライバシー重視、Immutable Xのゲーム特化は、それぞれ異なるユーザーニーズに応えています。

投資家や開発者にとって重要なのは、「どのLayer-2が勝つか」ではなく、どのLayer-2ネットワークの組み合わせを戦略に取り入れるかです。ブロックチェーンのスケーラビリティの未来は、特定のユースケースに最適化された複数の専門的Layer-2ソリューションが協調しながら運用されることにかかっています。

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