導入
投資初心者であっても、技術愛好家であっても、複雑な暗号通貨の世界をナビゲートするには、レイヤーを理解することが不可欠です。英語では、「layer」は「層」を意味します。ブロックチェーン エコシステムでは、各レイヤーは、ネットワーク パフォーマンスの向上を目的としたプロトコルとテクノロジーに依存するインフラストラクチャ レイヤーを表します。
各レイヤーは、ブロックチェーンの全体的な機能において特定の役割を果たします。これらのレイヤーは、より高速で、より安価で、より安全なトランザクションなど、より複雑なソリューションを可能にする技術的な基盤です。たとえば、ビットコインは非常に安全で分散化されていますが、スケーラビリティが限られているため、大量のトランザクションを処理する能力が妨げられています。逆に、 Solanaのようなブロックチェーンは非常に高速ですが、集中化が進んでいるという欠点があります。このような状況の中で、これらの課題を克服するための対応策としてレイヤーの概念が生まれました。
ブロックチェーン エコシステムにはいくつかの種類のレイヤーがあり、それぞれがネットワークの改善において異なる役割を果たします。これらのレイヤーを理解することは、暗号通貨の仕組みを理解するだけでなく、暗号通貨が直面する課題を特定するためにも不可欠です。
ブロックチェーンにとってレイヤーが不可欠なのはなぜですか?
レイヤーは、スケーラビリティ、セキュリティ、分散化など、ブロックチェーンの主要な課題を解決する上で重要な役割を果たします。
この 3 つの要素は、しばしば「ブロックチェーンのトリレンマ」と呼ばれ、さまざまなレイヤーが克服しようとしている 3 つの基本的な課題を表しています。
レイヤーは、異なるシステム間の相互運用性を可能にしながら、ネットワーク効率を向上させるように設計されています。各レイヤーは特定の側面に特化しています。たとえば、レイヤー 1 は基本的なトランザクションを処理し、レイヤー 2ソリューションはメイン ブロックチェーンに過負荷をかけずに、より複雑な操作を処理します。
このタスクの分割により、スケーラビリティが向上し、トランザクション コストが削減されます。しかし、それだけではありません。レイヤーはイノベーションも刺激します。たとえば、レイヤー2ロールアップやサイドチェーンなどのソリューションは、トランザクションを最適化し、ネットワーク パフォーマンスを向上させながら、分散化を強化するのに役立ちます。
レイヤーはブロックチェーン エコシステムに刺激的な新しい展望を開き、ネットワークの現在の制限を克服することを可能にします。それらのおかげで、ブロックチェーンはより効率的、迅速、かつ安全に進化することができます。
暗号通貨のトリレンマ：
| 基準 | 説明 | 他の基準への影響 |
| 安全 | 攻撃や詐欺に対する保護。 | スケーラビリティと分散性が低下する可能性があります。 |
| 分散化 | ネットワークに対する集中管理が不足しています。 | スケーラビリティが制限され、セキュリティが複雑になる可能性があります。 |
| スケーラビリティ | 大量のトランザクションを処理する能力。 | セキュリティと分散性が損なわれる可能性があります。 |
レイヤー0とは何ですか?
レイヤー0は、厳密にはブロックチェーンではありません。
「Layer O」について話すとき、異なるブロックチェーン間の通信を可能にするプロトコルを使用する、その名前のプロジェクトを思い浮かべる人もいます。私たちが話しているのは、追加のレイヤーではなく、複数のレイヤー 1 およびレイヤー 2 と互換性があり、これらのレイヤーとブロックチェーン間での暗号通貨の転送を容易にする言語です。
他の人々は、「レイヤー 0」を、ビットコインのプルーフ・オブ・ワーク合意を駆動および運用するマイナーのネットワークや、ブロックチェーン上のノードが相互に通信できるようにするネットワークなど、レイヤー 1 をサポートするインフラストラクチャであると考えています。これは、レイヤー 1 が機能するために必要な基本的なインフラストラクチャになります。
レイヤー0をサポートするインフラストラクチャ
最初の概念では、レイヤー 0 はブロックチェーン アーキテクチャの基礎を構成し、他のレイヤーを構築するための基盤として機能し、異なるブロックチェーン間の相互接続と相互運用性を保証します。
、トランザクションを検証および確認するノード、それらのノードを実行するサーバー、そしてもちろんプロトコルと対話するユーザーなどの基本要素が含まれます。また、インターネットとそのすべてのコンポーネントと同様に、 Proof of Workコンセンサス レイヤーの一部としてマイナー、またはバリデーター(使用されるコンセンサスによって異なります) も見つかります。
異なるブロックチェーン間の通信
レイヤー0 は共通の基盤として機能するだけでなく、異なるブロックチェーン間の通信も可能にします。既存のブロックチェーンの上に新しいレイヤーを追加するのではなく、この基盤の上に直接構築することで、2つの異なるブロックチェーン間の相互運用性を促進するという考え方です。
各ブロックチェーンが他のブロックチェーンに接続しながら自律的に動作できるエコシステムを構築することが目的です。統合された通信プロトコルとコンセンサスシステムのおかげで、これらのプラットフォームでは複数のブロックチェーンを接続して、セキュリティや分散性を損なうことなくデータを共有することができます。これにより、異なるブロックチェーンに基づくプロジェクトが、中央集権的な仲介者に依存することなく相互作用できるようになり、エコシステム全体の回復力と安全性が向上します。
たとえば、CosmosやPolkadotはレイヤー 0プロトコルです。彼らは、新しいブロックチェーンの作成を容易にするソフトウェア開発キット (SDK) を提供することで、相互運用性、スケーラビリティ、セキュリティなどの問題に対処することを目指しています。
Cosmos (ATOM) は、同じレイヤー 0 、つまり同じ共通ベースを使用することで、 Finance ChainとTerraの作成を可能にしました。
同様に、 Polkadot は、この共有ベースのおかげで、 Moonbeam 、 Acala 、 Astarなどのさまざまなブロックチェーンがネットワーク上で開発および運用できるようにする開発キットと通信システムを提供しています。
レイヤー1とは何ですか?
レイヤー 0とは異なり、レイヤー 1 は独自のルールとメカニズムを持ちながら独立して動作するスタンドアロン ブロックチェーンです。
レイヤー1はブロックチェーンそのものです。これは、すべてのアプリケーション、プロトコル、スマートコントラクトの基盤となる基本的なインフラストラクチャです。レイヤー1の例をいくつか挙げると、ビットコイン、 イーサリアム、ソラナ、カルダノ、ポルカドット、エルロンド。これらのブロックチェーンにはそれぞれ独自のプロトコルと技術的特性があります。
これには、データ レイヤー、ネットワーク、コンセンサス、トランザクションのアクティベーションなどの基本レイヤーが含まれます。言い換えれば、レイヤー 1 は、独自のコンセンサス メカニズムを持つ独立したパブリック チェーンを表します。レイヤー 1ネットワークは多くの場合、ノード(ネットワークに参加しているコンピューター) がトランザクションを検証し、セキュリティと透明性を確保する分散型ネットワークです。
レイヤー 1ブロックチェーン上で直接処理および検証され、各ブロックチェーンには独自のネイティブトークン( Ethereumの場合は ETH 、Bitcoin の場合は BTC など) があります。しかし、レイヤー 1ブロックチェーンは、安全で分散化できるものの、スケーラビリティが犠牲になることが多いというトリレンマの課題に直面しています。
レイヤー1の仕組み
レイヤー 1 は通常、ネットワークのルールを確立するコンセンサス レイヤー、トランザクションを管理する実行レイヤー、ネットワークを保護するセキュリティ メカニズム、変更を管理するためのガバナンス ツールなど、複数のコア コンポーネントで構成されます。トランザクションだけでなく、データも管理します。主な目標は、分散型台帳の整合性を維持しながら、トランザクションの有効性を確保することです。たとえば、ビットコインは、プルーフ・オブ・ワークのコンセンサスにより、最も安全で分散化されたネットワークの 1 つと考えられています。
レイヤー 1の動作は、トランザクションを検証し、チェーンに新しいブロックを追加できるようにするアルゴリズムのコンセンサスに基づいています。ビットコインはトランザクションの検証にProof of Work ( PoWER )を使用していますが、イーサリアムは最近Proof of Stake ( PoS )を採用し、より環境に優しく高速な方法でブロックを検証できるようになりました。
レイヤー 1ブロックチェーンにはネイティブトークンもあり、これがネットワークで中心的な役割を果たします。たとえば、ビットコイン (BTC)とイーサリアム(ETH)は、取引手数料の支払いや、ネットワークの安全を維持するバリデーター (マイナーまたはスタッカー) への報酬として使用されるトークンです。
レイヤー1の開発
スケーラビリティを向上させ、レイヤー1 のコストを削減するソリューションに積極的に取り組んでいます。たとえば、イーサリアムは、 Proof of Stake ( PoS )を採用することでトランザクション速度とエネルギー消費量の改善を目指すイーサリアム2.0を導入しました。同様に、 Solana は履歴証明( PoH )により 1 秒あたり数千件のトランザクションを処理できる能力で際立っており、市場で最も高速なネットワークの 1 つとなっています。
Tableau レイヤー 1 のメリットとデメリット
| 利点 | デメリット |
| セキュリティと分散化: レイヤー 1 は、確立されたコンセンサス メカニズムのおかげで、一般的に最も安全です。 | スケーラビリティの制限: たとえば、ビットコインは 1 秒あたり約 7 件のトランザクション (TPS) を処理できますが、イーサリアムは約 30 件です。これにより、需要が集中する時間帯にボトルネックが発生する可能性があります。 |
| ネットワーク主権: 各レイヤー 1 ブロックチェーンは自律的であり、他のブロックチェーンから独立して動作し、独立性を保証します。 | 高額な手数料: ネットワークが混雑すると、手数料が非常に高くなる場合があります。マイナーは手数料の高い取引を優先するため、ユーザーのコストが増加します。 |
レイヤー2とは何ですか?
レイヤー 1に重ね合わされ、セキュリティと分散化を損なうことなくスケーラビリティを向上させることで、メインブロックチェーンのワークロードを削減できます。目標は、レイヤー1セキュリティを活用しながら、より多くのトランザクションをより高速に処理することです。独立したブロックチェーンであるレイヤー1とは異なり、レイヤー2は 既存のインフラストラクチャを基盤として、基本的なブロックチェーンのセキュリティと分散化のメカニズムを活用します。たとえば、 Polygon (MATIC)やBitcoin用のLightning Networkなどのソリューションは、1 秒あたり数千件のトランザクションを処理できます。これは、 EthereumやBitcoinなどのレイヤー 1 が単独で処理できる量をはるかに上回ります。
よくある例え: スーパーマーケットでの買い物。最初のシナリオでは、購入した商品ごとに料金を支払い、多くのトランザクションが生成されます。 2 番目では、バスケットに商品を入れて、チェックアウト時に 2 つの取引のみを実行します。このシステムは、同じ結果を維持しながらトランザクションを削減します。同様に、レイヤー 2 はレイヤー 1 の外部で操作を処理し、必要なものだけを記録することでスケーラビリティを最適化します。
レイヤー2 は、トランザクションの一部を処理してからメイン ブロックチェーンに送り返すことで、ネットワーク飽和の問題を解決するために不可欠です。
レイヤー 2ネットワークでは、メイン ブロックチェーンに過負荷をかけずに 1 秒あたりに処理できるトランザクション数を増やすことで、レイヤー 1ネットワークの混雑を軽減します。これらのソリューションは、スケーラビリティの向上と手数料の削減を実現します。これは、特に分散型アプリケーション ( dApps ) やスマートコントラクトにおけるブロックチェーン テクノロジーの大量導入に不可欠です。
多くの投資家は、レイヤー 2 を可能な限りスケーラブルにすることに賭けています。すでに現在のブロックチェーンに固有の限界があることを認識している人もいる一方で、レイヤー2は新しい暗号通貨の立ち上げにも使用できると考えている人もいます。
レイヤー2の仕組み
レイヤー 2ソリューションは、レイヤー 1ブロックチェーンを最適化するためにさまざまなアプローチを使用します。最も一般的なものとしては、サイドチェーン、ロールアップ、ステート チャネルなどがあります。それぞれのアプローチには独自の利点とメカニズムがあります。
- サイドチェーン：「第 2 層」について語る必要はもうありません。これは単純に、最初のブロックチェーンと通信する並列ブロックチェーンです。これらは独立したブロックチェーンですが、メインブロックチェーン (レイヤー 1) に接続されています。レイヤー 1との相互運用性を提供しながら、特定のトランザクションを処理できるようになります。
ステート チャネルは、Bitcoin のLightning Network 、 EthereumのRaiden Network 、その他のブロックチェーンのCelerなどのソリューションで使用されます。
誰かがあなたと複数の取引を行っていると想像してください。最後に、やり取りの概要（送信したもの、受信したもの、返されたもの）が送信されます。これらはすべてメインブロックチェーンの外部で行われ、チャネルの開閉にのみ使用されるため、過負荷を回避できます。
これにより、多くの計算を 2 番目のチェーンで実行できるようになり、最初のチェーンの負荷が軽減されます。
- 州チャンネル またはステート チャネル:これにより、オフチェーン トランザクションを 2 者間で処理できるようになり、トランザクションが完了したら最終結果のみがブロックチェーンに送信されます。
ステート チャネルは、開かれたときと閉じられたときのみメイン チャネルに情報を送信するため、通信の頻度が制限されます。
対照的に、ロールアップは情報セットをより定期的に送信し、メインチェーンが常に状況を監視できるようにすることでセキュリティを強化します。これにより、ステート チャネルよりも複雑で負荷の高い計算が可能になります。
- ロールアップ: 複数のオフチェーン トランザクションを集約し、ベース ブロックチェーンに単一のトランザクションとして記録します。ロールアップには楽観的な2つのタイプがあります。 ロールアップとZKロールアップ。
楽観主義者 ロールアップは信頼に基づいて動作し、トランザクションの有効性を検証するためにメインチェーンでの確認遅延が行われます。高速ですが、エラーが検出された場合は、元に戻すために取引手数料が必要になります。 ArbitrumやOptimismなどのネットワークはこのテクノロジーを使用しています。遅延が発生し、支払いが拒否される可能性があります。
ZK -ロールアップまたは非開示証明はより高度です。 Zkロールアップにより、すべての詳細をメインブロックチェーンに公開することなく、大量のトランザクションを迅速に処理しながら、その有効性を証明できます。 彼らは数学的な証明（ゼロ知識証明）を使用する。 証明（Proofs ）を使用すると、トランザクションを完全に公開することなく検証できます。
これにより、遅延を待たずに、またメインブロックチェーンに過負荷をかけずに、トランザクションが正しいことが証明されます。
たとえば、各取引ごとに、支払いを行うために必要な経済力があることを証明できるようになります。 StackwareやAztec はこのテクノロジーを使用している企業の例です。
要約すると、ZK ロールアップはより安全で効率的であると考えられていますが、その採用はまだ発展途上です。同様の原理に基づいたPlasmaやValidumなどのソリューションもあります。
表: 主なレイヤー 2 ソリューション、その長所と短所:
| アプローチ | 説明 | 利点 | デメリット |
| サイドチェーン | レイヤー1に接続された並列ブロックチェーン。 | – レイヤー 1 をオフロードします。 – 相互運用性。 | – 安全性が低い。 – 集中化のリスク。 |
| 州チャンネル | ブロックチェーン上に要約されたオフチェーントランザクション。 | – 迅速な取引。 – ブロックチェーンへの負荷が軽減されます。 | – 二者間のやり取りに限定されます。 – 通信頻度の削減。 |
| 楽観的 ロールアップ | オフチェーントランザクションを集約し、遅延後にメインチェーンによって検証します。 | – スピード。 – スケーラビリティ。 | – 確認期限。 – エラーをキャンセルする場合の手数料。 |
| ZK -ロールアップ | 詳細を明かさずに数学的証明を使用して検証します。 | – 安全かつ高速。 – 確認の遅延はありません。 | – 開発中の採用。 – 技術的な複雑さ。 |
レイヤー2の例
多くのプロジェクトでは、パフォーマンスを向上させるためにレイヤー 2ソリューションを使用しています。以下に例をいくつか挙げます。
- イーサリアムとロールアップ:イーサリアムはオプティミスティック ロールアップとZK ロールアップにより、トランザクション処理能力が向上します。
- Polygon : 当初はEthereumのレイヤー 2ソリューションとして設計されましたが、サイドチェーンとロールアップを介してさまざまなスケーラビリティ ソリューションを提供するように進化しました。
- ライトニング ネットワーク (ビットコイン) :ライトニング ネットワークは、オフチェーン支払いチャネルを作成することで非常に低い手数料で即時支払いを可能にするビットコインのレイヤー 2ソリューションです。
Tableau レイヤー 2 のメリットとデメリット
| レイヤー2の利点 | レイヤー2の欠点 |
| スケーラビリティの向上: レイヤー 1 ネットワークの速度に影響を与えることなく、1 秒あたり数千、数百万のトランザクションを処理します。 | セキュリティ: 追加のリスク (サイドチェーンの集中化、ロールアップの脆弱性)。 |
| 低い取引手数料: オフチェーン取引では、レイヤー 1 取引よりも手数料が低くなります。 | 技術的な複雑さ: 開発者による調整を必要とする複雑な実装。 |
| ユーザー エクスペリエンスの向上: 速度の向上とコストの削減により、アプリケーションの使用がよりスムーズかつアクセスしやすくなります。 | 相互運用性: さまざまなソリューションとブロックチェーン間の互換性の問題により、採用が遅れています。 |
要約すると、レイヤー 2 は、セキュリティ、分散化を維持し、スケーラビリティの課題に対処しながら、レイヤー 1ブロックチェーンの機能を強化するために不可欠です。
レイヤー3とは何ですか?
レイヤー 3 はかなり曖昧な概念であり、ソースに応じてさまざまな意味を持つ可能性があります。実際、定義はサイトによって大きく異なります。全体的に、レイヤー 3 はレイヤー 2 を超えた追加レイヤーになります(ただし、この分野ではまだ多くの研究開発が必要なため、現時点ではレイヤー 2 に重点を置く方が適切です)。
レイヤー3 は、レイヤー 2 のレイヤー 2のようなものです。レイヤー 2 の特定の側面を改良して、さらに効果的なものにします。これらのレイヤーは、スケーラビリティの向上、セキュリティの強化、匿名性の保証など、特定の機能に特化していることがよくあります。
レイヤー2とレイヤー3を混同しないことが重要です。レイヤー2はブロックチェーンが通信するための基盤として機能しますが、レイヤー3は、レイヤー3の仲介なしに直接交換できないビットコインとイーサリアムなど、同じ基盤（レイヤー0）を共有しないブロックチェーン間の相互運用性を促進します。
レイヤー 3 は、レイヤー 2 ネットワーク上に構築された特定の機能やアプリケーションに対応することもでき、特定のニーズを満たすことができます。最後に、いくつかの追加レイヤーは、データ管理やその他の特定のタスクのみに焦点を当てる場合があります。
レイヤー2を超える追加レイヤー
レイヤー 2 により、ブロックチェーンとそのインフラストラクチャの特定の側面を最適化できるようになることに同意します。そうですね、レイヤー 3 では、レイヤー 2 の特定の非常に特殊な側面を最適化できます。これらのすべてのブロックチェーン (レイヤー 2 とレイヤー 1) は、相互に通信できません。そしてレイヤー3は、ブロックチェーンが相互に通信できるようにするソリューションをもたらします。
特定のニーズへの対応
レイヤー 3 は、その用途が本当に特化されているため、アプリケーション固有のブロックチェーンと呼ばれることがよくあります。実際、これらは具体的にはレイヤー2 のサブパーツであり、さまざまな側面を改善できるようになります。スケーラビリティのためのレイヤー 3、セキュリティや匿名性のためのレイヤー 3 などを用意します。
使用
レイヤー 3 は、異なるブロックチェーン間の相互作用を簡素化することを目的としています。たとえば、単一のアドレスを使用して ETH (イーサリアム) をビットコイン アドレスに送信したり、イーサリアムアドレスにビットコインを保管したりできるようになります。現在、多くの人がビットコインをイーサリアムアドレスに送信するという間違いを犯し、その結果、資金が取り返しのつかないほど失われています。
レイヤー 3 はまだあまり知られていませんが、ブロックチェーンの最適化における大きな前進を表しています。この分野で注目すべきプロジェクトは、テクノロジー スタックの管理を改善し、レイヤー 2 の輻輳を緩和することでスケーラビリティを大幅に向上させるレイヤー 3 のStackwareです。
| 外観 | 説明 |
| 一般的な概念 | 特定の機能 (スケーラビリティ、セキュリティ、匿名性) に特化した、レイヤー 2 を超える追加レイヤー。 |
| レイヤー2との関係 | レイヤー 2 の特定の側面を最適化および改良します。 |
| 相互運用性 | 異なるブロックチェーン（例：BitcoinとEthereum ）間の通信を可能にします。 |
| 特定のアプリケーション | スケーラビリティ、セキュリティ、匿名性などの側面を改善することに特化しています。 |
| プロジェクト例 | Stackware : レイヤー 2 管理を最適化し、輻輳を軽減することでスケーラビリティを向上させます。 |
| ユーザーにとっての有用性 | 資金を失うことなく、異なるブロックチェーン間で暗号通貨を送信できます。 |
結論
ブロックチェーン技術の急速な進化に伴い、セキュリティ、スケーラビリティ、分散化など、ブロックチェーンのトリレンマの主要な問題を把握するには、さまざまなレイヤーを理解することが不可欠になっています。これにより、ネットワーク全体の効率を向上させながらこれらの課題に対処しようとする、さまざまな暗号通貨プラットフォームが提供するソリューションに対する理解も深まります。
課題は、これら 3 つの側面を同時に最適化できないことです。ここでレイヤー 2 が登場します。レイヤー 2 は、全体的または部分的に、ブロックチェーンのスケーラビリティにとって重要なソリューションであると思われます。
しかし、これは、セキュリティや真の分散化など、分散型コミュニティの中核となる価値、たとえばビットコインのようなレイヤー 1 によって主に保証される価値を犠牲にするものではありません。
要約すると、レイヤー0 は実際には基盤を表します。つまり、システムのルートのような基本的なインフラストラクチャであり、これによって他のすべてが機能できるようになります。レイヤー1 はブロックチェーンそのものであり、Bitcoin やEthereumなどのネットワークのアーキテクチャです。レイヤー2 はこのアーキテクチャを改良し、たとえば Lightning Network などのソリューションを使用して Bitcoin のスケーラビリティを最適化します。最後に、レイヤー 3 は、アプリケーションと異なるブロックチェーン間の接続に関係し、システムの相互運用性と機能性を促進します。
ブロックチェーンのスケーラビリティの問題は重要な問題です。これらの問題を解決する革新的なソリューションは、採用されるにつれて価値が高まっていきます。
最終的には、これらの技術的な問題を理解することで、投資機会を特定し、真の優位性を獲得するのに役立ちます。
