Layer 2ソリューション

Layer 2ソリューションとは？

Layer 2ソリューションとは、トランザクションを高速化、低コスト化、効率化するために、基盤となるブロックチェーン上に構築されたスケーリングシステムです。

暗号資産の分野では、Layer 1ブロックチェーンが基盤となる決済ネットワークであり、Layer 2ソリューションは基盤レイヤーの外部で処理を行い、セキュリティ、決済、検証のために基盤レイヤーへ再接続します。

Ethereumのスケーリングに関するドキュメントでは、Optimistic Rollup、Zero-Knowledge Rollup、ステートチャネルなど、一部のLayer 2ソリューションはLayer 1のコンセンサスから直接セキュリティを得ると説明されています。

多くのユーザーがブロックスペースを奪い合うと、人気のブロックチェーンは高コストになったり、処理が遅くなったりするため、Layer 2ソリューションは重要です。

すべてのトランザクションを基盤チェーンで直接処理する代わりに、Layer 2システムは処理をより効率的にまとめたり、圧縮したり、振り分けたり、実行したりできます。

これにより、ユーザーはDeFi、決済、NFT、ゲーム、ソーシャルアプリ、取引ツールを、より低い手数料と短い確認時間で利用できます。

Layer 2ソリューションは、基盤レイヤーのセキュリティ上のメリットを維持しながら、ブロックチェーンの使いやすさを高めるスケーラビリティツールと理解するのが適切です。

Layer 2ソリューションの仕組み

Layer 2ソリューションは、一部のトランザクション処理を基盤ブロックチェーンの外部に移すことで機能します。

Layer 2は、別の環境でトランザクションを処理したり、残高を更新したり、状態の変化を記録したりします。

その後、証明、要約、コミットメント、または決済データをLayer 1に送信します。

これにより、基盤ブロックチェーンが直接処理する作業量を減らせます。

多くの設計では、最終的なセキュリティと決済のレイヤーとして、引き続きLayer 1が機能します。

複数のLayer 2トランザクションで1回のLayer 1決済処理の費用を分担できるため、この構造によって手数料を削減できる場合があります。

具体的なセキュリティモデルは、Layer 2の種類、データ可用性の設計、シーケンサーの構成、ブリッジコントラクト、証明システム、出金ルールによって異なります。

Layer 2ソリューションが重要な理由

ブロックチェーンでは、分散化、セキュリティ、スケーラビリティの間にトレードオフがあるため、Layer 2ソリューションは重要です。

高度に分散化された基盤レイヤーでは、トランザクション速度よりもセキュリティと検証が優先される場合があります。

需要が高まると、基盤レイヤーでのトランザクション費用が高くなる可能性があります。

Layer 2システムは、細かな操作の一つひとつが基盤レイヤーのブロックスペースを奪い合わなくても、より低コストかつ高速に実行できるようにします。

EthereumのLayer 2ガイドでは、Layer 2ネットワークはEthereumを拡張する別個のブロックチェーンであり、Ethereumのセキュリティ保証を引き継ぐことができると説明されています。

高い手数料によって少額決済、トークン交換、ゲーム内操作、NFT移転が現実的でなくなる場合があるため、これは日常的なユーザーにとって重要です。

Layer 2ソリューションは、暗号資産アプリケーションをより大規模に利用できるようにする主な手段の一つです。

ロールアップ

ロールアップは、Ethereumエコシステムにおける最も重要なLayer 2ソリューションの種類です。

ロールアップは、基盤チェーンの外部で多数のトランザクションを処理し、圧縮データや証明を基盤チェーンに送信します。

これにより、多くのユーザーで決済費用を分担できます。

基盤チェーンを重要なセキュリティ機能に利用しながら処理能力を高められるため、ロールアップは広く利用されています。

ロールアップには、Optimistic RollupとZero-Knowledge Rollupの2つの主要な種類があります。

どちらもコスト削減と高速化を目指しますが、トランザクションの正しさを証明する方法は異なります。

出金にかかる時間、セキュリティ上の前提、ユーザー体験に影響するため、ユーザーはその違いを理解する必要があります。

Optimistic Rollup

Optimistic Rollupは、異議申し立て期間中に誰かがチャレンジしない限り、トランザクションは有効であるとみなします。

EthereumのOptimistic Rollupに関するドキュメントでは、Optimistic Rollupは基盤チェーンの外部でトランザクションを処理することで、基盤チェーン上の計算処理を減らすと説明されています。

トランザクションのバッチが無効な場合、プロトコルのルールに従って不正証明を用いた異議申し立てができます。

この設計により、計算コストを抑え、幅広いスマートコントラクトとの互換性を確保できる場合があります。

一方、ユーザーは異議申し立て期間が終わるまで待つ必要があるため、基盤チェーンへの出金に時間がかかる場合があります。

Optimistic Rollupは、DeFi、NFT、ゲーム、決済、汎用dAppに役立ちます。

多額の資産を移動する前に、各ロールアップの出金所要時間、証明システム、シーケンサーの設計、ブリッジのセキュリティを確認してください。

Zero-Knowledge Rollup

Zero-Knowledge Rollupは、一般にZK-rollupと呼ばれ、暗号学的な有効性証明を使って、オフチェーンのトランザクションが正しく処理されたことを示します。

EthereumのZK-rollupに関するドキュメントでは、ZK-rollupは計算と状態の保存をオフチェーンに移し、有効性証明をオンチェーンで公開することで処理能力を高めると説明されています。

有効性証明を使うと、基盤チェーンはすべてのトランザクションを再実行せずに正しさを検証できます。

一部の設計では、より迅速なファイナリティと短い出金経路を実現できる場合があります。

一方、ZKシステムは技術的に複雑で、高度な証明生成インフラを必要とする場合があります。

ZK-rollupは、決済、トークン交換、IDシステム、プライバシー研究、ゲーム、大量処理を必要とするアプリケーションにとって重要です。

ユーザーは各システムの成熟度、監査、アップグレード制御、データ可用性モデル、証明の検証プロセスを確認する必要があります。

ステートチャネル

ステートチャネルは、基盤チェーン上で資金または状態をロックした後、参加者がオフチェーンで取引するLayer 2システムです。

参加者は、署名済みの更新情報を非公開で、または相手と直接交換します。

通常、基盤ブロックチェーンに記録する必要があるのは、チャネルの開設と閉鎖だけです。

これにより、繰り返し行われる決済ややり取りを高速かつ低コストにできる場合があります。

ステートチャネルは、同じ参加者同士が何度もやり取りする場合に役立ちます。

事前設定なしに多数の異なる人やアプリケーションと取引する場合には、利便性が低くなります。

チャネルを利用したスケーリングの代表的な暗号資産の例は、Bitcoinの高速決済に使われるペイメントチャネル技術です。

サイドチェーンとLayer 2の混同

サイドチェーンはLayer 2ソリューションと併せて語られることがありますが、厳密なセキュリティの意味で常に真のLayer 2に該当するわけではありません。

サイドチェーンは通常、独自のバリデーターセット、コンセンサスルール、セキュリティモデルを持つ独立したブロックチェーンです。

Ethereumのスケーリングに関するドキュメントでは、Layer 1からセキュリティを得るLayer 2ソリューションと、別の方法でセキュリティを確保する他のスケーリング設計を区別しています。

サイドチェーンは高速かつ低コストでも、基盤チェーンと同じセキュリティ保証を引き継いでいない場合があるため、この違いは重要です。

手数料が安いすべてのネットワークが同じ程度に安全だと考えてはいけません。

重要なのは、そのチェーンがどこからセキュリティを得ているのか、またレイヤー間で資産がどのように移動するかです。

厳密なLayer 2に該当しなくてもシステムが有用な場合はありますが、ユーザーはその違いを理解しておく必要があります。

Layer 2ブリッジ

Layer 2ブリッジを使うと、基盤チェーンとLayer 2ネットワークの間で資産を移動できます。

正規ブリッジは通常、公式のロールアップまたはLayer 2プロトコルに直接接続されています。

流動性ブリッジは、転送を高速化するために第三者の流動性を利用する場合があります。

ユーザーがLayer 2エコシステムに入ったり、そこから出たりするにはブリッジが必要なため、重要な役割を担います。

一方、ブリッジコントラクトが多額の価値を管理することが多いため、重大なリスク領域でもあります。

Ethereumのブリッジに関するドキュメントでは、ブリッジはブロックチェーン間で資産や情報を移動するのに役立つと説明されています。

資金をブリッジする前に、出金所要時間、ブリッジのセキュリティ、手数料、対応資産、コントラクトアドレス、公式ドキュメントを確認してください。

シーケンサー

シーケンサーとは、多くのLayer 2ネットワークでトランザクションの順序を決めるシステムです。

シーケンサーは、基盤チェーンにデータが投稿される前に、ユーザーへ迅速なトランザクション確認を提供することがよくあります。

中央集権型シーケンサーは速度とユーザー体験を向上させる一方、検閲、停止、トランザクション順序に関するリスクを生む可能性があります。

分散型シーケンサーは単一の当事者による制御を抑えられますが、調整や運用が難しくなる場合があります。

シーケンサーの設計は、MEVリスク、トランザクションの取り込み、公平性、信頼性に影響します。

Layer 2が単一の運営者、少数のグループ、またはより分散化されたシステムのどれに依存しているかを、ユーザーは理解しておく必要があります。

シーケンサーの分散化は、Layer 2ネットワークの主要な開発分野の一つです。

データ可用性

データ可用性とは、Layer 2の状態を検証または再構築するために必要なデータが、必要なときに公開されていることです。

ロールアップでは、ユーザーやバリデーターが問題を検知したり状態を復元したりするために十分な情報が必要となるため、データ可用性は極めて重要です。

データが欠落すると、何が起きたのかを証明したり、システムから安全に退出したりできなくなる場合があります。

一部のLayer 2システムは、トランザクションデータを基盤チェーンに投稿します。

別のシステムでは、独立したデータ可用性ネットワーク、委員会、またはハイブリッド方式を利用する場合があります。

データ可用性の費用を抑えると手数料を削減できますが、信頼上の前提が加わる可能性があります。

スケーリングソリューションがロールアップ、Validium、サイドチェーン、その他の設計のどれに該当するかを確認してから、同じセーフティモデルを備えていると判断してください。

Layer 2の手数料

Layer 2では、トランザクションをより効率的に処理するため、通常は基盤レイヤーより手数料が低くなります。

ただし、Layer 2のトランザクションが常に無料というわけではありません。

手数料には、実行コスト、データ投稿コスト、シーケンサー手数料、ブリッジ手数料、基盤レイヤーの決済コストが含まれる場合があります。

ネットワークの混雑時やデータ投稿費用の上昇時には、手数料が高くなることがあります。

一部のLayer 2ネットワークは基盤チェーンと同じネイティブ資産をガス代に使いますが、別のガストークンやスポンサー付きトランザクションモデルを利用する場合もあります。

Layer 2に資産を移動する前に、必要なガストークンを確認してください。

ブリッジ、出金手数料、複数のネットワークでの操作が必要な場合、トランザクション自体が安価でも全体の費用が高くなることがあります。

Layer 2とDeFi

DeFiでは多くのトランザクションが発生するため、Layer 2ソリューションは重要です。

ユーザーは、トークン交換、流動性提供、借入、返済、ステーキング、報酬請求、資産のブリッジ、担保管理を行う場合があります。

混雑した基盤チェーン上でこれらすべてを直接行うと、費用が高くなることがあります。

Layer 2ネットワークは、トランザクションコストを下げることで、小規模なDeFiポジションも利用しやすくします。

また、より高速な取引や、より頻繁なポートフォリオ管理に対応できる場合があります。

ただし、Layer 2上でもDeFiのリスクがなくなるわけではありません。

ユーザーには、スマートコントラクト、オラクル、強制決済、ブリッジ、流動性、シーケンサーに関するリスクが引き続きあります。

Layer 2とNFT

Layer 2ソリューションを利用すると、NFTのミント、移転、取引、アプリケーションでの利用にかかる費用を抑えられる場合があります。

基盤レイヤーの手数料が高いと、少額のNFT操作が経済的に成り立たなくなることがあります。

Layer 2ネットワークは、低コストのNFTミント、ゲームアイテム、ロイヤリティパス、チケット、コレクティブル、クリエイターツールに対応できます。

ユーザーが小規模な操作を頻繁に行うアプリケーションで、特に役立ちます。

NFTの利用者は、コントラクトアドレス、マーケットプレイスの権限、ロイヤリティのルール、メタデータの保存、ブリッジの対応状況を引き続き確認する必要があります。

Layer 2上のNFTは、基盤チェーン上のNFTと同じように機能するとは限りません。

NFTがどこに存在し、どのように移転または出金できるかを理解しておく必要があります。

Layer 2ソリューションのメリット

1つ目のメリットは、トランザクションコストの低減です。

2つ目は、ユーザー体験の高速化です。

3つ目は、大量処理を必要とするアプリケーションのスケーラビリティ向上です。

4つ目は、基盤レイヤーのブロックスペースにかかる負荷の軽減です。

5つ目は、少額の残高を持つユーザーも利用しやすくなることです。

6つ目は、ゲーム、ソーシャルネットワーク、決済、NFTツールなど、一般ユーザー向けの暗号資産アプリケーションを展開しやすくなることです。

こうしたメリットから、Layer 2ソリューションは暗号資産の次の普及段階に欠かせない存在です。

Layer 2ソリューションのリスク

1つ目のリスクは、ブリッジのリスクです。

2つ目は、シーケンサーの中央集権化や停止です。

3つ目は、Layer 2システムや接続されたdAppにおけるスマートコントラクトのバグです。

4つ目は、データ可用性の脆弱性です。

5つ目は、特にOptimistic Rollupで出金が遅れるリスクです。

6つ目は、資産が同じネットワークの複数のバージョンに存在することで、ユーザーが混乱することです。

7つ目は、多くのLayer 2システムがまだ発展途上にあることによる、インフラの未成熟さです。

Layer 2ソリューションの評価方法

まず、システムがOptimistic Rollup、ZK-rollup、ステートチャネル、サイドチェーン、Validium、または別のスケーリング設計のどれに該当するかを確認します。

システムがどこからセキュリティを得ているか、また基盤チェーンにどのようなデータを投稿するかを確認してください。

ブリッジコントラクト、出金プロセス、証明システム、シーケンサーモデル、アップグレード制御を確認します。

監査、公開ドキュメント、継続的な監視体制、明確なインシデント対応プロセスがあるか確認してください。

ウォレット、エクスプローラー、DeFiアプリ、NFTツール、開発者サポートを含むエコシステムを確認します。

ガス代、ブリッジ、出金手数料、所要時間を含めた総コストを比較してください。

Layer 2ブリッジを通じて多額の資金を移動する前に、少額のテストトランザクションを行ってください。

Layer 2ソリューションに関するよくある誤解

よくある誤解の一つは、手数料が安いブロックチェーンならすべてLayer 2だというものです。

手数料の安いネットワークの中には、独自のセキュリティ上の前提を持つサイドチェーンや独立したLayer 1ネットワークもあります。

もう一つの誤解は、Layer 2がブロックチェーン手数料をすべてなくすというものです。

Layer 2は通常手数料を削減しますが、計算処理、データ、ブリッジ、決済が無料になるわけではありません。

3つ目の誤解は、Layer 2が常に基盤チェーンと同じ程度に安全だというものです。

セキュリティは、具体的な設計、証明システム、データ可用性モデル、シーケンサー、ブリッジ、アップグレード制御によって異なります。

4つ目の誤解は、資産を送る際にネットワーク名を気にしなくてもよいというものです。

誤ったネットワークで資産を送ると、資産を失ったり、複雑な復旧手続きが必要になったりする場合があります。

FAQ

暗号資産におけるLayer 2ソリューションとは何ですか？

Layer 2ソリューションとは、基盤ブロックチェーンの上に構築され、基盤レイヤーに接続しながら、トランザクションをより高速かつ低コストで処理するスケーリングシステムです。

Layer 2ソリューションが必要な理由は何ですか？

ブロックスペースの需要が高まると、基盤ブロックチェーンの処理が遅くなったり、費用が高くなったりするためです。

ロールアップとは何ですか？

ロールアップとは、多数のトランザクションをオフチェーンで処理し、圧縮データ、証明、またはコミットメントを基盤チェーンに送信するLayer 2システムです。

Optimistic Rollupとは何ですか？

Optimistic Rollupとは、異議申し立て期間中にチャレンジされない限り、トランザクションは有効であるとみなす仕組みです。

ZK-rollupとは何ですか？

ZK-rollupは、有効性証明を使ってオフチェーンでのトランザクション処理が正しかったことを示します。

Layer 2のトランザクションは無料ですか？

いいえ。Layer 2のトランザクションは通常、基盤レイヤーより低コストですが、ガス代、ブリッジ手数料、出金費用が発生する場合があります。

Layer 2ソリューションは安全ですか？

適切に設計されていれば安全に利用できる場合がありますが、ユーザーはブリッジ、シーケンサー、データ可用性、スマートコントラクト、出金ルールに関するリスクを確認する必要があります。

Layer 2はDeFiに利用できますか？

はい。手数料が低いことで、トークン交換、貸付、借入、流動性管理がより現実的になるため、Layer 2ネットワークはDeFiで広く利用されています。

Layer 2はNFTに利用できますか？

はい。Layer 2ネットワークは、低コストのNFTミント、移転、取引、ゲームアイテム、クリエイターツールに対応できます。

Layer 2を利用する前に何を確認すべきですか？

ブリッジ、ネットワーク名、手数料、出金所要時間、対応ウォレット、証明システム、シーケンサーの仕組み、公式ドキュメントを確認してください。

まとめ

Layer 2ソリューションは、暗号資産分野で最も重要なスケーリング手段の一つです。

基盤レイヤーの外部で処理を行いながら、決済、セキュリティ、検証のために基盤レイヤーへ接続することで、より多くのユーザーを支えます。

主な種類には、Optimistic Rollup、Zero-Knowledge Rollup、ステートチャネル、および関連するスケーリング設計があります。

Layer 2ネットワークは、DeFi、NFT、ゲーム、決済、ソーシャルアプリ、日常的なブロックチェーン利用を低コストかつ高速にする可能性があります。

ただし、すべてのLayer 2が同じ程度に安全で成熟していると考えるべきではありません。

実際のリスクは、ブリッジの設計、データ可用性、証明システム、シーケンサーの分散化、スマートコントラクト、アップグレード制御、出金ルールによって異なります。

Layer 2ソリューションは、ブロックチェーンアプリケーションをより実用的にするために役立ちます。

一方で、レイヤー間での資産移動の仕組みを確認しなかったり、手数料が低ければリスクも低いと考えたりすると、危険が生じます。

Layer 2を利用する際は、少額から始め、公式ネットワークとブリッジを確認し、セキュリティモデルを理解したうえで、今後のトランザクションに必要なガス代を確保してください。

暗号資産の分野において、Layer 2ソリューションは、安全な基盤レイヤーでの決済と、幅広い普及に必要な高速・低コストのユーザー体験をつなぐ実用的な手段です。