## コアチャレンジ: ブロックチェーンのトリレンマすべてのブロックチェーンは基本的な緊張に直面しています：分散化、セキュリティ、スケーラビリティの3つを同時に達成することはほぼ不可能です。ほとんどのネットワークは、他の2つに優れるために1つを犠牲にしてしまいます。そこで、レイヤー1、レイヤー2、およびレイヤー3のスケーリングソリューションが登場します—それぞれがこのパズルを解決するために異なるアプローチを取ります。## これらのレイヤーとは、正確には何ですか？ブロックチェーンのアーキテクチャを建物のように考えてみてください。**Layer 1**は基盤であり、すべての取引が永遠に記録される基本チェーンです。Bitcoin、Ethereum、BNB Chain、およびSolanaはすべてLayer 1のブロックチェーンです。**レイヤー 2** は上に位置し、中間のフロアのようなものです。主なチェーンから離れてトランザクションを処理し、混雑を減らし、最終的な結果をレイヤー 1 に戻します。例としては、ビットコインのためのライトニングネットワーク、イーサリアムのためのアービトラムとオプティミズム、イーサリアムユーザーのためのポリゴンがあります。**レイヤー3**は、一般的なスケーリングではなく特定のユースケース向けに設計された、レイヤー2の上に構築された専門的なアプリケーション層を表します。## レイヤー1ソリューション: より強固な基盤を築くレイヤー1の改善は、ベースとなるブロックチェーンの動作を変更します。**コンセンサスメカニズムのアップグレード**多くのブロックチェーンがエネルギーを多く消費するProof of Work (PoW)を捨てて、より効率的なProof of Stake (PoS)に移行しています。Ethereumは、データをより迅速に処理しつつ、エネルギー使用量を大幅に削減するためにこの切り替えを行いました。計算によるマイニングの代わりに、PoSはステーキング—トランザクションを検証するためにコインをロックすること—を使用します。**シャーディング：並列処理能力**巨大なデータベースを数十の小さなチャンクに分割することを想像してみてください。それがシャーディングです。すべてのバリデーターがすべてのトランザクションを処理するのではなく、作業負荷が並行するシャードに分配されます。これにより、ネットワークは複数のトランザクションを同時に処理でき、個々のノードの要件を増やさずにスループットを倍増させることができます。**単純にブロックを大きくする**いくつかのチェーンは、1つのブロックにより多くのトランザクションを収めるためにブロックサイズを増加させます。その欠点は？通常のコンピュータがバリデーターとして機能するのが難しくなり、それがブロックチェーンの価値を生み出す分散化を損なう可能性があります。## レイヤー2ソリューション: 作業のオフロードLayer 2のアプローチはベースチェーンには触れません。代わりに、重い作業を処理する並行システムを作成します。**ロールアップ: 現在のリーダー**ロールアップは、オフチェーンの数百のトランザクションを1つのバッチにまとめてから、メインチェーンに提出します。これには2つの種類があります：- **オプティミスティック・ロールアップ** (オプティミズム、アービトラム): トランザクションは、他に証明されない限り有効と仮定されます。無効なトランザクションに対して、誰でも詐欺証明で異議を唱えることができる争議ウィンドウがあります。- **ゼロ知識ロールアップ** (zkSync、Scroll): 暗号証明を使用して、すべてのトランザクションを即時に検証します。待機期間なしで、より高いセキュリティとプライバシーを提供します。**サイドチェーン: 独立しているが接続されている**PolygonのPoSネットワークのようなサイドチェーンは、自分自身のバリデーターを持つ独立したブロックチェーンです。Layer 1よりも速くて安価ですが、ロールアップのようにメインチェーンから直接セキュリティを引き継ぐのではなく、自らセキュリティを管理します。**ステートチャネル: 双方向オフチェーン通信**このモデルでは、参加者はオフチェーンで何度でも取引を行うことができます。オープニングとクローズの残高のみがブロックチェーンに記録されます。ビットコインのライトニングネットワークはこのように機能し、瞬時にほぼ無料の支払いを可能にします。**ネストされたブロックチェーン: 親子アーキテクチャ**メインチェーンのデリゲートは「子」チェーンで作業します。タスクを完了した後、子は結果を親に報告します。イーサリアムのプラズマフレームワークはこのパターンに従っています。## 直接比較：何が彼らを区別するのか| アスペクト | レイヤー 1 | レイヤー 2 ||--------|---------|---------|| **ロケーション** | 基盤ブロックチェーン | L1の上にある補助ネットワーク || **セキュリティモデル** | 分散型合意 | L1から継承または依存 || **実装** | プロトコル変更 (ハードフォーク) | メインチェーンを中断することなく追加 || **アップグレードの難易度** | ハード—コミュニティの合意が必要 | フレキシブル—独立したアップグレードが可能 || **ユーザーエクスペリエンス** | 直接的でシンプル | ネットワーク間のブリッジが必要 |## あなたが知っておくべきトレードオフ**レイヤー1の課題:**アップグレードは遅く、物議を醸します。ブロックサイズやコンセンサスメカニズムの調整のような主要な変更は、ネットワーク全体の合意を必要とし、しばしばコミュニティを分裂させるハードフォークを引き起こすことがあります。**レイヤー2の課題:**速度とコストの節約を提供しながら、Layer 2は新たな複雑さをもたらします。ユーザーはチェーン間で資金をブリッジし、流動性はプラットフォーム間で分散し、一部の設計は集中型シーケンサーに依存しており、単一障害点を生み出します。これは真に分散型のベースレイヤーには存在しないリスクです。## ハイブリッドな未来ブロックチェーンエコシステムは一つの勝者を選ぶことはありません。代わりに、レイヤーアプローチが標準になることが予想されます：レイヤー1ブロックチェーンがセキュリティと最終決済を扱い、レイヤー2ネットワークが日常的な取引をスケールで可能にし、レイヤー3ソリューションが専門的なアプリケーションに対応します。ビットコインはライトニングを使用し、イーサリアムは複数のレイヤー2をサポートし、他のチェーンも同様の道をたどります。今のところ、シャーディングのようなレイヤー1の改善は長期的な堅牢性に重要です。しかし、レイヤー2のソリューションは、今日の主流採用に必要な速度と手頃な価格を提供します。両者が協力して機能することで真の力が現れます。
ブロックチェーンのスケーリングを理解する：レイヤー1 vs. レイヤー2 vs. レイヤー3 ソリューション
コアチャレンジ: ブロックチェーンのトリレンマ
すべてのブロックチェーンは基本的な緊張に直面しています：分散化、セキュリティ、スケーラビリティの3つを同時に達成することはほぼ不可能です。ほとんどのネットワークは、他の2つに優れるために1つを犠牲にしてしまいます。そこで、レイヤー1、レイヤー2、およびレイヤー3のスケーリングソリューションが登場します—それぞれがこのパズルを解決するために異なるアプローチを取ります。
これらのレイヤーとは、正確には何ですか？
ブロックチェーンのアーキテクチャを建物のように考えてみてください。Layer 1は基盤であり、すべての取引が永遠に記録される基本チェーンです。Bitcoin、Ethereum、BNB Chain、およびSolanaはすべてLayer 1のブロックチェーンです。
レイヤー 2 は上に位置し、中間のフロアのようなものです。主なチェーンから離れてトランザクションを処理し、混雑を減らし、最終的な結果をレイヤー 1 に戻します。例としては、ビットコインのためのライトニングネットワーク、イーサリアムのためのアービトラムとオプティミズム、イーサリアムユーザーのためのポリゴンがあります。
レイヤー3は、一般的なスケーリングではなく特定のユースケース向けに設計された、レイヤー2の上に構築された専門的なアプリケーション層を表します。
レイヤー1ソリューション: より強固な基盤を築く
レイヤー1の改善は、ベースとなるブロックチェーンの動作を変更します。
コンセンサスメカニズムのアップグレード
多くのブロックチェーンがエネルギーを多く消費するProof of Work (PoW)を捨てて、より効率的なProof of Stake (PoS)に移行しています。Ethereumは、データをより迅速に処理しつつ、エネルギー使用量を大幅に削減するためにこの切り替えを行いました。計算によるマイニングの代わりに、PoSはステーキング—トランザクションを検証するためにコインをロックすること—を使用します。
シャーディング：並列処理能力
巨大なデータベースを数十の小さなチャンクに分割することを想像してみてください。それがシャーディングです。すべてのバリデーターがすべてのトランザクションを処理するのではなく、作業負荷が並行するシャードに分配されます。これにより、ネットワークは複数のトランザクションを同時に処理でき、個々のノードの要件を増やさずにスループットを倍増させることができます。
単純にブロックを大きくする
いくつかのチェーンは、1つのブロックにより多くのトランザクションを収めるためにブロックサイズを増加させます。その欠点は？通常のコンピュータがバリデーターとして機能するのが難しくなり、それがブロックチェーンの価値を生み出す分散化を損なう可能性があります。
レイヤー2ソリューション: 作業のオフロード
Layer 2のアプローチはベースチェーンには触れません。代わりに、重い作業を処理する並行システムを作成します。
ロールアップ: 現在のリーダー
ロールアップは、オフチェーンの数百のトランザクションを1つのバッチにまとめてから、メインチェーンに提出します。これには2つの種類があります：
サイドチェーン: 独立しているが接続されている
PolygonのPoSネットワークのようなサイドチェーンは、自分自身のバリデーターを持つ独立したブロックチェーンです。Layer 1よりも速くて安価ですが、ロールアップのようにメインチェーンから直接セキュリティを引き継ぐのではなく、自らセキュリティを管理します。
ステートチャネル: 双方向オフチェーン通信
このモデルでは、参加者はオフチェーンで何度でも取引を行うことができます。オープニングとクローズの残高のみがブロックチェーンに記録されます。ビットコインのライトニングネットワークはこのように機能し、瞬時にほぼ無料の支払いを可能にします。
ネストされたブロックチェーン: 親子アーキテクチャ
メインチェーンのデリゲートは「子」チェーンで作業します。タスクを完了した後、子は結果を親に報告します。イーサリアムのプラズマフレームワークはこのパターンに従っています。
直接比較：何が彼らを区別するのか
あなたが知っておくべきトレードオフ
レイヤー1の課題:
アップグレードは遅く、物議を醸します。ブロックサイズやコンセンサスメカニズムの調整のような主要な変更は、ネットワーク全体の合意を必要とし、しばしばコミュニティを分裂させるハードフォークを引き起こすことがあります。
レイヤー2の課題:
速度とコストの節約を提供しながら、Layer 2は新たな複雑さをもたらします。ユーザーはチェーン間で資金をブリッジし、流動性はプラットフォーム間で分散し、一部の設計は集中型シーケンサーに依存しており、単一障害点を生み出します。これは真に分散型のベースレイヤーには存在しないリスクです。
ハイブリッドな未来
ブロックチェーンエコシステムは一つの勝者を選ぶことはありません。代わりに、レイヤーアプローチが標準になることが予想されます：レイヤー1ブロックチェーンがセキュリティと最終決済を扱い、レイヤー2ネットワークが日常的な取引をスケールで可能にし、レイヤー3ソリューションが専門的なアプリケーションに対応します。ビットコインはライトニングを使用し、イーサリアムは複数のレイヤー2をサポートし、他のチェーンも同様の道をたどります。
今のところ、シャーディングのようなレイヤー1の改善は長期的な堅牢性に重要です。しかし、レイヤー2のソリューションは、今日の主流採用に必要な速度と手頃な価格を提供します。両者が協力して機能することで真の力が現れます。