ブロックチェーン技術は、企業の取引において信頼性を高め、安全性を保護し、透明性を向上させる能力を証明しています。しかし、ユーザー数が増加するにつれて、ネットワークの混雑問題がますます顕著になっています。これを解決するために、ブロックチェーンコミュニティは主に二つの拡張方法を模索しています：Layer 1 (層のアップグレード)のアップグレードや、Layer 2 (層の構築)です。この記事では、これら二つの方法を詳しく分析し、それらが暗号通貨の未来に与える影響について考察します。## Layer 1 vs Layer 2: 二つの異なる道**Layer 1**は、BitcoinやEthereumのような基本的なブロックチェーンです。Layer 1の拡張ソリューションは、ネットワークのプロトコルを直接変更し、ブロックサイズの拡大、承認速度の向上、またはより効率的なコンセンサスメカニズムの採用などを行います。**Layer 2**は、Layer 1のプラットフォーム上で動作するネットワークであり、オフチェーンで取引を処理し、その結果をオンチェーンに送信して確認します。これにより、Layer 1のセキュリティを維持しつつ、基本的なプロトコルの変更を必要としません。## 現在利用されているLayer 1の拡張方法### シャーディング：分割して管理シャーディングは、分散型データベースから着想を得た技術です。ブロックチェーンネットワークを「シャード」と呼ばれる小さな部分に分割し、それぞれが並行して取引を処理します。Zilliqaは、シャーディングを採用して処理速度を数十から数百の取引/秒に向上させた代表例です。### Proof of Stake (PoS)：省エネルギーEthereumは、Ethereum 2.0のアップグレードにより、Proof of WorkからPoSに移行しました。これにより、複雑な計算を解く「マイナー」ではなく、ユーザーが自分の(ステーク)トークンを「預けて」取引を検証します。これにより電力消費が削減されるとともに、処理速度も向上します。CardanoのOuroboros PoS、Algorandの純粋PoSコンセンサス、FantomのaBFTコンセンサスメカニズムなども、この戦略を採用しています。### SegWit：データの最適化BitcoinはSegWit（Segregated Witness）を導入し、署名データを取引データから分離しました。署名は取引の約65%のスペースを占めるため、SegWitにより1つのブロックにより多くの取引を格納でき、ブロックサイズを1MB超に拡大する必要がなくなりました。## Layer 1の長所と短所**長所:**- 追加のインフラ構築不要- 持続可能で、元のセキュリティを維持- 一般ユーザーにとって使いやすい**短所:**- ハードフォークやソフトフォークが必要で、コミュニティの分裂を招く可能性- 個人ノードのストレージや帯域幅の制約が依然存在- 取引数が過度に増加すると混雑が発生- シャード間の取引は複雑で、確認に時間がかかる## 現在失敗しているLayer 2の拡張ソリューション( Rollups：取引のまとめRollupsは、オフチェーンで取引を行い、複数の取引を一つのバッチにまとめてブロックチェーンに送信します。これにより、Layer 1の負荷を軽減し、取引手数料も大幅に削減されます。**Optimistic Rollups**は、取引が正当であると仮定し、逆証明が提出された場合のみ検証します。**Zero-Knowledge Rollups**は、取引の詳細を明かさずに数学的証明を提供します。ArbitrumとOptimismはEthereum上の代表的なLayer 2ソリューションであり、Arbitrumはオプティミスティックロールアップにより高いスループットと低コストを実現しています。) ステートチャネル：オフチェーン取引Lightning NetworkはBitcoin上で動作し、多数の参加者が状態チャネルを開設して取引を行い、各取引をメインネットに記録しません。これにより、秒間数百万の取引とほぼ無料の手数料を実現します。Nostr、Strike、THNDR Games、OpenNodeは、Lightning Networkを活用してマイクロペイメントや国境を越えた送金を迅速に行うアプリケーションです。### サイドチェーン：並列のブロックチェーンPolygon、Skale、Rootstockは、メインのブロックチェーンとブリッジ###bridge###を通じて接続された独立したサイドチェーンです。各サイドチェーンは独自のコンセンサスプロトコルを持ち、より高速な取引と低コストを実現します。特にPolygonは、2023年6月時点でDeFiのTVL（総ロック額）が約13億ドルに達し、CompoundやAaveなどの大手プラットフォームに利用されています。Polygon Studiosは、Web 2.0からWeb 3.0へのゲームの移行も進めています。## Layer 2の長所と短所**長所:**- 数千TPSの高速取引- Layer 1よりも大幅に低コスト- 基本的なブロックチェーンのプロトコル変更不要- 新機能の導入が容易**短所:**- 異なるLayer 2間の接続性が制限される- 流動性が複数のプロトコルに分散- Layer 2からLayer 1への資産引き出しに時間がかかる場合がある- ユーザーは複数のウォレットやアカウントを管理する必要がある## 直接比較| 比較項目 | Layer 1 | Layer 2 ||---------|--------|--------|| 処理速度 | 遅い | より高速 (1000+ TPS) || 取引手数料 | 高い | 低い || セキュリティ | 独立して強力 | Layer 1に依存 || 開発期間 | 長い (ハードフォーク) | 短い || 流動性 | 集中型 | 分散型 |## Ethereum 2.0：変革の時Ethereum 2.0は、現在の30 TPSから最大100,000 TPSまで処理能力を向上させることを目指しています。ただし、これによりLayer 2が「時代遅れ」になるわけではありません。むしろ、Layer 1とLayer 2が補完し合う強力なエコシステムを構築します。Layer 2のソリューションは、特にDeFiの複雑さや異なるブロックチェーン間の相互運用性において、引き続き重要な役割を果たします。## 現在の実用例**金融**：MakerDAOはEthereumを利用してDAIステーブルコインを発行しています。BitcoinのLightning Networkは即時決済とほぼ無料の手数料を可能にしています。**NFT**：EthereumはNFTマーケットプレイスの主要プラットフォームであり、Polygonは低コストでNFTの売買をサポートしています。**ゲーム**：Polygon StudiosはGameFiプロジェクトを支援し、ブロックチェーンゲームの遅延や処理速度の遅さの問題を解決しています。## 未来：ハイブリッドアプローチ今後は、単一のソリューションに頼るのではなく、両者の長所を融合したハイブリッド型の解決策が主流になる可能性があります。LayerZeroやその他のプロジェクトは、異なるブロックチェーン間のシームレスな通信を可能にする技術を開発しています。ブロックチェーンの拡張性が向上すれば、日常生活においても実用的なツールとなり、技術に詳しくないユーザーも利用できるようになるでしょう。これにより、暗号通貨の主流採用が促進され、私たちが想像もしなかった多くの応用が開かれることになります。**結論**：Layer 1とLayer 2は競合するものではなく、相互に補完し合うソリューションです。両者の継続的な発展は、より強力で安全、かつアクセスしやすいブロックチェーンエコシステムを形成し、すべての人にとって魅力的な時代をもたらすでしょう。これはまさに、ブロックチェーン業界にとってエキサイティングな時期です。
ブロックチェーン拡張：レイヤー1とレイヤー2の戦い
ブロックチェーン技術は、企業の取引において信頼性を高め、安全性を保護し、透明性を向上させる能力を証明しています。しかし、ユーザー数が増加するにつれて、ネットワークの混雑問題がますます顕著になっています。これを解決するために、ブロックチェーンコミュニティは主に二つの拡張方法を模索しています：Layer 1 (層のアップグレード)のアップグレードや、Layer 2 (層の構築)です。この記事では、これら二つの方法を詳しく分析し、それらが暗号通貨の未来に与える影響について考察します。
Layer 1 vs Layer 2: 二つの異なる道
Layer 1は、BitcoinやEthereumのような基本的なブロックチェーンです。Layer 1の拡張ソリューションは、ネットワークのプロトコルを直接変更し、ブロックサイズの拡大、承認速度の向上、またはより効率的なコンセンサスメカニズムの採用などを行います。
Layer 2は、Layer 1のプラットフォーム上で動作するネットワークであり、オフチェーンで取引を処理し、その結果をオンチェーンに送信して確認します。これにより、Layer 1のセキュリティを維持しつつ、基本的なプロトコルの変更を必要としません。
現在利用されているLayer 1の拡張方法
シャーディング：分割して管理
シャーディングは、分散型データベースから着想を得た技術です。ブロックチェーンネットワークを「シャード」と呼ばれる小さな部分に分割し、それぞれが並行して取引を処理します。Zilliqaは、シャーディングを採用して処理速度を数十から数百の取引/秒に向上させた代表例です。
Proof of Stake (PoS)：省エネルギー
Ethereumは、Ethereum 2.0のアップグレードにより、Proof of WorkからPoSに移行しました。これにより、複雑な計算を解く「マイナー」ではなく、ユーザーが自分の(ステーク)トークンを「預けて」取引を検証します。これにより電力消費が削減されるとともに、処理速度も向上します。
CardanoのOuroboros PoS、Algorandの純粋PoSコンセンサス、FantomのaBFTコンセンサスメカニズムなども、この戦略を採用しています。
SegWit：データの最適化
BitcoinはSegWit（Segregated Witness）を導入し、署名データを取引データから分離しました。署名は取引の約65%のスペースを占めるため、SegWitにより1つのブロックにより多くの取引を格納でき、ブロックサイズを1MB超に拡大する必要がなくなりました。
Layer 1の長所と短所
長所:
短所:
現在失敗しているLayer 2の拡張ソリューション
( Rollups：取引のまとめ
Rollupsは、オフチェーンで取引を行い、複数の取引を一つのバッチにまとめてブロックチェーンに送信します。これにより、Layer 1の負荷を軽減し、取引手数料も大幅に削減されます。
Optimistic Rollupsは、取引が正当であると仮定し、逆証明が提出された場合のみ検証します。Zero-Knowledge Rollupsは、取引の詳細を明かさずに数学的証明を提供します。
ArbitrumとOptimismはEthereum上の代表的なLayer 2ソリューションであり、Arbitrumはオプティミスティックロールアップにより高いスループットと低コストを実現しています。
) ステートチャネル：オフチェーン取引
Lightning NetworkはBitcoin上で動作し、多数の参加者が状態チャネルを開設して取引を行い、各取引をメインネットに記録しません。これにより、秒間数百万の取引とほぼ無料の手数料を実現します。
Nostr、Strike、THNDR Games、OpenNodeは、Lightning Networkを活用してマイクロペイメントや国境を越えた送金を迅速に行うアプリケーションです。
サイドチェーン：並列のブロックチェーン
Polygon、Skale、Rootstockは、メインのブロックチェーンとブリッジ###bridge###を通じて接続された独立したサイドチェーンです。各サイドチェーンは独自のコンセンサスプロトコルを持ち、より高速な取引と低コストを実現します。
特にPolygonは、2023年6月時点でDeFiのTVL（総ロック額）が約13億ドルに達し、CompoundやAaveなどの大手プラットフォームに利用されています。Polygon Studiosは、Web 2.0からWeb 3.0へのゲームの移行も進めています。
Layer 2の長所と短所
長所:
短所:
直接比較
Ethereum 2.0：変革の時
Ethereum 2.0は、現在の30 TPSから最大100,000 TPSまで処理能力を向上させることを目指しています。ただし、これによりLayer 2が「時代遅れ」になるわけではありません。むしろ、Layer 1とLayer 2が補完し合う強力なエコシステムを構築します。
Layer 2のソリューションは、特にDeFiの複雑さや異なるブロックチェーン間の相互運用性において、引き続き重要な役割を果たします。
現在の実用例
金融：MakerDAOはEthereumを利用してDAIステーブルコインを発行しています。BitcoinのLightning Networkは即時決済とほぼ無料の手数料を可能にしています。
NFT：EthereumはNFTマーケットプレイスの主要プラットフォームであり、Polygonは低コストでNFTの売買をサポートしています。
ゲーム：Polygon StudiosはGameFiプロジェクトを支援し、ブロックチェーンゲームの遅延や処理速度の遅さの問題を解決しています。
未来：ハイブリッドアプローチ
今後は、単一のソリューションに頼るのではなく、両者の長所を融合したハイブリッド型の解決策が主流になる可能性があります。LayerZeroやその他のプロジェクトは、異なるブロックチェーン間のシームレスな通信を可能にする技術を開発しています。
ブロックチェーンの拡張性が向上すれば、日常生活においても実用的なツールとなり、技術に詳しくないユーザーも利用できるようになるでしょう。これにより、暗号通貨の主流採用が促進され、私たちが想像もしなかった多くの応用が開かれることになります。
結論：Layer 1とLayer 2は競合するものではなく、相互に補完し合うソリューションです。両者の継続的な発展は、より強力で安全、かつアクセスしやすいブロックチェーンエコシステムを形成し、すべての人にとって魅力的な時代をもたらすでしょう。これはまさに、ブロックチェーン業界にとってエキサイティングな時期です。