ブロックチェーンにおけるレイヤー2の仕組みとは？何に使われるのか？

ブロックチェーンの不変性と透明性は、DeFi(分散型金融)からデジタルID管理まで、幅広いアプリケーションへの扉を開きました。

こうした課題に対応するため、既存のブロックチェーンのパフォーマンスと効率を向上させるために設計された一連のプロトコルや技術である「レイヤー2」が登場しました。

スパジオクリプトのこのWeb3 ガイドでは、レイヤー2がブロックチェーンでどのように機能するかを詳しく探り、その基礎となるテクノロジーとシステム全体のパフォーマンスへの影響を検証します。

ブロックチェーンにおけるレイヤー2とは

レイヤー2は、ブロックチェーンに関連するスケーラビリティとコストの課題に対処するために設計された革新的なソリューションです。

レイヤー2の構造

レイヤー2にはさまざまなテクノロジーやプロトコルがあり、それぞれがスケーラビリティや取引速度の課題に対処する独自のアプローチを提供しています。

1. Lightning Networks: ライトニングネットワークは、メインブロックチェーンの外でユーザー同士が直接取引を行うことを可能にする技術です。この手法では、メインのブロックチェーン上に個々の取引を登録する必要がないため、ネットワークの作業負荷が軽減され、システム全体のスケーラビリティが向上する。
2. サイドチェーン: サイドチェーンは、メインのブロックチェーンと並行して動作する独立したブロックチェーンです。作業負荷が別のネットワークに分散されるため、ユーザーはより高速で安価な取引を行うことができます。サイドチェーンは、「フェデレーション・モデル」などのセキュリティ・メカニズムや分散型ブリッジを介してメイン・ブロックチェーンに接続することができる。
3. ロールアップ：ロールアップは、メインのブロックチェーンに送信する前に、大量のトランザクションを圧縮して統合するプロトコルです。このアプローチはメインネットワークの負荷を大幅に軽減し、セキュリティや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ができる。ロールアップは、トランザクション処理の大部分が行われる場所によって、オンチェーン（オンチェーン）とオフチェーン（オフチェーン）のロールアップに分類することができます。

レイヤー2の利点

レイヤー2は、コアブロックチェーンのみに基づく従来のソリューションと比較して、多くの重要な利点を提供します：

• スケーラビリティ：トランザクションのスケーラビリティが向上し、ブロックチェーンがコアプロトコルよりもはるかに多くのトランザクションを処理できるようになります。
• Speed
• : トランザクションの確認時間を短縮し、システム全体の効率を向上させます。
• コスト削減：より安価なトランザクションを可能にし、トランザクション手数料を削減し、ユーザーのアクセシビリティを向上させます。

このように、レイヤー2はブロックチェーンのトリレンマを解決するものではありませんが、スケーラビリティの向上に貢献します。以下のセクションでは、これらの技術がどのように機能し、ブロックチェーン全体のパフォーマンスにどのような影響を与えるのか、具体的な例を示しながら、その利点と限界について明確に説明します。

レイヤー2の実用的な実装

レイヤー2の基本原理とその仕組みが理解できたところで、これらの技術の実用的な実装と実際の使用例を検討し、ブロックチェーンエコシステムのさまざまなセクターにどのような影響を与えるかを詳しく分析することが極めて重要です。

スケーラブルな決済とマイクロトランザクション

レイヤー2の最も明白で重要な応用例の1つは、特に少額または高頻度の取引における決済です。従来のシステムでは、マイクロトランザクションは高い手数料と長い確認時間のために法外に高価になる可能性があります。しかし、ライトニング・ネットワークのようなレイヤー2の実装により、このような制限を克服することができる。ライトニング・ネットワークは、ユーザー同士が直接取引できるチャンネルを作ることを可能にし、取引は迅速かつわずかな手数料で行われる。

非中央集権型金融（DeFi）

非中央集権型金融（DeFi）は、ブロックチェーンエコシステムにおける主要な成長ドライバーの1つとなっています。しかし、人気の急速な高まりは、メインのブロックチェーン上の混雑と高いコストにもつながっています。レイヤー2はDeFiのユーザーエクスペリエンスを向上させるソリューションを提供し、セキュリティや分散化を損なうことなく、より高速で安価な交換、即時融資、ステーキングを可能にする。例えば、ロールアップにより、多数のトランザクションを圧縮・統合してからメインのブロックチェーンに送信できるため、ネットワークの作業負荷が軽減され、システム全体の効率が向上する。

分散型アプリのスケーラビリティ（DApps）

分散型アプリケーション（DApps）は、レイヤー2を活用して全体的なパフォーマンスを向上させ、よりスムーズなユーザー体験を提供することができます。ロールアップなどのソリューションを使用することで、DAppsはトランザクションの待ち時間や手数料を削減し、ユーザーがより速く、よりコスト効率よくアプリケーションとやり取りできるようになります。これにより、セキュリティや分散化を損なうことなく、はるかに多くのユーザーやトランザクションを処理できる新世代のDAppsへの道が開かれる。

分散型ゲーム

分散型ゲームもまた、レイヤー2から大きな恩恵を受けることができる分野です。決済チャネルやロールアップなどのソリューションを使用することで、分散型ゲームはシームレスで流動的なゲーム体験を提供し、プレイヤー間の即時取引やリアルタイムの交流を可能にします。これにより、スケーラビリティの問題や高額な取引コストを心配することなく、世界中のオーディエンスにリーチできるマルチプレイヤーゲーム、トーナメント、ゲーム内マーケットプレイスに新たな機会が生まれます。レイヤー2はまた、「フロントランニング」やネットワークの輻輳により、プレイヤーは公平で信頼性の高いゲーム体験を楽しむことができます。

実用的なレイヤー2の実装は、ブロックチェーン技術の考え方や使い方に革命をもたらしています。

レイヤー2の課題と限界

レイヤー2が提供する多くの利点にもかかわらず、これらの技術に関連する課題と限界も考慮することが重要です。

セキュリティ

レイヤー2に関する主な懸念事項の1つはセキュリティです。取引はメインのブロックチェーンの外で行われるため、決済チャネルが侵害されたり、サイドチェーンが攻撃されたりすると、資金が危険にさらされるリスクがあります。

相互運用性

もう1つの課題は、異なるレイヤー2の実装間やレイヤー2とメインブロックチェーン間の相互運用性に関するものです。異なる技術やプロトコルが存在するため、異なるレイヤー2間やレイヤー2とメインブロックチェーン間で資金やデータをやり取りしようとすると、相互運用性の問題が生じる可能性がある。

限られたスケーラビリティ

レイヤー2が提供するスケーラビリティの利点にもかかわらず、これらのソリューションには大量のトランザクションを処理する能力に固有の制限がある可能性があることに注意することが重要です。例えば、ライトニング・ネットワークは特定のトランザクション数や定義された期間に制限されることがあり、サイドチェーンは混雑やガバナンスの問題にさらされることがあります。

実装コスト

レイヤー2ソリューションの実装と管理には、開発、メンテナンス、モニタリングの面で追加のコストがかかります。レイヤー2ソリューションの設計と実装だけでなく、人員のトレーニングや関連するリスクの管理にもかなりのリソースを割かなければなりません。

受容と採用

最後に、レイヤー2の最も重要な課題の1つは、ユーザーと開発者による受容と採用です。レイヤー2ソリューションはまだ比較的新しく、開発中であるため、認識不足、変化への抵抗、新しいシステムに対する不信感などの障害を克服する必要があるかもしれません。

結論：ブロックチェーンにおけるレイヤー2の基本的な役割

レイヤー2はブロックチェーン技術の進化における重要なステップであり、ブロックチェーン技術の大規模な採用を制限する可能性のあるスケーラビリティ、スピード、コストの課題に対処する革新的なソリューションを提供します。

技術革新

レイヤー2は、既存のブロックチェーンのパフォーマンスと効率を向上させることを目的とした、継続的な技術革新の取り組みの結果です。

ブロックチェーン・アプリケーションの拡大

レイヤー2の実用的な実装は、ブロックチェーン技術の幅広い新しいアプリケーションとユースケースへの道を開きました。スケーラブルな支払いやマイクロトランザクションから、分散型金融（DeFi）、分散型アプリケーション（DApps）、分散型ゲームまで、レイヤー2はさまざまな分野や産業におけるブロックチェーン技術の考え方や使い方に革命をもたらしています。

課題と機会

しかし、レイヤー2が提供する多くの利点にもかかわらず、これらの技術に関連する課題と限界を認識し、対処することが重要です。

レイヤー2の将来

レイヤー2の将来は有望であり、レイヤー2ソリューションの可能性と能力を拡大する絶え間ない革新と開発があります。研究開発への継続的なコミットメントと、ブロックチェーン・コミュニティによる認知度の向上と採用が相まって、レイヤー2にはブロックチェーン取引の状況を根本的に変革し、デジタルで分散型のイノベーションの新時代への道を開く可能性があります。

結論として、スパジオクリプトでは、レイヤー2はブロックチェーン技術の進化における重要な要素であり、スケーラビリティ、スピード、コストの課題に対処するための創造的で革新的なソリューションを提供すると考えています。適切な理解、実装、採用により、レイヤー2はブロックチェーン技術の概念と利用方法を変革し、イノベーションとデジタルトランスフォーメーションの新時代への道を開き続ける可能性を秘めています。