安全でユーザーフレンドリーな分散型 Web を構築するというビジョンは、重要なインフラストラクチャの開発にかかっています。このビジョンは共有の経済枠組みによって支えられており、何億人もの人々によって支えられています。レイヤー 2 スケーリング ソリューションは、この基盤を構築し、イーサリアムの機能を強化する上で重要な役割を果たします。これらのプロジェクトは相互に連携して、イーサリアムの可能性を最大限に引き出す強力なエコシステムを形成します。
この記事では、レイヤー 2 の革新、物語、課題、およびそれらがイーサリアムの大量導入に与える変革的な影響について詳しく説明します。私たちの分析は、Footprint Analytics のレイヤー 2 研究ページのデータに基づいており、この成長するエコシステムに関する貴重な洞察を提供します。
ブロックチェーン技術は、分散化、セキュリティ、スケーラビリティなどの利点が長い間評価されてきました。しかし、「ブロックチェーンのトリレンマ」は、単純なアーキテクチャ内で 3 つすべてを同時に達成することが非常に困難であることを示しています。イーサリアムは現在、1 日あたり 100 万件以上のトランザクションを処理していますが、需要の増加により、ネットワークの混雑や高額なトランザクション手数料に直面することがよくあります。この問題を解決するために、レイヤー 2 ネットワーキングが革新的なソリューションとして登場しました。
レイヤ 2 の主な目標は、分散化とセキュリティを維持しながら、より高い 1 秒あたりのトランザクション (TPS) を可能にしてトランザクション スループットを向上させることです。これらのレイヤー 2 は、複数のオフチェーン トランザクションを単一のレイヤー 1 トランザクションにマージすることでこれを実現します。その結果、取引手数料が大幅に削減され、イーサリアムがよりアクセスしやすくなり、より幅広いユーザーが利用できるようになります。
現在、レイヤー 2 にはロールアップ、ステート チャネル、プラズマの 3 つの主なタイプがあります。
ロールアップ
レイヤ 2 ソリューションとして、ロールアップは複数のトランザクションを単一のレイヤ 1 トランザクションに集約し、ロールアップ内の参加者間でトランザクション手数料を割り当てることでユーザーのコストを節約します。ロールアップには、オプティミスティック ロールアップとゼロ知識ロールアップ (ZK ロールアップ) の 2 つの主なタイプがあります。オプティミスティックロールアップはオフチェーントランザクションの正当性を保証するために不正証明を利用し、ZK-ロールアップはプライバシーとセキュリティを強化するためにゼロ知識証明を利用します。
オプティミスティック ロールアップの例には、Arbitrum (Arbitrum One)、Optimism (OP Mainnet)、Base などがあります。
- Arbitrum は、 2021 年 8 月に Offchain Labs チームによって立ち上げられ、業界のリーダーとなり、 市場シェアの 50% 以上を占めています。 Nitro アップグレードを通じて、Arbitrum は完全な EVM 同等性を達成し、開発者は最小限の変更またはまったく変更を加えずにスマート コントラクトをイーサリアムからレイヤー 2 にシームレスに移行できるようになりました。
- 2 番目に大きいイーサリアム レイヤー 2 ソリューションであるOptimism は、2021 年 1 月にソフトローンチされ、同年 12 月に誰でも完全にオープンになりました。 Optimism は EVM と同等のアーキテクチャを採用し、イーサリアム アプリケーションにシームレスなスケーリング ソリューションを提供します。
- Base はOptimism と協力して OP Stack に基づいて構築されており、2023 年 7 月にメインネット上で起動される予定です。わずか数か月で大成功を収め、レイヤー 2 市場で 3 番目に大きなシェアを獲得しました。 Base は Coinbase によってインキュベートされ、仮想通貨製品の構築における Coinbase の専門知識を活用しました。
一方、ZK ロールアップ アプリケーションには、zkSync Era、Starknet、Linea、Polygon zkEVM が含まれます。
- zkSync Eraは世界初の zkEVM ブロックチェーンで、2023 年 3 月にすべてのユーザーを対象にメインネット上でリリースされ、すぐにレイヤー 2 市場で第 4 位の市場シェアを獲得しました。 zkSync Era は、TPS やトランザクション数などのユーザー アクティビティの観点から、有力なロールアップ ソリューションとなっています。
- Starknet は2021 年 11 月にメインネット上でローンチされる予定です。 STARK暗号証明システムを採用し、安全性、低コスト、高性能を実現します。 Starknet は開発言語として Cairo を使用しており、EVM と互換性がありません。現在、Warp と呼ばれるトランスレーターを通じて、Solidity と Cairo 間の互換性を実現する取り組みが進行中です。
- ConsenSys が所有するレイヤー 2 ソリューションであるLineaは、2023 年 7 月にメインネットで開始される予定です。 EVM 互換性を提供するため、開発者はネットワーク上でアプリケーションを簡単に移行して構築できます。
- Polygon zkEVMパブリック ベータ版は 2023 年 3 月に開始され、EVM と同等になることを目指しています。 Polygon (旧名 Matic) は、多様なブロックチェーン ソリューションを提供するブロックチェーン プラットフォームです。 Polygon zkEVM は Polygon の製品の 1 つです。
状態チャネル
ステートチャネルは、参加者が高速かつ無制限のオフチェーントランザクションを実行できるメカニズムであり、最終結果はイーサリアムで決済されます。このアプローチにより、ネットワークの混雑、手数料、トランザクションの遅延が軽減されます。
状態チャネル
ステートチャネルは、参加者が高速かつ無制限のオフチェーントランザクションを実行できるメカニズムであり、最終結果はイーサリアムで決済されます。このアプローチにより、ネットワークの混雑、手数料、トランザクションの遅延が軽減されます。
Raiden Network は、ステート チャネル テクノロジの研究、プロトコルの定義、リファレンス アプリケーションの開発に重点を置いたオフチェーン拡張ソリューションです。これにより、イーサリアム上の ERC20 トークンと互換性のある、ほぼリアルタイム、低料金、スケーラブルな支払い機能が可能になります。このネットワークは、イーサリアム エコシステムとの互換性を維持しながら、スケーラビリティと使いやすさを向上させるように設計されています。
プラズマ
プラズマ チェーンは、ペグを介してイーサリアム メイン チェーンに接続された独立したブロックチェーンであり、紛争を解決するために不正証明 (オプティミスティック ロールアップと同様) を利用します。
OMG ネットワークは、レイヤー 2 プラズマ アーキテクチャを利用して、強力なセキュリティ保証と高いスループットを提供します。これは、イーサリアム上で分散型決済アプリケーションを構築することに関心のあるサードパーティ開発者にスケーラブルなソリューションを提供します。
コンセンサスが形成されつつある: イーサリアムが大量に採用されるのは時間の問題です。さて、どうなったでしょうか？
他のテクノロジーの普及と同様に、イーサリアムの導入の軌跡は古典的な釣鐘曲線で説明できます。それは、少数のイノベーターのグループがテクノロジーをすぐに受け入れ、その後、早期採用者からの参加を集めることから始まります。イーサリアムは開発と成熟を続けるにつれて、徐々に適用範囲を拡大し、初期段階と後期段階で大多数の人々を魅了し、その後、大量採用段階に入ります。最終的には、導入の最終段階で、このテクノロジーは人口の残りの部分、いわゆる「遅れている人」に届くことになります。
イーサリアムの大量導入に対するレイヤー 2 の影響を次の側面から探ってみましょう。
TVL（合計値ロック）
Total Value Locked (TVL) は、採用の先行指標とみなされます。
2023 年 10 月末現在、Arbitrum は TVL 60 億 400 万ドル、市場シェア 61.03% で首位に立ち、市場支配者としての地位を強化しています。楽観主義が TVL 25 億 9,800 万ドル、市場シェア 26.41% で僅差で続き、その広範な採用とユーザーエンゲージメントを示しています。
他のチェーンも第 2 階層を形成していますが、その市場シェアは 5% 未満と大きく遅れています。新しく追加された Base は、2023 年 7 月 13 日にメインネットでローンチされ、TVL 4 億 6,300 万米ドルでしっかりと 3 位にランクされました。 zkSync Era はロック価値 4 億 5,100 万ドルで 4 位にランクされ、Starknet は TVL 1 億 3,500 万ドルで 5 位にランクされています。
データソース: レイヤ 2 の概要
ユーザー数と取引量
イーサリアムと対話するユニーク ユーザー (ブリッジャー) の数やトランザクション量などのユーザー アクティビティは、導入を測定するための重要な指標です。
さまざまなレイヤー 2 ソリューションの中でも、zkSync Era ははるかに先を行っており、全ロールアップの 37.10% を占める 267 万のユニーク ユーザーを蓄積し、ロールアップ アクティビティの 50.84% を占める 223 万件のトランザクションを促進しています。 zkSync 時代の最初のエアドロップでは多くのユーザーが集まり、それ以来ずっとトップの座を維持しています。取引量に関しては、Starknet が 170 万件の取引でこれに続き、ロールアップの 23.70% を占めています。
Base と Linea は 2023 年 7 月にメインネット上でリリースされ、市場で人気を博しました。ユニークなユーザーエンゲージメントとトランザクション量の両方で、Optimism と Polygon zkEVM を上回っています。
トランザクションのスループット
トランザクションのスループットは、ブロックチェーン コミュニティでよく議論されるスケーリングの主要な課題の 1 つです。
トランザクションのスループット
トランザクションのスループットは、ブロックチェーン コミュニティでよく議論されるスケーリングの主要な課題の 1 つです。
現在、イーサリアム メインネットの処理能力は、1 秒あたり約 15 トランザクション (TPS) です。比較すると、Visa は約 24,000 TPS を処理できるのに対し、Mastercard は 5,000 TPS を処理できます。
レイヤ 2 が上のギャップを埋めています。 10月のArbitrumやzkSync Eraなどの有名なRollupソリューションの平均TPSは約9.5～10で、これは既存のRollupの中で最もEthereumに近いパフォーマンスです。ロールアップは共に、スケーラビリティに大きく貢献しており、10 月の合計トランザクション スループットはイーサリアム メインネットを 321% 上回り、スケーラビリティ ファクターは 4.21 でした。
Rollup テクノロジーはスケーラビリティの向上に役立ちますが、現時点ではスループットの点でイーサリアムを超えるロールアップはありません。弱気市場では、レイヤー 1 ネットワークとレイヤー 2 ネットワークの両方でユーザーを引きつけて維持することが困難になります。活発なレイヤー 2 エコシステムを構築するには、強力なソリューションだけでなく、高トラフィックのアプリケーションも必要です。さらに、複数のレイヤー 2 間、およびレイヤー 1 とレイヤー 2 の間のシームレスな対話が欠如しているため、ウォレットを切り替える必要が生じたり、流動性コストが発生したりするなど、ユーザー エクスペリエンスが影響を受けます。
料金
レイヤ 2 は、イーサリアムのネットワーク料金を削減する上で重要な役割を果たします。複数のオフチェーントランザクションを単一のレイヤー 1 トランザクションに統合することにより、イーサリアムのトランザクション手数料は大幅に下がりました。
Footprint Analyticsのデータによると、2023 年 10 月の平均ロールアップ取引手数料はイーサリアムの 3% ～ 10% でした。
データソース: 平均ガス料金
これらの数字は、レイヤー 2 の人気と採用が高まっていることを示しており、イーサリアムの混雑を緩和し、スケーラビリティを向上させるレイヤー 2 の可能性を強調しています。
ブロックチェーン技術の絶え間なく変化する状況において、Optimism、zkSync、Arbitrum などの主要なレイヤー 2 ソリューションは、進行中の課題に対処し、相互運用性を重視し続けるための革新的なアプローチを積極的に追求しています。これらの有名なプレーヤーは、テクノロジーとアプリケーションの面で急速な革新を維持しており、市場で主導的な地位を維持し、競争上の優位性を維持するために常に努力しています。
ブロックチェーン技術の絶え間なく変化する状況において、Optimism、zkSync、Arbitrum などの主要なレイヤー 2 ソリューションは、進行中の課題に対処し、相互運用性を重視し続けるための革新的なアプローチを積極的に追求しています。これらの有名なプレーヤーは、テクノロジーとアプリケーションの面で急速な革新を維持しており、市場で主導的な地位を維持し、競争上の優位性を維持するために常に努力しています。
Optimism Ecosystem によって提案された Superchain は、OP スタックと呼ばれる共通のコード ベースを共有する複数のネットワークからなるネットワークです。このフレームワークは、インターネットがデバイス間の通信を可能にするのと同様に、さまざまなレイヤー 2 ネットワークが相互に通信およびトランザクションできる相互運用可能な環境を確立することを目的としています。スーパーチェーンは水平方向のスケーラビリティを提供することで、従来のマルチチェーン アーキテクチャに伴う課題を解決します。これらの課題には、パラチェーン間の異なるセキュリティ アーキテクチャが含まれます。これにより、チェーンが追加されるとシステム リスクが増加する可能性があり、チェーンが追加されるたびに新しいノードを確立するコストが増加します。
出典: スーパーチェーン - OP Stack Docs
2023 年 6 月、zkSync は、zkEVM のフラクタル インスタンスとして実行される新しいタイプのネットワークであるハイパーチェーンを開始しました。これらのハイパーチェーンは、レイヤー 1 共有決済と並行して実行され、zkSync Era を使用したレイヤー 2 ネットワークとして、またはレイヤー 3 Validium として実行できる柔軟性を備えています。 zkSync エコシステムのハイパーチェーンは、誰でも許可なく開発およびデプロイできます。信頼性とシームレスな相互運用性を確保するには、各ハイパーチェーンが ZK スタック上の同じ zkEVM エンジンによって駆動される必要があります。 zkSync エコシステムの最初のハイパーチェーンである GRVT は、集中型取引所と分散型取引所の利点を組み合わせたハイブリッド暗号通貨取引所です。内部アルファ版は 2023 年 11 月にリリースされ、続いてメインネット バージョンが 2024 年の第 1 四半期にリリースされる予定です。
出典: アーキテクチャ - GRVT
Arbitrum が 2023 年 8 月に発売した Arbitrum Stylus により、レイヤー 2 ネットワーク上で Rust、C、C++ などの複数のプログラミング言語を使用したスマート コントラクトの開発が可能になります。 Solidity に加えて、開発者は WebAssembly (WASM) と互換性のある言語を使用してスマート コントラクトを作成できるようになりました。 WASM はネットワーク上で Rust や C++ などの言語のコードを実行でき、Arbitrum Stylus はこれらのコードをブロックチェーン上で実行することもできます。 Stylus は、EVM と完全に相互運用可能な 2 番目の同等の仮想マシンを導入し、スマート コントラクトを作成する新しい方法を提供します。
2022 年以降、レイヤー 2 自体が暗号通貨分野における重要な物語となっています。レイヤー 2 の領域では、物語は一般の人々の認識を形成し、市場のトレンドに影響を与える上で重要な役割を果たします。これらの物語は、レイヤー 2 とイーサリアム全体の将来についての洞察を提供します。
- フルチェーンゲーム。このタイプのゲームは、ブロックチェーンを使用して集中ゲームサーバーを置き換え、アセット、ロジック、ステータス、ストレージなどのゲームのすべての側面をチェーン上に置きます。 Starknet と COMBO (現在テストネット上で実行中) は、パブリック チェーン スペースにおけるフルチェーン ゲームの重要なサポーターとしての地位を確立しています。
- モジュール式ブロックチェーン。当初、ブロックチェーンは単一のブロックチェーンがすべてのタスクを処理するモノリシック設計を採用していました。しかし、すべてをカバーしようとするのではなく、特定の機能に焦点を当てたモジュール式ブロックチェーンの概念が登場しました。 Celestia は、初のモジュール式ブロックチェーン ネットワークです。準備は完了しており、エアドロップと打ち上げ計画は2023年10月に発表される予定だ。
- ガス代ゼロ。ガス料金は、イーサリアムの大量導入にとって大きな障壁となってきました。この問題点を解決するために、GasZero (現在テストネット上で実行中) がレイヤー 2 ネットワークとして登場し、信頼できるエンド ユーザーにはガス料金が請求されないという独自のソリューションを提供します。 GasZero では、ユーザーはウォレットにトークンを事前に入金することなく、分散型ネットワークやスマート コントラクトと対話できます。
- レイヤー3。ブロックチェーン業界におけるレイヤー 3 の概念には、現在広く受け入れられている定義がありません。イーサリアムの共同創設者ヴィタリック・ブテリン氏は、マルチロールアップエコシステムのアーキテクチャはまだ進化しており、ほとんどの議論が理論レベルにとどまっているため、その定義を明確にするのは時期尚早であると考えている。ただし、Vitalik 氏は、将来のレイヤー 3 の 3 つの可能性を共有しました。
- レイヤ 2 は拡張機能用で、レイヤ 3 はプライバシー保護などのカスタマイズ機能用です。
- レイヤ 2 はユニバーサル拡張用で、レイヤ 3 はカスタム拡張用です。
- レイヤ 2 はトラストレス拡張機能 (ロールアップ) に使用され、レイヤ 3 は弱い信頼拡張機能 (Validium) に使用されます。
コスト効率の高いレイヤー 2 ネットワークは、混雑したイーサリアム ネットワークの代替としてますます注目を集めています。特定の機能を慎重にスケーリングする際には、強固なベースレイヤーを維持することが重要です。イーサリアム コミュニティはテクノロジーとアプリケーションの開発を奨励していますが、2023 年 10 月のイーサリアム香港ハッカソンでヴィタリック ブテリン氏が強調したように、使いやすさと分散化の利点との間の微妙なバランスを維持することが重要です。
Vitalik 氏によると、レイヤー 2 は 4 つの重要な課題に直面しています。
- システムのセキュリティと分散化を証明します。有効性 (ゼロ知識) 証明と不正証明は、イーサリアム チェーン上で処理することなくトランザクションの正当性を証明するために使用されます。ただし、有効性証明は特定のハードウェアに依存するため、集中化の問題に直面します。
- 仕分け機の分散化。これらのシーケンサーは、トランザクションをレイヤー 1 に送信する前に検証、並べ替え、および圧縮します。しかし、この集中型のセットアップは、単一障害点、検閲の脆弱性、または当局による閉鎖に対して脆弱になる可能性があるとして批判されています。
- クロスレイヤー2ウォレット。これらにより、ウォレットを切り替えることなく、複数のレイヤー 2 ソリューション間でシームレスに対話できるようになります。
- データの可用性。これは、オンチェーンデータの可用性、つまりトランザクションを検証するためにブロックチェーンデータの完全なコピーを保存するという課題を指します。 Validiums や Optimiums などのソリューションは、レイヤー 1 でデータを公開しないため、通常はレイヤー 2 として分類されないことに注意してください。代わりに、レイヤー 1 の上に追加の信頼仮定が導入されます。
さらに、前述したように、現在、スループットの点でイーサリアムを超えるレイヤー 2 ネットワークはありません。最優先事項は、レイヤー 2 エコシステムの開発です。
- エコシステムとアプリケーション。現在、レイヤー 2 ネットワークのエコシステム内のほとんどのアプリケーションは DeFi アプリケーションです。 Layer 2 がそのエコシステムを拡大し、より多くのユーザーを引き付け、ユーザーの滞在を促すことができるように、より多くの種類の驚異的な dApps を導入する必要があります。
結論
- エコシステムとアプリケーション。現在、レイヤー 2 ネットワークのエコシステム内のほとんどのアプリケーションは DeFi アプリケーションです。 Layer 2 がそのエコシステムを拡大し、より多くのユーザーを引き付け、ユーザーの滞在を促すことができるように、より多くの種類の驚異的な dApps を導入する必要があります。
結論
要約すると、レイヤー 2 ネットワークは、イーサリアムの成長を妨げていたスケーラビリティとコストの課題を効果的に解決することで、イーサリアムの大量採用を推進しています。これらのネットワークは、トランザクションのスループットを向上させ、手数料を削減する革新的なソリューションを提供し、イーサリアムをよりアクセスしやすく、より幅広いユーザーにとって包括的なものにします。
さらに、イーサリアムのレイヤー 2 ネットワークに加えて、BNB チェーンのスケーラビリティの課題への対応として opBNB が登場しました。 2023 年 9 月に、opBNB はメインネットの立ち上げを正常に完了しました。実際、これらの課題に直面して、他のパブリックチェーンの対応策と今後の開発の方向性も興味深いものです。私たちはエコシステムの開発とユーザーの誘致に引き続き重点を置いています。無限の可能性が私たちの前に広がり、各パブリック チェーンはスケーラビリティと大量採用への独自の道を歩み始めることになります。
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この記事の内容は業界の調査とコミュニケーションのみを目的としており、投資アドバイスを構成するものではありません。市場リスクがあり、投資には注意が必要です。
この記事は、Footprint Analytics コミュニティによって寄稿されました。
フットプリント コミュニティは、メンバーがビジュアル データを使用して協力し、伝達可能な洞察を作成する、グローバルで相互支援的なデータ コミュニティです。 Footprint コミュニティでは、ヘルプを得たり、リンクを構築したり、Web 3、Metaverse、GameFi、DeFi に関するブロックチェーン関連の学習や研究についてコミュニケーションしたりできます。多くのアクティブで多様性に富み、熱心なメンバーがコミュニティを通じて互いに刺激し合い、サポートし合っているため、データを提供し、洞察を共有し、コミュニティ開発を推進するための世界的なユーザー ベースが確立されています。
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