Layer 2 は本当にイーサリアムのスケーラビリティを向上させたのか?
構築する安全でユーザーフレンドリーな分散型ネットワークのビジョンは、重要なインフラの発展に依存しています。このビジョンは、共有された経済フレームワークによって支えられ、数十億人の支持を得ています。Layer 2 のスケーリングソリューションは、この基盤を構築し、Ethereum の能力を強化する上で重要な役割を果たしています。これらのプロジェクトは相互に協力し、Ethereum がその潜在能力を最大限に発揮できる強力なエコシステムを形成しています。
この記事では、Layer 2 の革新、物語、直面している課題、そしてそれらが Ethereum の大規模採用に与える変革的な影響について深く探ります。私たちの分析は、Footprint Analytics の Layer 2 研究ページ のデータに基づき、この進化するエコシステムに貴重な洞察を提供します。
なぜ Layer 2 が必要なのか?
長い間、ブロックチェーン技術はその分散化、安全性、スケーラビリティなどの利点から評価されてきました。しかし、「ブロックチェーンの三重制約」は、単純なアーキテクチャ内でこれら三つを同時に実現することが非常に困難であることを示しています。Ethereum は現在、毎日 100 万件以上の取引を処理していますが、需要の増加に伴い、ネットワークの混雑や高額な取引手数料の問題に直面しています。この問題を解決するために、Layer 2 ネットワークが革新的な解決策として登場しました。
Layer 2 の主な目標は、より高い取引処理能力(TPS)を実現することで取引スループットを向上させつつ、分散化と安全性を維持することです。これらの Layer 2 は、複数のオフチェーン取引を単一の Layer 1 取引に統合することでこの目標を達成します。そのため、取引手数料は大幅に削減され、Ethereum はより広範なユーザーにとって使いやすく、包摂的になります。
Layer 2 の種類
現在、Layer 2 には主に 3 つの種類があります:Rollups、State channels、そして Plasma です。
Rollups
Layer 2 ソリューションとして、Rollups は複数の取引を Layer 1 の単一の取引に集約し、Rollup 内の参加者間で取引手数料を分配することでユーザーコストを節約します。Rollups には主に二つのタイプがあります:Optimistic Rollups と Zero-knowledge Rollups(ZK-Rollups)。Optimistic Rollups は詐欺証明を利用してオフチェーン取引の有効性を保証し、ZK-Rollups はゼロ知識証明を使用してプライバシーと安全性を強化します。
Optimistic Rollups の例には、Arbitrum(Arbitrum One)、Optimism(OP Mainnet)、および Base があります。
- Arbitrum は Offchain Labs チームによって 2021 年 8 月にリリースされ、業界のリーダーとなり、50% 以上の市場シェアを占めています。Nitro アップグレードにより、Arbitrum は EVM 完全互換性を実現し、開発者はほとんど変更なしでスマートコントラクトを Ethereum から Layer 2 にシームレスに移行できます。
- Optimism は第二の Ethereum Layer 2 ソリューションで、2021 年 1 月にソフトローンチされ、同年 12 月に全ユーザーに公開されました。Optimism は EVM 互換のアーキテクチャを採用し、Ethereum 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 と提携し、OP Stack に基づいて構築され、2023 年 7 月にメインネットでローンチされました。短期間で大きな成功を収め、Layer 2 市場で第三の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、Coinbase の暗号製品構築における専門知識を活用しています。
一方、ZK-rollup のアプリケーションには、zkSync Era、Starknet、Linea、Polygon zkEVM があります。
- zkSync Era は世界初の zkEVM ブロックチェーンで、2023 年 3 月に全ユーザー向けにメインネットでリリースされ、Layer 2 市場で第四の市場シェアを迅速に獲得しました。ユーザー活動(TPS や取引件数を含む)において、zkSync Era は支配的な Rollup ソリューションとなっています。
- Starknet は 2021 年 11 月にメインネットをローンチしました。STARK 暗号学的証明システムを使用し、安全で低コスト、高性能を実現しています。Starknet は Cairo を開発言語として使用し、EVM とは互換性がありません。現在、Solidity と Cairo の互換性を実現するために Warp というトランスレーターを通じて努力しています。
- Linea は ConsenSys の Layer 2 ソリューションで、2023 年 7 月にメインネットをローンチしました。EVM 互換性を提供し、開発者が簡単に移行し、ネットワーク上でアプリケーションを構築できるようにします。
- Polygon zkEVM の公共テスト版は 2023 年 3 月にリリースされ、EVM 互換を目指しています。Polygon(旧 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 の製品の一つです。
State channels
State channels は、参加者が迅速かつ無制限のオフチェーン取引を行い、Ethereum 上で最終結果を決済できるメカニズムです。この方法は、ネットワークの混雑、手数料、取引遅延を減少させることができます。
Raiden Network は、State channels 技術の研究、プロトコルの定義、参考アプリケーションの開発に焦点を当てたオフチェーンスケーリングソリューションです。ほぼリアルタイムで低手数料かつスケーラブルな支払い機能を実現し、Ethereum 上の ERC20 トークンと互換性があります。このネットワークは、Ethereum エコシステムとの互換性を維持しつつ、スケーラビリティと可用性を向上させることを目指しています。
Plasma
Plasma チェーンは、Ethereum 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を通じてアンカーされ、詐欺証明(Optimistic Rollups に似た)を利用して争議を解決します。
OMG Network は Layer 2 Plasma アーキテクチャを利用し、強力なセキュリティ保証と高スループットを提供します。Ethereum 上で分散型支払いアプリを構築しようとする第三者開発者に対して、スケーラブルなソリューションを提供しています。
データインサイト
コンセンサスが形成されています:Ethereum は大規模採用を実現するでしょう、ただ時間の問題です。それでは、進捗はどうでしょうか?
他の技術の普及と同様に、Ethereum の採用軌跡は古典的なベル型曲線で説明できます。最初は少数の革新者がこの技術を迅速に受け入れ、その後、初期採用者が参加します。Ethereum が進化し成熟するにつれて、徐々にカバレッジを拡大し、初期および後期の大多数を引き付け、大規模採用の段階に入ります。最終的に、採用の最後の段階では、この技術は「遅れた者」と呼ばれる残りの人々に利益をもたらします。
Layer 2 が Ethereum の大規模採用に与える影響を以下の観点から探ってみましょう:
TVL(総ロック価値)
総ロック価値(TVL)は、採用状況の先行指標と見なされています。
2023 年 10 月末時点で、Arbitrum は 60.04 億ドルの TVL と 61.03% の市場シェアで圧倒的にリードし、市場の主導者の地位を確立しています。Optimism は続いており、TVL は 25.98 億ドル、市場シェアは 26.41% で、広範な採用率とユーザー参加度を示しています。
他のチェーンは第二の梯隊を構成していますが、市場シェアは 5% にも満たないほど遅れています。新たに参加した Base は 2023 年 7 月 13 日にメインネットをローンチし、4.63 億ドルの TVL で第三位を占めています。zkSync Era は 4.51 億ドルのロック値で第四位、Starknet は 1.35 億ドルの TVL で第五位です。
データソース:Layer 2 Overview
ユーザー数および取引量
ユーザー活動、すなわち Ethereum と相互作用するユニークユーザー(ブリッジャー)の数と取引量は、採用状況を測る重要な指標です。
さまざまな Layer 2 ソリューションの中で、zkSync Era は圧倒的にリードしており、267 万の独立ユーザーを累積し、すべての Rollup の 37.10% を占め、223 万件の取引を促進し、Rollup 活動の 50.84% を占めています。zkSync Era の初期のエアドロップ活動は大量のユーザーを引き付け、その後もリーダーの地位を維持しています。取引量においては、Starknet が続き、取引量は 170 万件で Rollup の 23.70% を占めています。
Base と Linea は 2023 年 7 月にメインネットでローンチされ、市場で広く人気を博しています。これらは独立ユーザーの参加度と取引量の両方で Optimism と Polygon zkEVM を上回っています。
取引スループット
取引スループットは、ブロックチェーンコミュニティで頻繁に議論される主要なスケーリング課題の一つです。
現在、Ethereum メインネットの処理能力は約毎秒 15 件の取引(TPS)です。それに対して、Visa は約 24,000 TPS の処理能力を持ち、Mastercard は 5,000 TPS を処理できます。
Layer 2 はこのギャップを縮小しています。10 月には、Arbitrum や zkSync Era などの著名な Rollup ソリューションの平均 TPS は約 9.5 から 10 で、既存の Rollup の中で Ethereum に最も近い性能を持っています。Rollups はスケーラビリティに大きく貢献し、10 月の総取引スループットは Ethereum メインネットの 321% を超え、スケーラビリティ係数は 4.21 に達しました。
Rollup 技術はスケーラビリティの向上に寄与していますが、現在のところ、どの Rollup も Ethereum を超えるスループットを実現できていません。ベアマーケットにおいて、ユーザーを引き付け、維持することは Layer 1 と Layer 2 ネットワークの両方にとって課題です。繁栄する Layer 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 Layer 2 間や Layer 1 と Layer 2 間のシームレスな相互作用が欠如しているため、ユーザー体験が影響を受けています。たとえば、ウォレットの切り替えや流動性コストが発生します。
手数料
Layer 2 は Ethereum ネットワークの手数料を削減する上で重要な役割を果たしています。複数のオフチェーン取引を単一の Layer 1 取引に統合することで、Ethereum の取引手数料は大幅に低下しました。
Footprint Analytics のデータによると、2023 年 10 月の Rollup 平均取引手数料は Ethereum の 3% から 10% です。
データソース:Average Gas Fee
これらの数字は、Layer 2 がますます人気を集め、採用率が高まっていることを示しており、Ethereum の混雑を緩和し、スケーラビリティを向上させる上での潜在能力を強調しています。
Layer 2 の革新
変化し続けるブロックチェーン技術の分野で、Optimism、zkSync、Arbitrum などの先進的な Layer 2 ソリューションは、持続的な課題を解決するための革新的なアプローチを積極的に追求し、相互運用性に注目しています。これらの著名な参加者は、技術やアプリケーションの面で迅速な革新のペースを維持し、常にリーダーシップを保ち、市場競争力を維持するために努力しています。
Superchain は Optimism エコシステムによって提案されたもので、複数のネットワークから成るネットワークで、これらのネットワークは OP Stack と呼ばれる共通のコードベースを共有しています。このフレームワークは、さまざまな Layer 2 ネットワークが相互に通信し、取引できる相互運用可能な環境を構築することを目的としています。これは、インターネットがデバイス間の通信を実現する方法に似ています。横方向のスケーラビリティを提供することにより、スーパーシェーンは従来のマルチチェーンアーキテクチャに関連する課題を解決します。これらの課題には、パラレル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、より多くの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、各新しいチェーンのために新しいノードを構築するコストがかかります。
2023 年 6 月、zkSync は Hyperchains を発表しました。これは新しいタイプのネットワークで、zkEVM のフラクタルインスタンスとして機能します。これらの Hyperchains は Layer 1 と決済を共有し、柔軟に Layer 2 ネットワークとして zkSync Era と共に動作するか、Layer 3 Validium として動作します。zkSync エコシステム内の Hyperchains は、誰でも開発および展開でき、許可を得る必要はありません。信頼とシームレスな相互運用性を確保するために、各 Hyperchain は ZK Stack 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。GRVT は zkSync エコシステム内の最初の Hyperchain であり、中央集権型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。内部テストの Alpha バージョンは 2023 年 11 月にリリースされる予定で、2024 年の第一四半期にはメインネットバージョンがリリースされる見込みです。
Arbitrum Stylus は Arbitrum によって 2023 年 8 月に発表され、Rust、C、C++ などのさまざまなプログラミング言語を使用して Layer 2 ネットワーク上でスマートコントラクトを開発できるようにします。Solidity に加えて、開発者は WebAssembly(WASM)互換の言語を使用してスマートコントラクトを記述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 を使用することで、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可能です。Stylus は、スマートコントラクトを記述するための新しい方法を提供する、EVM と完全に相互運用可能な二番目の同等の仮想マシンを導入します。
Layer 2 の物語
2022 年以降、Layer 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。Layer 2 の領域では、物語が公衆の認識を形成し、市場の動向に影響を与える重要な役割を果たしています。これらの物語は、Layer 2 と Ethereum 全体の未来に洞察を提供します。
- 全チェーンゲーム。この種のゲームは、ブロックチェーンを利用して中央集権型のゲームサーバーを置き換え、資産、ロジック、状態、ストレージなど、ゲームのあらゆる側面をチェーン上に置きます。Starknet と COMBO(現在テストネットで稼働中)は、公有チェーン領域内の全チェーンゲームの重要な支持者として自らを位置づけています。
- モジュール型ブロックチェーン。最初、ブロックチェーンはオールインワンの設計を採用し、単一のブロックチェーンがすべてのタスクを処理していました。しかし、特定の機能に焦点を当て、すべての機能をカバーしようとしないモジュール型ブロックチェーンの概念が登場しました。Celestia は最初のモジュール型ブロックチェーンネットワークです。すでに準備が整っており、2023 年 10 月にエアドロップとローンチ計画を発表しました。
ゼロガス手数料。ガス手数料は、Ethereum の大規模採用を妨げる大きな障害の一つです。この痛点を解決するために、GasZero(現在テストネットで稼働中)が Layer 2 ネットワークとして登場し、信頼できる最終ユーザーに対してガス手数料を一切請求しないという独自の解決策を提供します。GasZero では、ユーザーはウォレットにトークンを事前に預けることなく、分散型ネットワークやスマートコントラクトと相互作用できます。
Layer 3。ブロックチェーン業界における Layer 3 の概念には、現在広く受け入れられている定義はありません。Ethereum の共同創設者 Vitalik Buterin は、現在その定義を明確にするには早すぎると考えています。なぜなら、複数の Rollups エコシステムのアーキテクチャはまだ進化しており、大多数の議論は理論的なレベルにとどまっているからです。しかし、Vitalik は Layer 3 の未来に関する三つの可能性を共有しました: *
Layer 2 はスケーリングに使用され、Layer 3 はカスタマイズ機能(プライバシー保護など)に使用される。
Layer 2 は汎用スケーリングに使用され、Layer 3 はカスタマイズスケーリングに使用される。
Layer 2 は無信任スケーリング(Rollups)に使用され、Layer 3 は弱信任スケーリング(Validiums)に使用される。
Layer 2 が直面する課題
混雑した Ethereum ネットワークの代替選択肢として、経済的に効率的な Layer 2 ネットワークがますます注目されています。特定の能力を慎重に拡張する一方で、堅牢な基盤層を維持することが重要です。Ethereum コミュニティは技術とアプリケーションの発展を奨励していますが、ユーザーフレンドリーさと分散化の利点の間で微妙なバランスを保つことが重要です。これは、Vitalik Buterin が 2023 年 10 月の Ethereum 香港ハッカソンイベントで強調したことです。
Vitalik の見解によれば、Layer 2 は四つの重要な課題に直面しています:
- 証明システムの安全性と分散化。有効性(ゼロ知識)証明と詐欺証明は、Ethereum チェーン上で処理することなく取引の合法性を証明するために使用されます。しかし、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ています。
- ソーティングの分散化。これらのソーターは取引を検証、ソート、圧縮し、Layer 1 に転送します。しかし、この集中型の設定は、単一障害点、検閲の脆弱性、または当局による閉鎖の可能性があるため、批判されています。
- クロス Layer 2 ウォレット。これにより、複数の Layer 2 ソリューション間でシームレスな相互作用が可能になり、ウォレットを切り替える必要がなくなります。
- データの可用性。これは、取引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、Layer 1 でデータを公開しないため、通常は Layer 2 として分類されません。代わりに、Layer 1 の上に追加の信頼仮定を導入します。
さらに、前述のように、現在のところ、どの Layer 2 ネットワークも Ethereum を超えるスループットを実現できていません。緊急の課題は Layer 2 のエコシステムを発展させることです。
- エコシステムとアプリケーション。現在、Layer 2 ネットワークのエコシステムには、ほとんどのアプリケーションが DeFi アプリです。Layer 2 がエコシステムを拡大し、より多くのユーザーを引き付け、彼らを留まらせるためには、さまざまなタイプの現象的な dApps を導入する必要があります。
結論
要するに、Ethereum の発展を妨げるスケーラビリティとコストの問題を効果的に解決することにより、Layer 2 ネットワークは Ethereum の大規模採用に向けて進んでいます。これらのネットワークは革新的な解決策を提供し、取引スループットを向上させ、手数料を削減し、Ethereum をより広範なオーディエンスにとって使いやすく、包摂的にしています。
さらに、Ethereum の Layer 2 ネットワークに加えて、opBNB が BNB チェーンのスケーラビリティの課題に対する応答として登場しました。2023 年 9 月、opBNB はメインネットのローンチに成功しました。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や今後の発展方向も期待されます。 皆の焦点は依然としてエコシステムの発展とユーザーの引き付けにあります。無限の可能性が私たちの前に広がっており、各パブリックチェーンは独自のスケーラビリティと大規模採用の道を歩むことになるでしょう。
この記事の内容は業界研究と交流の目的でのみ使用されており、投資のアドバイスを構成するものではありません。市場にはリスクがあり、投資には慎重さが求められます。
この記事は Footprint Analytics コミュニティによって寄稿されました。
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