Ethereum の合併後も、拡張のためにレイヤー 2 は必要ですか?

最近、イーサリアムの共同創設者であるヴィタリック・ブテリン氏は、ETHSeoulでのスピーチで、ZK-Rollupsがイーサリアムのスケーリング戦争でOptimistic Rollupsに勝ち、将来的にはイーサリアムのメインのレイヤー2ソリューションになると予測しました。一時期、Layer2 に関する話題が業界で急速に話題になりましたが、Layer2 とは何でしょうか? ETH2.0とLayer2の関係は何ですか? Layer2の将来はどのように発展していくのでしょうか?以下から確認してみましょう。

レイヤー 1——レイヤー 2

Layer2 とは何か知りたいですか?まず第一に、イーサリアムの拡張から始めなければなりません。イーサリアムの混雑については詳しく説明する必要はなく、誰もがそれを痛感しています。イーサリアムのパフォーマンスを向上させるソリューションとしての拡張は、過去 2 年間、ユーザーやマニアの間で常に話題となってきました。現在、2 つの一般的なソリューションがあります。 1つは、イーサリアムのメインチェーン（レイヤー1）をベースに容量を拡張する方法で、レイヤー1拡張と呼ばれます。もう 1 つの解決策は、メイン チェーンの横に新しいチェーンを構築して拡張を実現することです。これはレイヤー 2 拡張と呼ばれ、ZK-Rollups は最適な方法の 1 つです。

レイヤー 1 拡張であれレイヤー 2 拡張であれ、その主な目的は、Ethereum のスケーラビリティを高めてネットワークの混雑を緩和し、高額なガス料金を削減し、ネットワーク効率を向上させることです。誰もが 2 つの解決策を理解しやすくするために、例を挙げてみましょう。

現在のイーサリアムのメインチェーンレイヤー1を家に例えると、メインチェーン上で実行されているDApps、DeFi、スマートコントラクトは、その家に住む人々と見ることができます。居住者数が増え続けるにつれて、この古い家（レイヤー1）はより多くの人々を収容することがますます困難になってきています。現在、解決策は 2 つあります。ソリューション 1: レイヤー 1 の拡張は、古い家を拡張し、部屋数を増やしてより多くの人を収容することと同じです。解決策 2: レイヤー 2 では、元の古い家をそのままにして、古い家の隣に新しい家を建て、新しい家に何人かの人を移転することで拡張の効果を実現します。

レイヤー2はレイヤー1を基準として存在します。拡張計画を解決する際に、まず思い浮かぶのはパブリックチェーン自体の拡張、つまりLayer1の拡張です。たとえば、初期のビットコインの大きなブロックのアイデアとイーサリアムの ETH2.0 は、どちらもレイヤー 1 の拡張です。 Layer2 は、一連のオフチェーン スケーラビリティ ソリューションの総称です。レイヤー2 プラットフォームとプロトコルは、メインチェーンのデータ処理の一部をレイヤー2 に転送することで、ベースレイヤー (ルートチェーン) の負担を軽減し、ブロックチェーン ネットワーク全体のスケーラビリティを向上させる方法でデータを処理します。レイヤー1とレイヤー2は、イーサリアムの拡張においてそれぞれ独自の利点があり、重要な役割を果たします。

レイヤー2分類

現在、Ethereum Layer2 には、ステート チャネル、サイド チェーン、Plasma、Rollups、Validium、ハイブリッド ソリューションなど、いくつかのソリューションが存在します。

数多くのレイヤー 2 ソリューションの中で、最も人気のあるのは間違いなく Rollup です。ロールアップは、多数のトランザクションを大きなバッチに「集約」し、そのバッチの「証明」を生成します。この証明はメインネット上で公開されます。 Rollup は、レイヤー 1 の外部でトランザクションを実行しますが、トランザクション データをレイヤー 1 に公開します。トランザクション データはレイヤー 1 のブロックに含まれるため、Rollup は Ethereum のセキュリティを継承するのと同等です。

圧縮データの有効性（データの正確性）に関するさまざまなスキームに応じて、ロールアップはオプティミスティック ロールアップと ZK ロールアップに分けられます。現在、市場の一般的な見方は、Optimistic Rollup は短期および中期的には楽観的であり、ZK Rollup は長期的には楽観的であるということです。

楽観的なロールアップ

ZK Rollup ソリューションと比較すると、Optimistic Rollup は短期的には実装が容易です。重要な理由の 1 つは、ポータビリティが優れていることです。 Optimistic Rollup が DeFi のリーダーである Uniswap に高く評価されているのは、まさにその優れたポータビリティのためです。 Uniswap V3 は Optimism に導入されており、これは DeFi プロジェクト全体による Layer2 ソリューションの採用にとって決定的な意味を持ち、Optimistic Rollup は短期および中期的には Layer2 にとって最も重要な実装ソリューションの 1 つになります。

Optimistic Rollup の利点は明らかですが、致命的な欠陥もあります。それは、詐欺防止の問題を解決する必要があり、引き出しサイクルが 1 週間ほど長くなることです。ユーザーはレイヤー2取引所からレイヤー1に資金を引き出すのに1週間待つ必要があり、これはほとんどのユーザーにとって耐えられない時間です。しかし、この欠点は解決できないわけではありません。 Optimism DAI Bridge などの一部のプロジェクトは、Optimistic Rollup がこの時間を短縮するのに役立ちます。

ZK ロールアップ

ZK Rollup は、ゼロ知識証明に基づく第 2 層拡張ソリューション (Layer2) です。 ZK Rollup データの可用性により、誰でもチェーンに保存されたトランザクション データに基づいてアカウントのグローバル状態を復元できるため、データの可用性によって生じるセキュリティ リスクが排除されます。 Optimistic Rollup の長い引き出しサイクルと比較すると、ZK Rollup は数学的な信頼性の証明を通じてこの問題を回避し、技術的なセキュリティの面では基本的にレイヤー 1 に近いものとなっています。同時に、ユーザーのニーズに応じて入出金も即時に実行できます。これがZK Rollupの最大の利点です。

Optimistic Rollup と同様に、ZK Rollup にも独自の欠点があります。つまり、現在の ZK Rollup は EVM と完全に互換性がありません。これは、ZK Rollup が第 2 レイヤーのトランザクションのゼロ知識証明を生成し、それを検証のために第 1 レイヤーに戻す必要があるためです。トランザクションプロセス全体がゼロ知識証明の仕様に準拠する必要があります。 EVM が最初に設計されたとき、ゼロ知識証明はまだ普及しておらず、ゼロ知識証明のサポートは考慮されていませんでした。

しかし、この問題は解決されつつあります。 Scroll、zkSync、Polygon などの Layer2 プロジェクトは、ZK-EVM コンピューティング環境を展開し、ZK-Rollups がさまざまな形式の一般的なスマート コントラクトを独立して実行できるようにする意向を発表しました。 ZK Rollup が EVM との完全な互換性を実現すると、より多くの DeFi プロジェクトが ZK Rollup テクノロジーを採用するようになり、DeFi からますます支持を得る機会が生まれます。徐々にトレンドが形成され、最終的には第 2 層の ZK Rollup の相互運用性が実現されます。これは、Vitalik Buterin 氏のような多くの業界リーダーが ZK Rollup を高く評価している理由でもあります。

レイヤー2の現在のジレンマ

レイヤー 2 は、Ethereum をスケーリングするために非常に必要とされている論理的なソリューションですが、独自の制限と潜在的な問題があり、プラットフォームが世界のスーパーコンピューターになるという真のビジョンを達成することを妨げる可能性があります。

構成可能性は限られている

Layer2 には多くのソリューションがあります。目的は ETH のスケーラビリティ問題を解決することですが、ソリューションによって原則や方向性が異なります。これは大きな問題につながります。異なるプロジェクトが異なるレイヤー2ソリューションを採用すると、プロジェクト間での効果的な価値交換とプロトコル循環を実現できなくなります。これにより、Layer2 に基づく DApp および DeFi アプリケーションは孤立した島になります。レイヤー 1 では、単一のトランザクションが複数の DeFi プロトコルと相互作用して組み合わせることで新しい金融商品を作成できますが、レイヤー 2 のトランザクションは独自のチェーン上に存在する DeFi プロトコルとのみ相互作用できるため、レイヤー 2 の構成可能性は大幅に制限され、異なるレイヤー 2 チェーン上の DApp の断片化にもつながります。

流動性は分散している

レイヤー2 チェーン上の DApps が断片化しているもう 1 つの理由は、関連する流動性も断片化されていることです。流動性はあらゆる金融市場において極めて重要ですが、特に流動性が不可欠な条件であるブロックチェーン業界では重要です。流動性がなければ、Layer2 チェーン上の一部の DApps と DeFi は価値を失います。レイヤー2では、既存の流動性が、異なる拡張計画でEthereumレイヤー1とレイヤー2に分配されていることがわかります。これにより、流動性が複数の層のチェーンに分割されます。異なるチェーンは異なる拡張計画を採用しているため、チェーン間のフローが不可能になり、Layer2 の流動性が大幅に制限されます。

ETH2.0とLayer2の関係

初期の頃、Layer2 は ETH のスケーラビリティと高いガス料金の問題を解決するために存在していました。現時点ではLayer2の開発でもこれが実現されているようです。 ETH2.0が成熟する前に、PolkadotやBSCなどのパブリックチェーンも大きな勢いで参入し、いつでもEthereumの地位を揺るがす準備ができています。 Layer2 ソリューションは、Ethereum の巨大なアプリケーション システムが直面する問題を解決します。 ETH がパブリックチェーンの王としての地位を維持できるようにしましょう。

両者は切り離せない

ETH2.0 の拡張は Layer2 と切り離せません。同様に、Layer2 は空から作成されるのではなく、Layer1 に基づいて構築されるため、ETH2.0 から独立して存在することはできません。レイヤー1がなければ、レイヤー2は存在しません。さらに、メインチェーンとして、Layer2 では Layer1 の分散化とセキュリティも求められます。現在、Layer2 で実行されている DApp と DeFi の重要な情報の一部は、Layer1 によって検証される必要があります。したがって、ETH2.0 は拡張を実現するために Layer2 を必要とするだけでなく、Layer2 も ETH2.0 と切り離せないものになります。両者の関係は補完的であり、切り離せないものです。

互いに競い合い、互いに達成し合う

統合されたETH2.0はメインチェーンLayer1の自己拡張を実現し、計算速度が向上し、PoWモデルがPoSモデルに置き換えられます。高額なガス料金も引き下げられる見込みです。将来的には、Layer1 はより複雑な DApps や DeFi を運ぶことができるようになります。これにより、同様に計算速度が速く、手数料が低いレイヤー2との競争が生まれます。進化の過程で、レイヤー1とレイヤー2はDeFiの階層化を形成し、ある程度の分裂を引き起こしますが、最終的にはレイヤー1とレイヤー2はバランスに達します。レイヤー2はガス料金が低く、速度が速いためDeFiの主な領域ですが、レイヤー1も依然として非常に重要です。レイヤー2のセキュリティを備え、重要なデータの決済レイヤーとして利用されます。その時までに、ETH2.0 と Layer2 の関係は従属関係ではなく、相互競争と相互達成の関係になるでしょう。

統合された ETH2.0 は Layer2 を放棄するのでしょうか?

ETH2.0 の合併が差し迫っています。 ETH2.0の統合後、メインチェーンLayer1のスケーラビリティと高ガス料金の問題が大幅に緩和されるのではないかと懸念する人もいます。その時に、拡張のためにLayer2がまだ必要かどうか、Layer2が廃止されるかどうかは、実は問題ではありません。

まず、ETH2.0 の統合は一度に達成されるものではありません。 ETH2.0 の実装スケジュールから判断すると、段階的に実装され、計画の議論から最終的な実装までの各ステップは長いプロセスになります。分散化の原則に基づいて、ETH での特定の計画の実施は、コミュニティ メンバーの大多数の同意を得る必要があるためです。 ETH2.0 統合の初期段階も、一部のコミュニティ メンバーの意見の相違により繰り返し延期されました。そして、たとえ計画が実際に実行されたとしても、PoS モデルが PoW モデルに取って代わるまでには時間がかかるでしょう。したがって、ETH2.0 では今後もかなり長い間、Layer2 が必要になります。

さらに、ETH2.0統合後もメインチェーンLayer1の動作速度は大幅に向上しましたが、速度を高速化することを誰が拒否するでしょうか? Trusttoken のプロダクト マネージャー、Harold Hyatt 氏は次のように説明しています。「Ethereum ベースのレイヤー 2 は Ethereum とともに拡張されます。したがって、Ethereum が拡張されると、レイヤー 2 も拡張されます。Optimism が Ethereum メインネットより 10 倍高速である場合、シャーディング後の Ethereum は 10 倍、Optimism は 100 倍になります。」ビフロストの戦略責任者であるティボー・ペレアールは、将来的にレイヤー2が必要であることを率直に認めた。「イーサリアムの将来の可能性を解き放ち、DeFiのビジョンを真に実現するための真の触媒は、PoSではなくレイヤー2です。」したがって、ETH2.0 には現在 Layer2 が必要であり、将来も必要になります。

レイヤー2は独立したエコシステムを形成する

Layer2 は、ETH のスケーラビリティと拡張の問題を解決するために提案されました。 ETH2.0 は統合を完了しようとしていますが、ETH2.0 は Ethereum に無制限のスケーラビリティを提供しません。 ETH2.0 自体が拡張するとしても、Layer2 は必要です。したがって、長期的には、Layer2 の開発方向は、Ethereum ネットワークのスケーラビリティと拡張性をさらに向上させる方法に向けられることになります。

Layer2 の今後の開発は Ethereum に限定されません。レイヤー2チェーン上に構築されるDeFiプロジェクトが増えるにつれて、レイヤー2の取引手数料が安くなり、取引速度が速くなることが誰もが実感するでしょう。これにより、DeFi ユーザー数と取引量、特に DEX が大幅に増加します。取引量とユーザーベースが増加するにつれて、流動性プロバイダーにとっての魅力も高まり、ユーザーと流動性プロバイダーのレイヤー2へのさらなる移行につながります。徐々にトレンドが形成され、最終的にはLayer2独自のエコシステムが形成される可能性があります。その時までに、Layer2 はビットコイン、イーサリアム、分散型ステーブルコインに続く第 4 のトラックになります。

要約する

将来的には、ETH2.0とLayer2は相互に補完し合い、実現していくことになるでしょう。レイヤー2間のブリッジがさらに確立されるにつれて、レイヤー2自体の双方向性と流動性の問題が解決されます。将来的には、Layer2 はより複雑な DeFi および DApp アプリケーションを搭載し、ブロックチェーン技術の実装と普及がより速く、人々の日常生活によりよく統合されるようになると信じています。