Ethereum、多くの分散型アプリケーションにとって不可欠なプラットフォームとなっています。スケーラビリティとトランザクションコストの観点から、大きな課題を引き受ける必要があります。交通ピーク中、コストは1回の取引で数百ユーロに達する可能性があります。レイヤー2ソリューションが開発されました。コストを削減しながら、トランザクションを加速します。この記事では、レイヤー2の機能、その種類、および関連する課題について詳しく説明します。
目次
レイヤー2の概念を理解します
レイヤー1の定義と違い1
レイヤー1は EthereumやBitcoinなどのブロックチェーンのメイン層を指定しますすべてのトランザクションが保存および検証されているのは、このレイヤー上にあります。取引の検証は、資金の可用性、デジタル署名の認可、二重支出の欠如など、ネットワークのルールを尊重することを検証することです。1バリデーターは、取引を確認または拒否するためProof of Work、の規則Proof of Stake基づいています。
ただし、レイヤー1にはスケーラビリティの点で制限があります。たとえば、Ethereum TPS ）を処理できます。これは、数千のdAppサービスDefiサービスがネットワークを要求するとすぐに不十分になります。需要の高い期間中、取引コストが大幅に増加しました。、レイヤー2ソリューションが介入する場所です。
レイヤー2は、メインブロックチェーン（レイヤー1）に基づいた追加のレイヤーですが、トランザクションを外部で処理して後者を緩和します。トランザクションが処理されると、それらはロットまたは要約の形でレイヤー1にさらされ、メインネットワークの負荷を削減し、コストを削減します。
レイヤー2が解決策として出現したのはなぜですか？
dApp SおよびDefiサービスの指数発展により Ethereum Networkはすぐにその限界に達しました。トランザクションは遅くなるだけでなく、高価になり、特定のアプリケーションをあまり実行できません。
レイヤー2のソリューション、特にロールアップとサイドチェーンは、これらの差し迫ったニーズを満たすために開発されました。これらは、トランザクションの処理能力を高め、はるかに低いコストを維持し、ブロックチェーンをよりアクセスしやすくします。
さまざまなタイプのレイヤー2ソリューション
ロールアップ：楽観的なロールアップとZKロールアップ
ロールアップは最も使用されているレイヤー2テクノロジーの1つですこれらは、これらのメインチャネルトランザクションの概要を提出する前に、オフチェーントランザクションを処理することを可能にします（レイヤー1）。
楽観的なロールアップ：これらのロールアップは、すべてのトランザクションがデフォルトで有効であると仮定することで機能します。ただし、ネットワークの参加者が詐欺やエラーが疑われる場合、「詐欺の証拠」（詐欺証明）を提供することにより、取引の妥当性に異議を唱えることができます。この紛争メカニズムは、すべての人が取引の妥当性に疑問を投げかけることを可能にするために、待機期間（一般的に1週間から2週間）につながります。この期間は、楽観的なロールアップからの資金の撤退が長くなる理由を説明しています。メインブロックチェーンは、取引を確認する前に抗議期間の終了を待つ必要があります。
ZK-Rollups ：楽観的なロールアップとは異なり、 ZK-Rollups （ゼロナレッジロールアップ）暗号化の証拠、オフチェーントランザクションの妥当性を証明します。 ZK-SNARKSまたはZK-STARKSと呼ばれるこの証拠は、メインチャネルの対象となり、レイヤー1で各トランザクションを実行することなくトランザクションが適切であることを保証します。 ZK-Rollupsを使用した注目すべきプロジェクトはzkSync。これは、その速度と基金移転の低コストによって区別されます。
横鎖（サイドチェーン）：操作と例
サイドチェーンは、メインチャネルと並行して機能する独立したブロックチェーンです（レイヤー1） 。彼らは独自のコンセンサスメカニズムを持っているため、トランザクションを独立して扱うことができます。ただし、これは、レイヤー1の安全性から直接恩恵を受けないことを意味します。ユーザーは、橋（ブリッジ）。
これらのブリッジは、2つのチャネルをリンクすることを可能にしますが、特にブリッジバリエーターのハッキングや妥協の場合に、追加のセキュリティリスクも導入します。
PolygonはProof of Stake（POS）に基づいた独自のコンセンサスメカニズムがあります特定の方法で取引の目的と安全性のためのEthereumに基づいていますこれがどのように機能しますか：
1. Ethereumでのチェックポイントの定期的な固定
Polygon定期的にチェックポイントをEthereumに。Polygonで検証されたトランザクションの概要を含みます。Polygonで独立して処理および検証されますがEthereumに固定するトランザクションの「目的」の形式が保証されます。
つまり、トランザクションが PolygonのPOSメカニズムを介して最初に検証されたとしても、ブロックチェーンの最終状態（または少なくともこの状態の一部）がこれらのチェックポイントを介して Ethereum で安全であり、追加の検証レイヤーを作成します。
2. Ethereumのおかげでセキュリティの増加
これらのチェックポイントの固定にEthereumを使用するとPolygonEthereumネットワーク、特にその不変性と分散ネットワークの力から利益を得ます。Polygonで問題が発生したとしてもPolygonのPOSメカニズムに対する51％の攻撃などEthereumに固定されたデータは信頼できるままであり、コヒーレント状態のトランザクションを回復するための基礎として使用できます。
サイドチェーンとロールアップの主な違いは、コンセンサスメカニズムにあります。サイドチェーンは独自の安全性とコンセンサスを管理しますが、ロールアップは最終トランザクションを検証するためのメインチャネル（レイヤー1）のセキュリティに基づいています。よく知られているサイドチェインの例は、低コストおよび高速トランザクションを可能にするEthereumPolygonEthereum。
状態チャネル（状態チャネル）：ユーティリティと操作
ステータスチャネル、2つの部分が外部チェーントランザクションを処理できるレイヤー2です彼らは、当事者間で取引が直接実行されるチャネルを開くことで動作します。トランザクションの最終的な状態がメインチャネルに記録されるのは、チャネルが閉じられたときだけです。これにより、運河が開いたままである限り、いくつかのトランザクションを迅速かつ無料で実行することができます。
State Channelの一般的な例は BitcoinのLightningネットワークです。これにより、メインブロックチェーンを過負荷にかけずに高速かつ安価な支払いを行うことができます。トランザクションはチェーンから処理され、運河の閉鎖などの最終的な相互作用のみがブロックチェーンの対象となります。
レイヤー2を使用することの利点
取引手数料の削減
レイヤー2ソリューションにより、メインチャネルの外側に操作を移動することにより、トランザクションコストを大幅に削減できます。レイヤー1の各トランザクションに対して高額の料金を支払うのではなく、ユーザーはレイヤー2でのグループ化されたトランザクションの検証に対してのみ支払います。これは、多くの小規模なトランザクションが必要なDefiアプリケーションまたはブロックチェーンゲームにとって特に重要です。
スケーラビリティが向上しました
レイヤー2は、同時に処理できるトランザクションの数を増やすことにより、ネットワーク容量を増加させます。たとえば、 Ethereumレイヤー1で約15 TPを扱うことができます。ZKSYNCやzkSync主義、この数字は数千TPに増加し、トランザクションをより速く、よりアクセスしやすくすることができます。
レイヤー1とレイヤー2の比較
大きな違い
レイヤー1は、各トランザクションをブロックチェーン上で直接扱うことにより、最大のセキュリティを提供しますが、スケーラビリティと高コストのコストがかかります。レイヤー2はこのスケーラビリティとコストの削減を改善しますが、セキュリティを損なうことがあります。たとえば、楽観的なロールアップは、コンテストトランザクションの遅延を導入します。これにより、ネットワークが詐欺の試みにさらされる可能性があります。同様に、コンセンサスメカニズムまたは橋がサイドチェーンは。
メインレイヤー2は Ethereumのプロジェクトです
zkSync ： Ethereumの有望なソリューション
zkSyncEthereumでの高速および低コストのトランザクションを可能にするZK-Rollupソリューション。暗号化の証拠を使用してトランザクションを検証することにより、 zkSyncコストを削減しながら高いセキュリティを保証します。これは、頻繁かつ速い転送を必要とするアプリケーションに理想的なプラットフォームです。
楽観主義：なぜそれが人気のある解決策ですか？
Optimimeは Ethereumでの楽観的なロールアップの主な実装の1つです。 Ethereum Smart Contracts、dAppこのネットワークに簡単に移行できるようになり、コストを削減できます。ただし、ユーザーは、ネットワークから資金を撤回する前に、抗議期間の終了まで待つ必要があります。
Polygon ：人気のあるサイドチェーンの例
PolygonEthereumマティック）は、高速および低コストのトランザクションを可能にするイーサリアムサイドチェーンただし、独自のコンセンサスメカニズムで動作することを考えると、 Ethereum。ユーザーは、ブリッジPolygonとEthereumの間に資産を譲渡する。これにより、追加のセキュリティリスクが導入できます。
レイヤー2の課題
安全妥協のリスク
レイヤー2ソリューションはスケーラビリティを改善し、コストを削減しますが、リスクは免除されません。楽観的なロールアップは、この待機期間中に詐欺の試みを引き起こす可能性のあるトランザクションに競合する締め切りを導入します。さらに、サイドチェーンとその橋は、レイヤー1の安全性を直接使用しないため、攻撃に対して脆弱です。サイドチェーンの有効化者の著作権侵害は、資金の損失を引き起こす可能性があります。
資金の撤回のための複雑さと締め切り
楽観的なロールアップの主な批判の1つは、資金を引き出すのに必要な待ち時間に関するものです。実際、ユーザーが資金を撤回したいと思うと、メインチャネルで取引が確認される前に抗議期間が完了するまで待たなければなりません。数日かかる場合があり、プロセスの流動性が低下します。
レイヤー2ソリューションの未来
ロールアップのより広い採用に向けて
dApp SとDefiサービスの人気が高まっているため、ロールアップはEthereumの参照ソリューションになりそうです。特に、 zkSyncのようなZK-Rollupsは、安全性と検証時間の速度を高め、大規模な採用を促進する可能性があります。
よくある質問
簡単な用語でレイヤー2とは何ですか？レイヤー2は、メインブロックチェーン以外のトランザクションに対処できるようにする技術ソリューションであり、結果をメインチャネルにさらしながらコストを削減し、トランザクションを加速させます。
レイヤー2がEthereum？スケーラビリティと高コストの問題を解決し、 dAppサービスとDefiサービスの大規模な採用とより流動的な使用を可能にします。
ZK-Rollupsで暗号化の証拠はどのように機能しますか？ ZK -Rollupsは、ZK -SNARKSと呼ばれる暗号化の証拠を使用して、メインチャネルでそれらを実行する必要なくトランザクションの妥当性を証明します。
ロールアップとサイドチェーンの主な違いは何ですか？ロールアップは、トランザクションを検証するためのメインサイドチェーン独自のコンセンサスメカニズムがあり、より独立して動作し、追加のリスクをもたらす可能性があります。
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ヨハン・ウザン
トレーニングエンジニア、私はすぐに金融の分野に興味を持ちました。分散化された金融はそれに先立って明るい未来を持っていると確信し、私は Crypternon開発することでその民主化に参加しています。
