イーサリアム層2:これからの戦いで百花は咲くか、それとも孤立するか?

ご存知のとおり、ブロックチェーンには不可能な三角形という概念があり、ブロックチェーンではスケーラビリティ、セキュリティ、分散化の 3 つの側面を同時に考慮することはできません。どのブロックチェーンでも、同時に最大 2 つの次元を満たすことができます。イーサリアムの誕生以来、そのセキュリティと分散化には疑いの余地はありませんが、そのスケーラビリティの低さ(1 秒あたり 15 トランザクションのスループット)により、ネットワークの混雑と高額な手数料が発生することがよくありました。イーサリアムにおけるレイヤー2の登場は、ETHのスケーラビリティ問題を解決するためのものであり、一言で言えばイーサリアムのトランザクション速度を向上させるためのものです。イーサリアムの共同創設者であるヴィタリック氏は、eth2.0 の開始を発表しました。これまでのところ、開発プロセスはまだ非常に遅いです。この期間中、一部の開発者は妥協案や次善の方法を模索し、レイヤー 2 ソリューションが登場しました。トランザクションの速度と負荷を向上させるために、イーサリアム層で処理されたトランザクション データをイーサリアムの外部に移行することを試みます。

現時点では、ETH2.0 の登場前にはレイヤー 2 が最も効果的な拡張ソリューションであるという共通の認識もあります。折衷的な手法ではありますが、レイヤー 2 は急速に発展していると言わざるを得ません。L2beat のデータによると、この記事の発行時点で、イーサリアムの第 2 レイヤーの全体のロックアップ量は 93 億 2,000 万米ドルに達しており、その急速な発展の勢いは明らかです。この記事では、イーサリアムレイヤー2の開発の歴史と既存プロジェクトの開発状況を簡単に振り返り、各レイヤー2プロジェクトの競争力と開発の見通しを技術的、環境的、その他の側面から簡単に分析します。

レイヤー2テクノロジーの反復

ステータス チャネル

イーサリアムの最初の第 2 層ソリューションはロールアップではなく、ステート チャネルでした。ビットコインのライトニング ネットワークに似ており、どちらもステート チャネルに基づいており、オフチェーンでトランザクション データと操作を完了し、それらをレイヤー 1 に要約することでブロックチェーンのスケーラビリティを解決します。

長い間存在してきたソリューションとして、ここでは最も古典的な例を使用して、ステート チャネルとは何かを簡単に紹介します。

シャオ・ミンは熱心なコーヒー愛好家です。彼は毎日シャオホンのカフェにコーヒーを買いに行きます。コーヒーは1杯あたり2ドルです。しかし、イーサリアムのメインチェーンでの各取引には高額な取引手数料と確認の待ち時間が必要となり、不便となっています。この目的のために、彼らは国家チャネルを使用することを決定しました。Xiao Ming は、国家チャネルの初期資金として 100 米ドルをイーサリアム スマート コントラクトにロックしました。このコントラクト (スマート コントラクト) はイーサリアム メイン チェーン上で実行され、Xiao Ming と Xiao Hon の署名が含まれています。コーヒーを購入するたびに、メッセージに署名するだけで済み、メインチェーン取引を行う必要がないため、取引手数料が大幅に節約され、待ち時間が短縮されます。決済時、契約は以前に署名されたすべてのメッセージを検証し、購入総額に基づいて対応する金額をXiaohongに支払い、残りの資金はXiaomingに返還されます。

国家チャネルは非常に制限が厳しく、取引は国家チャネルのメンバー間でのみ実行でき、多額のロック資金を事前に支払う必要があります。イーサリアム上にステート チャネル ソリューションを適用するプロジェクトは、Layer2 Finance です。現時点で、ロックされたポジションの合計はわずか 207,300 ドルです (データ ソース: app.l2.finance) 公式データから、ステータス チャネルがイーサリアム レイヤ 2 の主流ソリューションに発展していないことを理解するのは難しくありません。さらに、Layer2.Finance は現在、他の Layer2 ソリューション (OP Roll-up および zk-proof) もサポートしていることは注目に値します。

プラズマ

国家チャネルと比較した場合、プラズマの利点は、事前にレイヤー 1 に資金をロックする必要がなく、流動性がある程度解放されることです。プラズマ事業者はイーサリアムの代わりとなり、顧客の取引情報を集約し、集約した情報を一定期間内にイーサリアムに提出します。

前回のコーヒーの購入を例にとると、Xiao Ming は事前に Layer1 に資金を前払いする必要はなく、Plasma は一定期間にわたる情報を要約し、サイクルごとに Xiao Ming のイーサリアムのメインチェーンへのトランザクション情報を要約します。これは、この期間に発生したトランザクション情報を時間内に処理できないことを意味し、この期間が 1 時間である場合、Xiao Ming は 1 時間以内にコーヒーを購入するトランザクションを完了することができません。これに加えて、Plasma には 7 日間の不正行為証明書があります。

州チャネルと同様に、Plasma も中央集権化しすぎるリスクを抱えています。各 Plasma チェーンでは、オペレータが Merkle ルート コミットメントをメイン チェーンに公開する必要があるためです。これには、マークル ルート コミットメントをチェーンに正確に公開するためにサードパーティに依存する必要があります。ここにオペレーターの悪行の問題があり、オペレーターはいわゆる「データ可用性攻撃」を実行し、特定のトランザクションをメインチェーンに公開することを拒否する可能性があります。さらに、ユーザーが資産をプラズマ契約からイーサリアムに戻したい場合、不正行為が検証されるまで 7 日間待たなければなりません。

ポリゴン (サイドチェーン)

Polygon はイーサリアム レイヤ 2 ソリューションであり、単なるスタンドアロンのスケーリング ソリューションではなく、イーサリアム互換のブロックチェーン ネットワークの作成に使用できる多機能フレームワークおよびプロトコルです。

Polygon では、独立チェーンとセキュア チェーンの 2 種類のブロックチェーンを展開できます。独立したチェーンとは、セキュリティを確保するためにイーサリアムのコンセンサス メカニズムに依存しないブロックチェーンを指し、通常、独自の検証ノードをすでに持っているプロジェクト、または他のスケーラビリティ ソリューションを探しているプロジェクトに適しています。これらの独立したチェーンは通常、Polygon-Ethereum エコシステムとの統合を希望するエンタープライズ ネットワークまたは成熟したチェーンによって使用されます。

セキュリティ チェーンは、Polygon セキュリティ レイヤー チェーンを利用して高レベルのセキュリティを実現し、開発者がさまざまなセキュリティ ソリューションから選択できるようにします。これらのセキュリティ チェーンはスタートアップやプロジェクトをサポートするように設計されており、信頼性が高く安全なシステムを構築できます。その中でも、PoS (Proof-of-Stake) チェーンは最も代表的なセキュリティ チェーンの 1 つです。このチェーンはプルーフ・オブ・ステークのコンセンサスメカニズムを使用し、Polygon の 100 人のバリデーターによってチェーンのスナップショットをイーサリアム ブロックチェーンに定期的に送信します。この方法は、イーサリアムの低スループットの問題を克服し、より高速なトランザクション処理速度を提供することで、ガス料金を削減し、ユーザーエクスペリエンスを向上させます。 Polygon エコシステムのロックアップ総額は、これまでに 7 億 8,700 万米ドルに達しています (DeFilama データ)。エコシステムは非常に繁栄しており、AAVE、QuickSwap、Compound などの高品質の DeFi プロジェクトが多数あります。同時に、Polygon は現在フルスタック ソリューションの開発に取り組んでおり、最近 Polygon Zkevm もメインネット上でリリースされました。

ポリゴン TVL データ (DeFilama)

###### 巻き上げる

Rollup については、Web3CN で何度も詳しく紹介していますが、以下の内容で Rollup の技術的特徴を簡単にまとめます。 Rollup の本質は、大量のトランザクション情報を 1 つのトランザクションにパッケージ化して処理するテクノロジーです。現在市場で最も広く使用されている基盤テクノロジーは OP-Rollup (Optimistic Rollup) です。不正防止による容量拡大を実現します。 Op-Rollup では、トランザクション データはシステムによって楽観的に正しいと信じられ、リアルタイムの検証は行われず、直接待機期間に入ります。待機期間中にノードが異議を唱え、悪意のあるトランザクションがあることを証明する証拠を提供した場合、トランザクションはキャンセルされます。異議がなければ、待機期間が終了するとトランザクションは自動的に完了し、トランザクションはメイン チェーン上で検証されます。この時点で、上記のプラズマの不正検証メカニズムが使用されます。デフォルトでは、ユーザーは不正行為を行いませんが、楽観的なセキュリティを確保するために、7 日間の検証期間が必要です。 ZK-Rollupは主にゼロ知識証明技術に依存しており、計算プロセスと検証プロセスを分離することで、契約履行の検証がオフチェーンで完了し、検証結果がイーサリアムのメインネットワークに送信されます。計算処理はオフチェーンで行われ、検証結果は証拠としてイーサリアムに送信されるだけなので、最高レベルのセキュリティとユーザーのプライバシー保護を実現します。 Zkrollup は、数学的演算を含み、主に数学的演算に基づいた暗号化ゼロ知識証明技術を使用しているため、eth と互換性を持たせることはより困難です。イーサリアム創設者のブテリンはかつて、Op-Rollup と Zk-Rollup の関係について独自の意見を述べました。短期的には、Op-Rollup の方がより早く受け入れられるでしょうが、ゼロ知識の親しみやすさと継続的な探求により、長期的には, Zk-Rollup の方が期待できます。

全体として、どちらの形式のロールアップでも、分散化、セキュリティ、汎用性を犠牲にすることなく、イーサリアムに適度なスケーラビリティを提供します。ただし、データをオフチェーンに保存する他の第 2 層ソリューションと比較して、Rollup のスケーラビリティには特定の制約があります。さらに、Rollup は短期的には集中型ソーターへの依存度が高く、一定の集中化リスクがあります。しかし、分散化の継続的な発展に伴い、Starknet のコア スタックを表す Zk-rollup が 9 月 6 日に完全にオープンソース化され、Rollup の完全な分散化プロセスを促進する上で大きな役割を果たしました。したがって、集中型シーケンサーに依存するロールアップのセキュリティは短期的な問題にすぎません。時間が経つにつれ、Rollup の分散型シーケンサーは、プラズマ、サイドチェーン、ステート チャネルよりも優れたテクノロジーになりました。

Starknet フルスタック オープンソース

有効

Validium についてはほとんどの人が知らないかもしれません。実際、Validium は 2020 年 6 月には Stakeware によって提案されていました。Vaidium は、Plasma とゼロ知識証明を組み合わせたものです。Plasma と zkrollup の利点を組み合わせたハイブリッドとして理解できます。これにより、 Validum により、操作をより高速かつ大量に処理できます。Zkrollup と比較した Validum の最も重要な特徴は、トランザクション データもオフチェーンに保存され、コストがさらに削減され、パフォーマンスが向上することです。現在、現在のイーサリアムメインネットでは、ZK ロールアップには 1 秒あたり 2,000 トランザクション (TPS) という厳しい使用制限がありますが、Validium を使用する StarkEx には 1 秒あたり 9,000 トランザクションという驚異的な制限があります。さらに、zkrollup の利点を組み合わせ、プラズマよりも迅速に妥当性を検証します。Validum のゼロ知識証明により、オペレーターへの依存が軽減され、集中化のリスクが軽減されます。その使用シナリオは主に DEX に集中しています。 Validium は決済とコンセンサスのためにメイン ネットワークのみに依存していますが、現在、より適切に開発され Validum を利用しているプロジェクトは、Starkware が提供するテクノロジーによってサポートされている Immutable、ApeX、Sorare およびその他の DEX です。

意志 - あなたのデータ、あなたの選択

Volition は、zk-rollup と Validium を組み合わせて、より豊富な組み合わせソリューションをユーザーに提供します。 Voliiton では、Zk-rollup と Validium はステート ルートを共有しているため、Validium が攻撃された場合でも Zk-rollup 上の資金は安全になります。したがって、機関投資家と個人投資家は、さまざまなニーズに基づいてさまざまなソリューションを選択できます。数億ドルの流動性を提供する DEX は、最高レベルのセキュリティと引き換えに手数料の高い Zk ロールアップを選択しますが、個人投資家はよりコストの高い Zk ロールアップを選択します。 -効果的なバリジウム。データ可用性モデルの柔軟性により、Starknet の開発者とユーザーは、特定のニーズに最適なセキュリティ レベルをコスト効率よく選択できるよう、より大きな自由が再び提供されます。公式ロードマップによると、Volition は 2023 年の第 4 四半期にテスト ネットワークに実装される予定です。 Web3CN では今後の記事でも Volition について詳しく紹介していきます。

レイヤ 2 テクノロジーの反復プロセスから判断すると、完璧なソリューションがないことは難しくありませんが、レイヤ 2 の多くのソリューションの中には、ステート チャネルやプラズマなどの資産セキュリティの問題により、徐々に廃止されてきたものも少なくありません。 Rollup のようなソリューション、特に OP-Rollup は、現在の技術的背景の下では最も簡単に実装できます。しかし、これらは資産セキュリティの問題を根本的に解決するものではありません。したがって、ゼロ知識証明技術の進歩により、ZK Rollup が最終的なレイヤー 2 ソリューションになる可能性が高く、Starkware 技術チームはイーサリアムのレイヤー 2 拡張の先駆者にもなるでしょう。

レイヤー2の生態ステータス

現在、有名な VISA プラットフォームの TPS は 1 秒あたり約 1,700 トランザクションで、ピーク レートは 1 秒あたり 4,000 トランザクションに達することがあります。 Validium の 1 秒あたり 9,000 トランザクションという驚異的な TPS と比較し、ブロックチェーンがまだ開発の初期段階にある現在のレイヤー 2 トラックから判断すると、TPS はエコシステムにとって最も必要な指標ではないかもしれません。第 2 レベルの評価基準は、低ガス消費量、安全性、および将来性により重点が置かれる可能性があります。レイヤ 2 エコロジーの現状に関しては、TVL が他の指標よりも代表的です。このパートでは、TVL 指標ランキングを通じていくつかの代表的なレイヤー 2 プロジェクトを分析し、現在最も競争力のあるレイヤー 2 を見つけます。

記事の冒頭で、現在のレイヤ 2 トラックにおける TVL ロックアップ総額が 93 億 2,000 万米ドルであると述べましたが、次の図から、より具体的かつ詳細なランキング状況がわかります。

上の図からわかるように、現在の支配的なプレーヤーは依然として Arbitrum One であり、その TVL はイーサリアム レイヤ 2 トラック全体の半分 (54.16%) を占めています。 OP Mainnet がそれに続き、TVL は 23 億 7,000 万米ドルに達し、レイヤー 2 トラック全体の 25.59% を占めています。上位 10 位の Layer2 プロジェクトの TVL は 89 億 9,000 万米ドルで、Layer2 の合計 TVL の 96.5% を占めます。Zk Rollup テクノロジーを使用した Layer2 は 6 議席を占めていますが、合計 TVL は 7 億 8,700 万米ドルにすぎません。OP-Rollup は 4 議席を占めており、しかし、それは82億にも達し、10倍以上の差があります。

つまり、OP-Rollup テクノロジーに基づくレイヤー 2 が現在の第 2 レイヤーのエコロジーの大部分を占めており、OP-Rollup トラックに基づく Arbitrum と OP Mainnet がコインを発行しており、Zk トラックの Starknet と Zksync がコインを発行しているため、コインの発行は、エアドロップを期待して交流する多数のユーザーを引きつけることが予想され、それによってある種の偽りの繁栄現象を引き起こし、それがOP-Rollupの支配的な地位をさらに確立します。 Arbitrum 上の単一デリバティブ契約 GMX の TVL が 4 億 1,700 万米ドルに達していることは注目に値します。これは、Zk トラックの TVL で 1 位にランクされている ZKsync Era よりも 1,700 万米ドル多いです。

レイヤー2開発の見通し

スーパーチェーン

OP Stack を例に挙げると、OP Stack は、Optimism ブロックチェーンをサポートするために Optimism Collective によって維持されているオープン ソース開発ツールのセットです。新しいレイヤー 2 ブロックチェーンの作成プロセスを簡素化するために、標準化および共有されたソフトウェア コンポーネントを提供することを目的としています。 OP Stack の中心的な目標は、新しい L2 ブロックチェーンの作成をサポートすることです。これは、サイロ化された環境でさまざまなプロジェクトが同じソフトウェアを繰り返し構築することを防ぐ、共有の標準セットを提供します。 OP Stack は、Optimism Mainnet と将来の Optimism Superchain を含む Optimism ブロックチェーンのエンジンです。スーパーチェーンは、セキュリティ、通信層、開発ツールを共有する、相互運用するレイヤー 2 ブロックチェーンのセットです。現在、OPスーパーチェーンをサポートするOPスタックベースのプロジェクトは取引所、パブリックチェーン、クライアント、NFTなど多くの分野を含めて19件あり、その中で8月9日にメインネットを正式にオープンしたBaseTVLの売上高は3億8,500万米ドルに達している。

現時点では、セキュリティ、通信層、開発ツールを共有するフルスタックのレイヤー 2 が将来の開発トレンドとなり、OP はこの分野のリーダーであり、他のレイヤー 2 も独自の「スーパーチェーン」を積極的に展開しています。 7 月 19 日、Starknet が最もパフォーマンスが高く革新的な拡張プラットフォームの 1 つに取り組んでいることが正式に発表され、Paradex は Starknet 上の最初のアプリチェーンとして機能することも計画しています。 zkSync は、超高スケーラビリティ、改善された構成可能性、および強化されたセキュリティを可能にする、カスタマイズ可能でトラストレスな連鎖ブロックチェーン ネットワークであるハイパーチェーンの概念を導入します。 Polygon 2.0 は、クロスチェーン調整プロトコルを通じて Polygon PoS、スーパーネット、zkEVM を含む一連の L2 ソリューションを統合し、「インターネットの価値層」を作成することを目指しています。

技術レベルでは、ZK-Rollup が将来の開発トレンドとなりますが、エコロジーの観点から見ると、現在のレイヤ 2 エコロジーは依然として OP-Rollup によって支配されています。現在のレイヤー 2 には、Starknet のテクノロジー、Arbitrium のエコロジー、OP のフルスタック トラックなど、独自の利点があると言わざるを得ません。各レイヤー 2 は異なるアイデアを持ち、異なる状態にありますが、イーサリアム ネットワークでは達成できない無制限のスケーラビリティを実現するという共通の目標に基づいています。これは、Ethereum Laye2 が Web2 と同様に無限にスケーラブルな Web3 世界を構築し、開発者とユーザーに最適な環境を提供することを意味します。私たちはまた、技術的により成熟し、環境的により豊かで、よりフレンドリーな開発環境を備えたイーサリアム レイヤー 2 ネットワークを期待しています。

参考文献

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