Ethereumは最も豊富なスマートコントラクトとDAppを持つプラットフォームであり、市場で最大の取引量を誇っています。しかし、この爆発的な成長は大きな課題ももたらしています：ネットワークの過負荷です。静かな市場期間でも、ユーザーは高いガス料金やネットワークの混雑に直面し、取引体験が大きく損なわれています。これが、暗号通貨コミュニティがスケーリングソリューションを模索している理由です。
スケーリング問題を解決するために、コミュニティは主に二つのアプローチを開発しました：(Layer 1)の改善と、(Layer 2)のオフチェーンソリューションです。
Layer 1、またはETH 2.0は、ブロックチェーンの直接的なアップグレードです。PoWからPoSへの移行やシャーディング技術を利用し、ノードが全てのデータを保存せずに効率的にデータ処理を行えるようにします。ただし、このアプローチは段階的な展開に時間がかかり、明確なロードマップはまだありません。
Layer 2は全く異なる方法です。メインのブロックチェーンを改変するのではなく、並列処理層として機能します。取引はオフチェーンで処理され、最終結果だけがブロックチェーンに検証・記録されます。この方法により、多数の取引を高速かつ低コストで処理できます。
Ethereumを高速道路に例えると、交通量が増えると渋滞が発生します。Layer 2はこの道路の上に建設された「橋渡し」として、交通を分散させ、システム全体の能力を向上させる役割を果たします。
###State Channel：状態チャネル
このモデルはBitcoinのLightning Networkに似ています。取引参加者はチェーン上に専用のチャネルを作成し、資金のやり取りを行います。必要な取引をすべて完了した後、最終結果だけをメインチェーンに送信します。
Ethereum上の最初のState ChannelプロジェクトはRaiden Networkです。ただし、このソリューションには制約もあります。長期的な取引ニーズが双方に必要なため、広く採用されておらず、行き詰まり状態です。
###Plasma：独立したサイドチェーン
PlasmaはVitalik Buterinによって提案された早期の解決策の一つです。これは独立したサイドチェーンとして機能しますが、定期的に処理済みブロックのハッシュをメインチェーンのコントラクトに送信し、検証します。この仕組みにより、数百または数千の取引を一度に処理でき、少量のデータ（数十バイト）だけをメインチェーンに記録します。
しかし、Plasmaには重要な弱点があります。それは、Plasma上のノードが常に正直で正確なデータを送信するという前提に依存している点です。ユーザーはリスクから保護するために7〜14日間待つ必要があり、実用化には大きな課題となっています。
###Rollups：現在最もホットなソリューション
Rollupsは最も有望なLayer 2の技術とされ、コミュニティからの支持も厚いです。Rollupsの成功は、Ethereumの持続可能な未来を直接左右すると考えられています。
Plasmaと異なり、Rollupsはすべての取引の詳細データ（(送信者、受信者、金額)）をLayer 1に記録し、安全性を高めています。スケーリングを実現するために、データ圧縮技術を使用します。取引情報全体を保存するのではなく、コントラクト内のツリー構造を用いて必要な要素だけを記録します。その結果、元のデータ（100バイト以上）が10バイトに圧縮され、メインチェーンに送信されます。
データの一貫性を確保するために、Rollupsから派生した二つの技術的アプローチがあります。
Optimistic Rollup：すべてのアップロードデータが正確で不正がないと「楽観的」に仮定します。問題が発見された場合、ユーザーは異議を唱えることができるが、資金引き出しには約一週間待つ必要があります。このアプローチはPlasmaに似ています。
ZK Rollup：ゼロ知識証明技術を利用し、スマートコントラクトが数学的証明を通じてデータの正確性を検証します。これにより、ユーザーは迅速に資金を引き出せ、異議期間を待つ必要がありません。ただし、zk証明を生成するには非常に高い計算能力が必要です。
zkSyncはZK Rollupを採用したプロジェクトで、Ethereumメインネット上で展開されています。
RollupsはLayer 2のスケーリング問題に対する主要な解決策として台頭しています。多くの新しいLayer 2プロジェクトが立ち上がり、異なるブロックチェーンをつなぐクロスチェーン橋の開発も進んでいます。
重要なのは、Layer 1とLayer 2は排他的な解決策ではなく、相互に補完し合うものであることです。それぞれの長所を活かし、Ethereumネットワーク全体の処理能力とパフォーマンスを向上させるために連携していく必要があります。
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Layer 2 は何の技術であり、なぜブロックチェーンに必要なのか？
Ethereumの現在のスケーリング問題
Ethereumは最も豊富なスマートコントラクトとDAppを持つプラットフォームであり、市場で最大の取引量を誇っています。しかし、この爆発的な成長は大きな課題ももたらしています：ネットワークの過負荷です。静かな市場期間でも、ユーザーは高いガス料金やネットワークの混雑に直面し、取引体験が大きく損なわれています。これが、暗号通貨コミュニティがスケーリングソリューションを模索している理由です。
Layer 2とは？基本的な概念
スケーリング問題を解決するために、コミュニティは主に二つのアプローチを開発しました：(Layer 1)の改善と、(Layer 2)のオフチェーンソリューションです。
Layer 1、またはETH 2.0は、ブロックチェーンの直接的なアップグレードです。PoWからPoSへの移行やシャーディング技術を利用し、ノードが全てのデータを保存せずに効率的にデータ処理を行えるようにします。ただし、このアプローチは段階的な展開に時間がかかり、明確なロードマップはまだありません。
Layer 2は全く異なる方法です。メインのブロックチェーンを改変するのではなく、並列処理層として機能します。取引はオフチェーンで処理され、最終結果だけがブロックチェーンに検証・記録されます。この方法により、多数の取引を高速かつ低コストで処理できます。
Ethereumを高速道路に例えると、交通量が増えると渋滞が発生します。Layer 2はこの道路の上に建設された「橋渡し」として、交通を分散させ、システム全体の能力を向上させる役割を果たします。
Layer 2の主要な技術的アプローチ
###State Channel：状態チャネル
このモデルはBitcoinのLightning Networkに似ています。取引参加者はチェーン上に専用のチャネルを作成し、資金のやり取りを行います。必要な取引をすべて完了した後、最終結果だけをメインチェーンに送信します。
Ethereum上の最初のState ChannelプロジェクトはRaiden Networkです。ただし、このソリューションには制約もあります。長期的な取引ニーズが双方に必要なため、広く採用されておらず、行き詰まり状態です。
###Plasma：独立したサイドチェーン
PlasmaはVitalik Buterinによって提案された早期の解決策の一つです。これは独立したサイドチェーンとして機能しますが、定期的に処理済みブロックのハッシュをメインチェーンのコントラクトに送信し、検証します。この仕組みにより、数百または数千の取引を一度に処理でき、少量のデータ（数十バイト）だけをメインチェーンに記録します。
しかし、Plasmaには重要な弱点があります。それは、Plasma上のノードが常に正直で正確なデータを送信するという前提に依存している点です。ユーザーはリスクから保護するために7〜14日間待つ必要があり、実用化には大きな課題となっています。
###Rollups：現在最もホットなソリューション
Rollupsは最も有望なLayer 2の技術とされ、コミュニティからの支持も厚いです。Rollupsの成功は、Ethereumの持続可能な未来を直接左右すると考えられています。
Plasmaと異なり、Rollupsはすべての取引の詳細データ（(送信者、受信者、金額)）をLayer 1に記録し、安全性を高めています。スケーリングを実現するために、データ圧縮技術を使用します。取引情報全体を保存するのではなく、コントラクト内のツリー構造を用いて必要な要素だけを記録します。その結果、元のデータ（100バイト以上）が10バイトに圧縮され、メインチェーンに送信されます。
データの一貫性を確保するために、Rollupsから派生した二つの技術的アプローチがあります。
Optimistic Rollup：すべてのアップロードデータが正確で不正がないと「楽観的」に仮定します。問題が発見された場合、ユーザーは異議を唱えることができるが、資金引き出しには約一週間待つ必要があります。このアプローチはPlasmaに似ています。
ZK Rollup：ゼロ知識証明技術を利用し、スマートコントラクトが数学的証明を通じてデータの正確性を検証します。これにより、ユーザーは迅速に資金を引き出せ、異議期間を待つ必要がありません。ただし、zk証明を生成するには非常に高い計算能力が必要です。
zkSyncはZK Rollupを採用したプロジェクトで、Ethereumメインネット上で展開されています。
Layer 2の未来
RollupsはLayer 2のスケーリング問題に対する主要な解決策として台頭しています。多くの新しいLayer 2プロジェクトが立ち上がり、異なるブロックチェーンをつなぐクロスチェーン橋の開発も進んでいます。
重要なのは、Layer 1とLayer 2は排他的な解決策ではなく、相互に補完し合うものであることです。それぞれの長所を活かし、Ethereumネットワーク全体の処理能力とパフォーマンスを向上させるために連携していく必要があります。