仮想通貨のレイヤー2とは？種類〜銘柄までわかりやく解説

こういった悩みに、お答えします。

仮想通貨を軸に、生活しています。
今までの投資経験とリサーチスキルをいかして、記事をまとめてみました。

よかったら参考にしてみてください。

仮想通貨のレイヤー2とは？

レイヤー2とは、一般的にレイヤー1（メインネット）の外部で、トランザクション処理をおこなう技術や、その技術をもちいたブロックチェーンのこと。
※ ただし、レイヤー2の定義はあいまいです。

ビットコインやイーサリアムなどのブロックチェーンは、「レイヤー1」と呼ばれています。

レイヤー1はユーザー数がふえることで、処理速度の低下や手数料の高騰などの、スケーラビリティ問題が発生します。

レイヤー1のスケーラビリティ問題を解決するために、レイヤー2を実装します。

そうすることで、処理速度を向上させたり、手数料を低く抑えることが可能になります。

例：高速道路
渋滞している道路のこみ具合を解決するのに、並行する高速道をつくります。元の道路のキャパシティは変わらりません。しかし、高速道路に流れていく車が出てくるので、もとの道路の渋滞が緩和されます。レイヤー2は、このイメージに似ています。

ビットコインやイーサリアムなどのブロックチェーンは、「異なる役割をもつレイヤー（階層構造）」が存在します。

それぞれのレイヤーは、相互作用しています。

具体的には、次のような感じです。

一般的に最も基本的なブロックチェーン層を「レイヤー1」、それより上の層を「レイヤー2」とよびます。

レイヤー2の種類

ビットコインとイーサリアムのレイヤー2には、次のようなものがあります。

ビットコインのレイヤー2

• ライトニングネットワーク

イーサリアムのレイヤー2

• ステートチャンネル
• プラズマ
• ロールアップ
• サイドチェーン

レイヤー2はデータ処理の一部だけを担うものから、データ処理を丸ごと担うものまで様々です。

上記のレイヤー2を、一つずつ解説していきます。

ビットコインのレイヤー2

ライトニングネットワーク

ペイメントチャンネルの応用版です。

ペイメントチャンネルとは、「二者間で送金用のチャネル」を開き、複数回送金しあった最後の結果を「レイヤー1」に記録する技術。

ライトニングネットワークは、「第三者もふくめた双方向のペイメントチャンネル」を構築します。

多くのチャネルとつながっているノードが、「ハブ」の役割になります。

ビットコインの送金手数料が、かなり安くなります。

イーサリアムのレイヤー2

ステートチャンネル

ライトニングネットワークの応用版です。送金以外の手段にも、活用することができます。

ステートとは「State」のこと。“状態を変化させる操作”をオフチェーンで実行、レイヤー1で記録します。

問題点として、スマートコントラクトの機能を持ち込むことができませんでした。

プラズマ

イーサリアムの創始者「Vitalik Buterin氏」と、ライトニングネットワークの創始者「Joseph Poon氏」。この二人によって提案されました。

仕組みはメインチェーン（親チェーン）に、チャイルドチェーン（子チェーン）をつなげるネットワークです。

子チェーンの先に、さらに別の子チェーンをつなげることで拡張できます。

問題点として、データの保存方法をまとめることができませんでした。

プラズマの開発が進み、ロールアップと呼ばれる技術に派生していきます。

ロールアップ

イーサリアムチェーンのセキュリティ（分散性）を維持しつつ、トランザクションの一部をチェーン外で処理する方法です。

イーサリアムのレイヤー2は、今はロールアップが主流です。

ロールアップにおけるレイヤー1とレイヤー2の役割は、下記のとおりです。

トランザクションの処理 ＝ レイヤー2
トランザクションの正当性 ＝ レイヤー1のコンセンサスアルゴリズムで検証
トランザクションデータの保存 ＝ レイヤー1

レイヤー2で処理されたトランザクションデータを、「くるくるっとひとまとめにしてレイヤー1に提出」する仕組みから、ロールアップと言われています。

メリットは次の２つです。

ロールアップの手順は、以下のとおり。

1. レイヤー1の外部で、トランザクションを実行
2. ①のトランザクションデータを抽出、そして圧縮
3. ②で圧縮されたトランザクションデータを、ひとまとめにしてレイヤー1へ提出
4. レイヤー1に実装されているスマートコントラクトで、提出されたデータが正しいかどうか検証
5. 正しければ、レイヤー1のブロックに取り込まれる

この時、レイヤー2から提出されたデータが正しいかどうか、つまりレイヤー2で不正が行われていないかどうかを、レイヤー1で確かめる必要性が出てきます。

レイヤー2から提出されたデータが正しいかどうか確かめる方法として、次の2つの検証方法があります。

• オプティミスティック・ロールアップ
• ZKロールアップ

1つずつ解説します。

オプティミスティック・ロールアップ

オプティミスティックとは、『楽観的な』という意味です。

レイヤー1に提出されたデータは、すべて正しいという「楽観的な前提」のもと、処理を進めていく方法です。

不正なトランザクションが見つかった場合のみ、「待った」をかけます。

仕組みは以下のとおり。

1. 不正の発見者が、不正の証拠と掛け金を一緒に提出
2. 不正の疑いのあるトランザクションを、レイヤー2ではなくレイヤー1で再度実行
3. 本当に不正なトランザクションだった場合、時系列を巻き戻して、正しいトランザクションを提出
4. 不正なトランザクションを提出した人に罰金、不正の発見者に報酬
5. 反対に不正ではなかった場合、発見者の掛け金は没収

メリットはEVMが実装されているので、レイヤー1で実現可能なことはレイヤー2でも実現可能です。

EVMとは、Ethereum Virtual Machineの略。イーサリアムの仮想マシンのことです。

デメリットは不正を確かめるために、十分な検証期間が必要になります。その間、資金はレイヤー1に戻せないケースが多くなります。

ZKロールアップ

ZKは、『ゼロ知識証明（Zero Knowledge）』の頭文字です。

データ検証を「暗号学的、数学的」に、証明する方法です。

具体的には「ある事柄が正しい」ということを、「その事柄が正しいという情報以外は開示せず」に証明します。

仕組みは以下のとおりです。

1. レイヤー2で処理されたトランザクションデータが正しいことを、「暗号学的な証拠」と一緒にレイヤー1へ提出
2. 「暗号学的な証拠」は、レイヤー1のスマートコントラクトで即座に検証
3. 本当に正しければ、レイヤー1のブロックに取り込まれる
4. ブロックに取り込まれたことで、トランザクションの正当性が「数学的に証明」される

メリットはオプティミスティックとちがい、データの信頼性を明確に証明することができます。不正の検証期間も必要ありません。

デメリットとして、ZKは技術的に複雑で開発者の参入障壁が高いことです。EVM互換などは、まだまだ開発途中です。

サイドチェーン

サイドチェーンは、独立したEVM互換のブロックチェーンです。

ブリッジにより、イーサリアムチェーンと相互作用します。

デメリットは、セキュリティがレイヤー1で保護されていないので、安全性が低いことです。

※ レイヤー2の定義はあいまいで、サイドチェーンをレイヤー2に含めない声もあります。

イーサリアムチェーンのアップグレード

現在、イーサリアムはアップデートの途中。イーサリアムのアップデートは、イーサリアムの開発主体である「イーサリアム財団」がとりまとめています。

今後、イーサリアムにプロトダンクシャーディングが、実装される予定です。

プロトダンクシャーディングとは、ロールアップとシャーディングを組み合わせたものです。

シャーディングとは、複数のブロックチェーンでトランザクションを並列処理することです。

プロトダンクシャーディングが実装されると、中央集権的なシステムにたよらず、分散性を維持したまま高度なスケーラビリティを実現することができます。

レイヤー2のプロジェクトと銘柄紹介

イーサリアム系のレイヤー2には、多くのプロジェクトが立ち上がっています。

下記のサイトで、レイヤー2のプロジェクト一覧を確認できます。

レイヤー2には独自トークンを発行して、「投資銘柄」となるプロジェクトもあります。

トークンが未発行のプロジェクトは、ブリッジしたりしてプロジェクトに触っておくと、後々、エアドロップの対象になる可能性があります。

エアドロップとは、トークン発行前にそのプロジェクトを触ってくれたユーザーに、トークンが無料で配布されることです。

ただし、開発途中のプロジェクトもあるため、事前によく調べることが必要です。

ここからは、レイヤー2の代表的なプロジェクトと銘柄を紹介していきます。

「オプティミスティック・ロールアップ」「ZKロールアップ」「サイドチェーン」の、テクノロジー別に分類しています。

オプティミスティック・ロールアップ

Optimism

• トークンは「$OP」
• Plasmaグループで研究を行なっていた、「Jinglan Wang氏」らによって創設
• 海外の仮想通貨取引所「バイナンス」で購入できる

Metis DAO

• トークンは「$METIS」
• レイヤー2であると同時に、Web3.0の分散型ビジネス実現に向けた機能を実装している
• ブロックチェーンをだれでも利用できるように、「給与管理や企業向けの業務」「情報システム」「メッセージツール」など、組織の管理に必要なものをテンプレートとして用意している
• プログラミングの知識がなくても、Web3.0のdAppsを構築できる
• 海外の仮想通貨取引所「KuCoin」で購入できる

Boba Network

• トークンは「$BOBA」
• Enyaというチームが開発
• Enyaは複数の分散型スケーリングソリューションに関するプロジェクトを、開発した実績がある
• Boba Networkは入出金が早かったり、NFTブリッジが簡単だったりする
• 国内の仮想通貨取引所「ビットバンク」で購入できる

Arbitrum One

• トークンは未発行
• Offchain Labsという企業が開発
• TVLは、レイヤー2の中で一番多い
• ZKロールアップを用いた「Arbitrum Nitro」も開発中

ZKロールアップ

dYdX

zkSync

• トークンは未発行
• Matter Labsというスタートアップ企業が開発
• ZKロールアップのプロジェクトの中で、一番TVLが大きい
• zkSync2.0で、スマートコントラクトに対応する

Aztec

• トークンは未発行
• プライバシーに特化したレイヤー2
• ブロックチェーンに刻まれた情報に、匿名性をもたせる
• 2022年にAztec Connectがローンチ
• イーサリアム上で、プライバシーを保護した状態のDeFiを実現した

Stark Net

• 独自トークンのエアドロ予定
• Stark Ware社が開発
• Stark Ware社は、とくにレイヤー2に関係するソリューションを開発している
• Stark Netは開発者がStark Net上にdAppsを開発できる
• 「Cairo」という独自のプログラミング言語を使用

ImmutableX

• トークンは「$IMX」
• イーサリアムチェーンの人気NFTゲーム「Gods Unchained」を運営する、Immutable社が開発
• NFT特化型のレイヤー2
• 手数料は「$IMX」
• 高速な取引を実現
• Openseaと提携している
• 「Guild of Guardians」「illuvium」など、人気のNFTゲームが展開されている
• 海外の仮想通貨取引所「バイナンス」で購入できる

Immutable XはNFT特化型のレイヤー2。「NFTのミント」などがメインの処理になります。
NFTのトランザクション処理は、ZKロールアップだけだと負荷が大きくなるケースがあります。

なので、ZKロールアップの他に「Validium ZK-proofs」という処理モデルを選択できます。

Validium ZK-proofs は、分散性を捨てることで、ZKロールアップより安価なコストで処理を実行できます。

Validium ZK-proofs は、Stark Ware社が開発するレイヤー2ソリューション「Stark Ex」の技術。
将来的には、分散性を維持したモデルを開発予定です。

サイドチェーン

Polygon

また、最近Polygonは「スターバックス」「Meta」「Reddit」など、多くの企業とパートナーを結んでいます。

Polygonは、“Web3.0の入口”になりつつあります。

将来性

イーサリアム系のレイヤー2は、「ロールアップ」の技術が主流になりつつあります。

技術的な面で見ると「オプティミスティック・ロールアップ」よりも、「ZKロールアップ」の方が高度。

ただし、まだまだどちらも開発段階です。

イーサリアムチェーン自体のアップグレードが完了した時、今あるレイヤー2のプロジェクトと、どう共存しあっていくのか注目です。

“Web3.0の入口”になりつつある、Polygonの動向も気になるところ。

レイヤー2は、ブロックチェーンが世の中に浸透するために必須の技術です。まだまだこれからの分野。

今後の動向を要チェックです。

まとめ

以上、レイヤー2についての解説でした。

• レイヤー2で、レイヤー1のデータ処理を拡張できる
• レイヤー2の定義はあいまい
• イーサリアムのレイヤー2は「ロールアップ」が注目されている
• ロールアップには「オプティミスティック・ロールアップ」「ZKロールアップ」がある
• PolygonはWeb3.0の入り口になりつつある

今後の開発が楽しみです。