イーサリアム（ETH）のレイヤー技術最新動向まとめ
はじめに
イーサリアムは、分散型アプリケーション（DApps）を構築するための基盤となるブロックチェーンプラットフォームです。しかし、イーサリアムネットワークは、スケーラビリティ、トランザクションコスト、処理速度といった課題を抱えています。これらの課題を解決するために、様々なレイヤー技術が開発・導入されています。本稿では、イーサリアムのレイヤー技術の最新動向について、詳細に解説します。
レイヤー技術とは
レイヤー技術とは、ブロックチェーンネットワークの性能を向上させるために、メインチェーン（レイヤー1）の上または横に構築される技術のことです。レイヤー2ソリューションは、メインチェーンの負荷を軽減し、トランザクション処理能力を高めることを目的としています。レイヤー技術は、大きく分けてオフチェーンスケーリングとステートチャネルに分類できます。
オフチェーンスケーリング
オフチェーンスケーリングは、トランザクションの一部または全部をメインチェーン外で処理することで、メインチェーンの負荷を軽減する技術です。代表的なオフチェーンスケーリング技術としては、以下のものがあります。
ロールアップ
ロールアップは、複数のトランザクションをまとめて1つのトランザクションとしてメインチェーンに記録する技術です。ロールアップには、Optimistic RollupとZK-Rollupの2種類があります。
Optimistic Rollup
Optimistic Rollupは、トランザクションが有効であると仮定し、不正なトランザクションがあった場合にのみ、チャレンジメカニズムによって検証を行います。Optimistic Rollupは、ZK-Rollupよりも計算コストが低いため、より多くのトランザクションを処理できます。代表的なOptimistic Rollupとしては、ArbitrumとOptimismがあります。
ZK-Rollup
ZK-Rollupは、ゼロ知識証明（Zero-Knowledge Proof）を用いて、トランザクションの有効性を証明する技術です。ZK-Rollupは、Optimistic Rollupよりもセキュリティが高いですが、計算コストが高くなります。代表的なZK-Rollupとしては、zkSyncとStarkNetがあります。
サイドチェーン
サイドチェーンは、メインチェーンとは独立したブロックチェーンであり、メインチェーンと双方向の通信が可能です。サイドチェーンは、メインチェーンの負荷を軽減し、特定のアプリケーションに特化した機能を実装することができます。代表的なサイドチェーンとしては、Polygon（旧Matic Network）があります。
Validium
Validiumは、ZK-Rollupと同様にゼロ知識証明を使用しますが、トランザクションデータをオンチェーンではなく、オフチェーンに保存します。Validiumは、ZK-Rollupよりもデータストレージコストを削減できますが、データの可用性に関する信頼性が低下する可能性があります。
ステートチャネル
ステートチャネルは、2者間のトランザクションをオフチェーンで繰り返し行い、最終的な結果のみをメインチェーンに記録する技術です。ステートチャネルは、マイクロペイメントやゲームなどのアプリケーションに適しています。代表的なステートチャネル技術としては、Raiden Networkがあります。
イーサリアム2.0（The Merge）とレイヤー技術
イーサリアム2.0は、イーサリアムのコンセンサスアルゴリズムをプルーフ・オブ・ワーク（PoW）からプルーフ・オブ・ステーク（PoS）に変更するアップグレードです。このアップグレードは、「The Merge」と呼ばれ、エネルギー消費量を大幅に削減し、スケーラビリティを向上させることを目的としています。The Mergeは、レイヤー技術との相乗効果を生み出すことが期待されています。例えば、PoSへの移行により、ロールアップのセキュリティが向上し、より多くのDAppsがロールアップ上で動作できるようになります。
最新のレイヤー技術動向
イーサリアムのレイヤー技術は、常に進化しています。以下に、最新の動向をいくつか紹介します。
LayerZero
LayerZeroは、オムニチェーン・インターオペラビリティ・プロトコルであり、異なるブロックチェーン間でシームレスな通信を可能にします。LayerZeroは、他のレイヤー2ソリューションとは異なり、特定のチェーンに依存せず、あらゆるチェーンを接続することができます。
StarkWare
StarkWareは、ZK-Rollup技術を専門とする企業であり、StarkNetやStarkExなどのプラットフォームを提供しています。StarkNetは、汎用的なZK-Rollupであり、様々なDAppsを構築することができます。StarkExは、特定のアプリケーションに特化したZK-Rollupであり、取引所やゲームなどの分野で利用されています。
Polygon Hermez
Polygon Hermezは、Polygonが買収したZK-Rollupソリューションであり、低コストで高速なトランザクションを実現します。Polygon Hermezは、Polygonネットワークの一部として統合され、Polygonの全体的なスケーラビリティを向上させることが期待されています。
Scroll
Scrollは、イーサリアム互換のZK-Rollupであり、既存のイーサリアムDAppsを容易にScroll上に移行することができます。Scrollは、開発者にとって使いやすく、既存のツールやインフラストラクチャを活用できるため、普及が期待されています。
Fuel
Fuelは、モジュール型のZK-Rollupであり、高いカスタマイズ性とスケーラビリティを実現します。Fuelは、開発者が独自のZK-Rollupを構築するためのツールやインフラストラクチャを提供し、様々なアプリケーションに対応することができます。
レイヤー技術の課題
レイヤー技術は、イーサリアムのスケーラビリティ問題を解決するための有望な手段ですが、いくつかの課題も存在します。
複雑性
レイヤー技術は、技術的に複雑であり、開発者やユーザーにとって理解が難しい場合があります。レイヤー技術の導入には、専門的な知識やスキルが必要であり、学習コストが高いという課題があります。
セキュリティ
レイヤー技術は、メインチェーンとは異なるセキュリティモデルを採用しているため、セキュリティリスクが存在します。特に、オフチェーンスケーリング技術は、データの可用性や整合性に関するリスクがあります。
互換性
異なるレイヤー技術間には、互換性がない場合があります。異なるレイヤー技術間で資産やデータを移動させるためには、ブリッジなどの追加のインフラストラクチャが必要になります。
ネットワーク効果
レイヤー技術が普及するためには、ネットワーク効果が重要です。多くのDAppsやユーザーがレイヤー技術を利用することで、その価値が高まり、さらなる普及につながります。
今後の展望
イーサリアムのレイヤー技術は、今後も進化し続けると考えられます。The Mergeの完了により、PoSへの移行が進み、ロールアップのセキュリティが向上することで、より多くのDAppsがロールアップ上で動作できるようになるでしょう。また、LayerZeroなどのオムニチェーン・インターオペラビリティ・プロトコルの登場により、異なるブロックチェーン間の連携が強化され、より多様なアプリケーションが実現される可能性があります。さらに、ZK-Rollup技術の進歩により、低コストで高速なトランザクションが実現され、イーサリアムのスケーラビリティ問題がより効果的に解決されることが期待されます。
まとめ
イーサリアムのレイヤー技術は、スケーラビリティ、トランザクションコスト、処理速度といった課題を解決するための重要な手段です。オフチェーンスケーリングとステートチャネルといった様々な技術が開発・導入されており、それぞれに特徴と課題があります。The Mergeの完了や最新のレイヤー技術動向を踏まえると、イーサリアムのレイヤー技術は今後も進化し続け、より多くのDAppsやユーザーにとって魅力的なプラットフォームとなるでしょう。レイヤー技術の普及には、複雑性の軽減、セキュリティの向上、互換性の確保、ネットワーク効果の強化といった課題を克服する必要があります。これらの課題を克服することで、イーサリアムは、分散型アプリケーションの基盤として、さらなる発展を遂げることが期待されます。
