イーサリアム（ETH）のLayerとは？初心者向け簡単解説
イーサリアムは、ビットコインに次ぐ時価総額を誇る代表的な暗号資産であり、その基盤技術であるブロックチェーンは、金融分野にとどまらず、様々な産業への応用が期待されています。イーサリアムを理解する上で重要な概念の一つが「Layer」です。本記事では、イーサリアムのLayerについて、初心者の方にも分かりやすく解説します。
1. イーサリアムの基本構造：Layer 1, Layer 2, Layer 3
イーサリアムのLayerは、大きく分けてLayer 1、Layer 2、Layer 3の3つの階層に分類されます。それぞれのLayerは異なる役割を担っており、イーサリアム全体のパフォーマンスとスケーラビリティを向上させるために連携しています。
1.1 Layer 1：イーサリアムの基盤
Layer 1は、イーサリアムの基盤となるブロックチェーンそのものを指します。具体的には、イーサリアムのコンセンサスアルゴリズム（PoWからPoSへの移行）、仮想マシン（EVM）、データ構造などが含まれます。Layer 1の主な役割は、トランザクションの検証とブロックチェーンへの記録です。しかし、Layer 1はトランザクション処理能力に限界があり、ネットワークの混雑時にはガス代が高騰する、トランザクションの処理速度が遅くなるなどの問題が発生します。この問題を解決するために、Layer 2やLayer 3といった上位層の技術が開発されています。
イーサリアムのPoSへの移行（The Merge）は、Layer 1の重要なアップデートであり、エネルギー消費の削減とセキュリティの向上を実現しました。しかし、PoSへの移行だけではスケーラビリティの問題は完全に解決されません。そのため、Layer 2ソリューションの開発が不可欠となっています。
1.2 Layer 2：スケーラビリティ問題の解決策
Layer 2は、Layer 1のブロックチェーンの負荷を軽減し、トランザクション処理能力を向上させるための技術です。Layer 2ソリューションは、トランザクションをLayer 1の外で処理し、その結果のみをLayer 1に記録することで、Layer 1の混雑を緩和します。代表的なLayer 2ソリューションには、ロールアップ、サイドチェーン、ステートチャネルなどがあります。
- ロールアップ：トランザクションをまとめてLayer 1に記録する技術です。Optimistic RollupとZK-Rollupの2種類があります。Optimistic Rollupは、トランザクションが有効であると仮定し、異議申し立て期間を設けることで不正なトランザクションを検出します。ZK-Rollupは、ゼロ知識証明を用いてトランザクションの有効性を証明することで、より高いセキュリティとスケーラビリティを実現します。
- サイドチェーン：Layer 1とは独立したブロックチェーンであり、Layer 1と相互運用可能です。サイドチェーンは、Layer 1とは異なるコンセンサスアルゴリズムを使用することで、より高いトランザクション処理能力を実現します。
- ステートチャネル：2者間のトランザクションをオフチェーンで処理し、最終的な結果のみをLayer 1に記録する技術です。ステートチャネルは、頻繁にトランザクションが発生するアプリケーションに適しています。
1.3 Layer 3：アプリケーション特化型ソリューション
Layer 3は、特定のアプリケーションに特化したソリューションを提供する層です。Layer 2の上に構築され、特定のユースケースに最適化された機能を提供します。例えば、ゲーム、DeFi、NFTなどのアプリケーションに特化したLayer 3ソリューションが開発されています。Layer 3は、アプリケーション開発者がより柔軟にアプリケーションを構築し、ユーザーエクスペリエンスを向上させることを可能にします。
Layer 3の例としては、アプリケーション固有のロールアップ、カスタムの仮想マシン、特定のデータ構造などが挙げられます。Layer 3は、イーサリアムのエコシステムをさらに拡大し、多様なアプリケーションをサポートするための重要な役割を担っています。
2. 各Layerの具体的な技術例
2.1 Layer 1の技術例
- Ethereum Virtual Machine (EVM)：スマートコントラクトを実行するための仮想マシンです。
- Proof-of-Stake (PoS)：トランザクションの検証とブロックの生成を行うためのコンセンサスアルゴリズムです。
- Sharding：ブロックチェーンを複数のシャードに分割し、並行処理を可能にする技術です。（開発中）
2.2 Layer 2の技術例
- Polygon：サイドチェーンを利用したスケーリングソリューションです。
- Arbitrum：Optimistic Rollupを利用したスケーリングソリューションです。
- Optimism：Optimistic Rollupを利用したスケーリングソリューションです。
- zkSync：ZK-Rollupを利用したスケーリングソリューションです。
- StarkNet：ZK-Rollupを利用したスケーリングソリューションです。
2.3 Layer 3の技術例
- Immutable X：NFTに特化したLayer 2ソリューションの上に構築されたLayer 3ソリューションです。
- Gelato：スマートコントラクトの自動化に特化したLayer 3ソリューションです。
3. Layer間の連携と将来展望
イーサリアムのLayerは、それぞれ独立して機能するのではなく、互いに連携することで、より高いパフォーマンスとスケーラビリティを実現します。Layer 1はセキュリティと分散性を担保し、Layer 2はトランザクション処理能力を向上させ、Layer 3はアプリケーション特化型の機能を提供します。これらのLayerが連携することで、イーサリアムは様々なユースケースに対応できる汎用的なプラットフォームとなります。
将来的に、Layer 3ソリューションはさらに多様化し、特定のアプリケーションに最適化された機能を提供することで、イーサリアムのエコシステムをさらに拡大することが期待されます。また、Layer 1のSharding技術が実装されれば、イーサリアムのスケーラビリティは飛躍的に向上し、より多くのユーザーが快適に利用できるようになるでしょう。
4. まとめ
イーサリアムのLayerは、イーサリアムのパフォーマンスとスケーラビリティを向上させるための重要な概念です。Layer 1は基盤となるブロックチェーンであり、Layer 2はトランザクション処理能力を向上させるための技術であり、Layer 3はアプリケーション特化型のソリューションを提供します。これらのLayerが連携することで、イーサリアムは様々なユースケースに対応できる汎用的なプラットフォームとなります。イーサリアムのLayerを理解することで、暗号資産の世界をより深く理解し、今後の発展に期待することができます。
本記事が、イーサリアムのLayerについて理解を深める一助となれば幸いです。
