ブロックチェーンにおけるレイヤー1とは何ですか？

重要なポイントレイヤー1は、ビットコイン、BNBチェーン、イーサリアムなどの基本的なブロックチェーンネットワークを指し、他のネットワークに依存せずに独自に取引を検証し、確定します。
レイヤー1ブロックチェーンは基本的な課題に直面しています：高い取引量を処理しつつ、セキュリティと分散化を維持することです。
一般的なレイヤー1スケーリングアプローチには、ブロックサイズの増加、コンセンサスメカニズムの変更、シャーディングの実装が含まれます。
レイヤー2プロトコルは、レイヤー1ネットワークの上に構築され、その能力を拡張します。ベースレイヤーをセキュリティと最終決済に使用します。ビットコインのライトニングネットワークがその一例です。
はじめにレイヤー1は、ビットコイン、イーサリアム、BNBチェーンなどのベースブロックチェーンネットワークを指し、自身のトランザクションを処理し、決済します。レイヤー1を理解することは、ブロックチェーンエコシステムがどのように構成されているか、特にイーサリアムのようなネットワークとそのレイヤー2スケーリングソリューションとの関係を理解するための基礎です。
レイヤー1とレイヤー2は、異なるブロックチェーン、プロジェクト、および開発ツールのアーキテクチャを説明するための用語です。もし、Polygonがイーサリアムとどのように関係しているのか、あるいはなぜ一部のアプリケーションがビットコイン上ではなく、別のネットワーク上に構築されているのか疑問に思ったことがあるなら、このアーティクルが層構造の背後にある概念を説明します。
レイヤー1とは？レイヤー1ネットワークは、ベースブロックチェーンの別名です。BNBスマートチェーン（BNB）、イーサリアム（ETH）、ビットコイン（BTC）、ソラナはすべてレイヤー1プロトコルであり、これらはそれぞれのエコシステム内の主要なネットワークです。プロトコルは、他のネットワークにセキュリティやコンセンサスを依存せずに、自身のブロックチェーン上でトランザクションを処理し、最終化する場合にレイヤー1となります。レイヤー1ブロックチェーンは、トランザクション手数料を支払うために使用される独自のネイティブトークンも持っています。
対照的に、レイヤー2ソリューションは、これらのベースネットワークの上に構築されています。これらは、メインチェーンの外でトランザクションをより効率的に処理し、最終決済のためにレイヤー1に依存します。
レイヤー1スケーリングレイヤー1ネットワークの一般的な課題はスケーラビリティです。ビットコインや他の大規模なブロックチェーンは、高需要の期間中に迅速にトランザクションを処理するのに苦労することがあります。ビットコインはプルーフ・オブ・ワーク（PoW）を使用しており、これはかなりの計算リソースを要求するコンセンサスメカニズムです。ビットコインのスループットは、そのブロック間隔とブロック容量によって制限されているため、高需要の期間中にはトランザクションがメモリプールに長く残り、ユーザーは早く確認を得るために高い手数料を支払うことがある。
開発者たちは、数年間にわたりレイヤー1スケーリングソリューションに取り組んでいます。一般的なアプローチには以下が含まれます：
ブロックサイズを増加させ、ブロックごとに処理されるトランザクションの数を増やすこと。
コンセンサスメカニズムを変更すること。たとえば、イーサリアムはプルーフ・オブ・ワークからプルーフ・オブ・ステーク（PoS）に移行し、2022年9月に完了しました（The Merge）。
シャーディングを実装すること。これは、ネットワークのワークロードを複数の並行セグメントに分散させるデータベースのパーティショニング形式です。
レイヤー1の改善には、ネットワーク全体の重要な調整が必要です。多くの場合、すべての参加者が変更に同意するわけではなく、コミュニティの分裂やハードフォークにつながる可能性があります。たとえば、ビットコインキャッシュは、2017年のブロックサイズに関する意見の不一致から生まれたハードフォークから派生しました。
SegWitレイヤー1スケーリングソリューションの一例がビットコインのSegWit（Segregated Witness）です。SegWitは、ブロックデータの構造を再編成し、トランザクション入力フィールドからデジタル署名を移動することでビットコインのスループットを向上させました。これにより、セキュリティを損なうことなく、ブロックごとのトランザクション数を増やすためのスペースが確保され、後方互換性のあるソフトフォークとして実装されているため、古いノードでもトランザクションを処理できます。
レイヤー1シャーディングとは？シャーディングは、ブロックチェーンネットワークをシャードと呼ばれる小さなセグメントに分割するレイヤー1スケーリング技術です。各シャードはネットワークのトランザクションの一部を処理し、それぞれ独自のノードとブロックを維持することで、すべてのノードがすべてのトランザクションを処理する必要がないようにワークロードを分散させます。
シャーディングを利用すると、個々のノードが全体のブロックチェーンのフルコピーを保存する必要がなくなります。代わりに、各ノードは自分のシャードで完了した作業をメインチェーンに報告し、アカウント残高や重要な指標を含むローカルステートを共有します。これにより、すべての参加者がハードウェアをアップグレードすることなく、トランザクションスループットを大幅に向上させることができます。
レイヤー1対レイヤー2すべての改善がレイヤー1で行えるわけではありません。技術的な制約やネットワーク全体のコンセンサスを達成することの難しさのため、いくつかの変更はベースブロックチェーン上で実装するのが難しいか、時間がかかります。イーサリアムのプルーフ・オブ・ステーク（PoS）への移行は、2022年9月に完了するまでに数年の開発を要しました。それ以来、イーサリアムはDencun（2024年3月）などのレイヤー1のアップグレードを続けており、これはレイヤー2ロールアップ向けにデータの可用性を安価にし、Pectra（2025年5月）はステーキング上限を引き上げ、アカウント機能を改善しました。
レイヤー1だけでは機能しないユースケースもあります。たとえば、ブロックチェーンゲームは、トランザクション時間が遅く、スマートコントラクト機能が意図的に制限されているなどの制約から、ビットコインネットワーク上で現実的に実行できません。解決策は、基盤層のセキュリティの恩恵を受けつつ、トランザクションをより効率的に処理するレイヤー2プロトコルの上に構築することです。
ライトニングネットワークライトニングネットワークは、ビットコイン上に構築されたよく知られたレイヤー2ソリューションです。トラフィックが多い場合、ビットコインのトランザクションは確認に時間がかかることがあります。ライトニングネットワークでは、ユーザーがメインチェーンを介さずに迅速で低コストの支払いを行うことができ、最終的な残高が後でビットコインに記録されます。これにより、多くのトランザクションが1つのオンチェーン記録にバンドルされ、時間を節約し、手数料を削減します。
レイヤー1ブロックチェーンの例レイヤー1ブロックチェーンにはさまざまな種類があり、分散化、セキュリティ、スケーラビリティというブロックチェーントライレムに対するアプローチは異なります。以下はいくつかの例です。
MultiversX（旧Elrond）MultiversX（2022年11月にElrondからブランド変更）は、パフォーマンスを向上させるためにシャーディングを使用するレイヤー1ネットワークです。その2つの主要な機能は、Secure Proof of Stake（SPoS）とAdaptive State Shardingであり、ネットワークが成長または収縮するにつれてシャードが分割・統合され、バリデーターがシャード間でローテーションして協調攻撃のリスクを軽減します。そのネイティブトークンEGLDは、トランザクション手数料、分散型アプリケーション（DApps）の展開、およびネットワークバリデーターへの報酬に使用されます。
THORChainTHORChainは、Cosmos SDK上に構築されたレイヤー1ネットワークで、分散型クロスチェーン交換として設計されています。ユーザーは、資産を異なるブロックチェーン間でラッピングやペッグなしでスワップでき、これにより従来のブリッジに関連する一部の保管リスクが軽減されます。その自動マーケットメイカー（AMM）モデルは、すべての流動性プールの基準ペアとしてネイティブRUNEトークンを使用します。RUNEはトランザクション手数料やネットワークセキュリティにも使用されます。
KavaKavaは、Cosmos SDKとEthereum Virtual Machine（EVM）共通チェーンを組み合わせたレイヤー1ブロックチェーンです。このデュアルチェーンアーキテクチャにより、開発者はCosmosとEthereumのエコシステム全体で機能する分散型アプリケーションを構築できます。KavaはTendermintプルーフ・オブ・ステークを使用し、KavaDAOによって資金提供されるオンチェーン開発者インセンティブを特徴としています。そのネイティブKAVAトークンは、手数料、ステーキング、およびガバナンスに使用され、USDにペッグされたステーブルコインUSDXも提供されています。
IoTeXIoTeXは、ブロックチェーンとモノのインターネット（IoT）を組み合わせることに焦点を当てたレイヤー1ネットワークです。ユーザーは、MachineFiと呼ばれるシステムを通じて、接続されたデバイスによって生成されたデータを制御し、マネタイズすることができます。IoTeXは、特定のIoTアプリケーション向けの複数のレイヤー2プロトコルをサポートし、手数料、ステーキング、ガバナンス、ネットワーク検証のためにネイティブIOTXトークンを使用します。
FAQレイヤー1とレイヤー2の違いは何ですか？レイヤー1は、ビットコインやイーサリアムなど、独自のトランザクションを処理し、最終化するベースブロックチェーンです。レイヤー2は、レイヤー1ネットワークの上に構築されたプロトコルで、メインチェーンの外でトランザクションを処理し、最終的な状態をレイヤー1に戻します。レイヤー2ソリューションは、速度を改善し、コストを削減しつつ、セキュリティのために基盤となるレイヤー1ネットワークに依存します。
ブロックチェーンにおけるシャーディングとは？シャーディングは、ブロックチェーンネットワークを小さなセグメント（シャード）に分割し、各シャードがネットワークのトランザクションのサブセットを並行して処理するレイヤー1スケーリング技術です。これにより、ネットワークの総トランザクションスループットを大幅に向上させることができます。
なぜレイヤー1のスケーリングは難しいのか？レイヤー1のスケーリングは、ベースプロトコルの変更を必要とし、大規模で分散されたネットワーク参加者間でのコンセンサスを達成することを意味します。これには、ノードオペレーター、マイナーまたはバリデーター、開発者が含まれます。意見の不一致はハードフォークを引き起こす可能性があります。変更が合意されても、セキュリティや分散化を損なうことなく安全に実装するには、数年の開発とテストが必要です。
ブロックチェーントライレムとは？ブロックチェーントライレムは、分散化、セキュリティ、スケーラビリティという3つの特性を同時に実現することの難しさです。1つを最適化すると、通常は別の特性が犠牲になります。たとえば、スループットを増加させる（スケーラビリティ）には、より強力なハードウェアが必要になり（分散化を減少させ）、またはバリデーターを減らす必要があるかもしれません（セキュリティを減少させる）。ほとんどのレイヤー1ブロックチェーンは、これら3つの特性の間で意図的なトレードオフを行います。
イーサリアムは、The Mergeの後もレイヤー1ブロックチェーンですか？はい。イーサリアムは、The Merge（2022年9月）後もレイヤー1ブロックチェーンのままであり、ネットワークはプルーフ・オブ・ワークからプルーフ・オブ・ステークに移行しました。The Mergeはコンセンサス層の変更であり、イーサリアムのベースネットワークとしての役割を変更するものではありません。イーサリアムは、Arbitrum、Optimism、Baseなどの多数のレイヤー2ロールアップネットワークの決済層として機能し続けています。
結論レイヤー1エコシステムは、近年大きく進化しました。より大きなレイヤー1ブロックチェーンの1つとして、イーサリアムのPoSへの移行とその後のアップグレードは、増大する数のレイヤー2ロールアップのためのベースレイヤーとしての地位を強化しました。一方、代替のレイヤー1ネットワークは、シャーディングから共通チェーンアーキテクチャ、クロスチェーン相互運用性に至るまで、スケーラビリティの課題に対するさまざまなアプローチを探求し続けています。
レイヤー1とレイヤー2の違いを理解することは、特にネットワークの相互運用性やクロスチェーンソリューションに焦点を当てたブロックチェーンプロジェクトを評価する際に、投資家にとって役立ちます。ネットワークがアーキテクチャの選択を行うとき、それは通常、分散化、セキュリティ、スケーラビリティの間の特定のトレードオフを反映しています。
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