重要なポイント
ブロックチェーンのトリレンマは、セキュリティ、分散化、スケーラビリティのバランスを取ろうとする際にブロックチェーンネットワークが直面する困難を浮き彫りにしています。
制限に対処するための複数のスケーリングソリューションが検討されています。いくつかはメインチェーン（レイヤー1）に焦点を当てており、他は別のチェーン（レイヤー2）に焦点を当てています。
レイヤー1スケーリングソリューションは、パフォーマンスを改善するためにメインブロックチェーンのアーキテクチャとルールに対する変更を指します（例：コンセンサスの動作の変更やシャーディングの使用）。
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するためにレイヤー1の上に構築された二次フレームワークで構成されています（例：メインチェーンでの取引処理を処理することによって）。
ブロックチェーンの未来は、レイヤー1のセキュリティと決済を使用し、レイヤー2により高い速度と低いコストを依存するという両方のシステムの混合に依存する可能性が高いでしょう。
序論
暗号通貨の人気は依然として高まり、新しいユーザーと取引が増加しています。ブロックチェーンの革命的な性質は明らかですが、スケーラビリティ（システムが増大する需要に対応する能力）は依然として主要な課題です。分散化とセキュリティを優先する公共ブロックチェーンは、高いスループットを達成するのに苦労することがよくあります。
この課題はブロックチェーントライレマとして知られ、分散型システムが同時に高い分散化、セキュリティ、およびスケーラビリティを達成することが難しいことを示しています。通常、ネットワークは3つのうちの2つを優先し、残りの1つを犠牲にします。
これを解決するために、開発者はさまざまなスケーリングアプローチを作成しました。一部のソリューションはメインブロックチェーン（レイヤー1）のアーキテクチャを調整し、他のソリューションは基盤となるネットワークの上に構築された二次プロトコル（レイヤー2）で動作します。
レイヤー1対レイヤー2
レイヤー1という用語は、ブロックチェーンアーキテクチャの基盤レベルを指します。これは、取引が確定されるメインネットワークです。例にはビットコイン、イーサリアム、BNBチェーン、ソラナが含まれます。
レイヤー2は、これらのレイヤー1ブロックチェーンの上に構築されたネットワークまたはプロトコルを指します。例えば、ライトニングネットワークはビットコインのためのレイヤー2ソリューションであり、Arbitrumはイーサリアムのためのレイヤー2です。
スケーリングの改善は、発生する場所に基づいて分類されます：
レイヤー1ソリューションは、基盤となるブロックチェーンのルールやメカニズムを直接変更します（例：コンセンサスメカニズムの変更）。
レイヤー2ソリューションは、メインチェーンからの取引を行うために外部の並行ネットワークを使用して混雑を減らします。
一般的なレイヤー1スケーリングソリューション
1. コンセンサスメカニズム
いくつかのブロックチェーンは、プルーフ・オブ・ワーク（PoW）のような遅くてエネルギーを多く消費するシステムから、プルーフ・オブ・ステーク（PoS）のようなより効率的なシステムに切り替えています。例えば、イーサリアムはデータ処理能力を改善し、より環境に優しくなるためにPoSに移行しました。この方法では、取引を検証するためにマイニングの代わりにステーキング（コインをロックアップすること）を使用します。
2. シャーディング
シャーディングは、大規模なデータベースを「シャード」と呼ばれる小さく管理しやすい部分に分割することのようなものです。したがって、ネットワーク上のすべてのコンピューターがすべての作業を行うのではなく、作業が分割されます。これにより、ブロックチェーンは同時に複数の取引を処理でき、全体的な効率が向上します。
3. ブロックサイズの増加
一部のブロックチェーンは、単にブロックのサイズを増加させます。これにより、より多くの取引が1つのブロックに収まるようになります。ただし、これにより、通常のコンピューターがネットワーク内の検証ノードとして動作するのが難しくなる可能性があり、分散化を損なう可能性があります。
一般的なレイヤー2スケーリングソリューション
1. ロールアップ
ロールアップは現在、イーサリアムの最も人気のあるスケーリングソリューションです。彼らはオフチェーンでの数百の取引を「ロールアップ」（バンドル）して、メインチェーンに提出する前に単一のバッチにまとめます。
楽観的ロールアップ：OptimismやArbitrumのようなネットワークで使用されるこれらは、取引がデフォルトで有効であると仮定します。無効な取引が異議を唱えられる「詐欺防止」期間を提供します。
ゼロ知識（ZK）ロールアップ：zkSyncやScrollのようなネットワークで使用されるZKロールアップは、暗号証明を使用して取引の有効性を即座に確認します。彼らは高いセキュリティとプライバシーを提供し、異議申し立て期間を必要としません。
2. サイドチェーン
サイドチェーンは独立したブロックチェーンで、それぞれ独自の検証者セットを持っています。主な例はPolygon PoSネットワークです。ロールアップとは異なり、サイドチェーンは自身のセキュリティに責任を負います。これらはしばしばより速く、より安価ですが、ロールアップが行うようにメインのレイヤー1チェーンのセキュリティを直接引き継ぐわけではありません。
3. ステートチャネル
ステートチャネルは、参加者間の双方向通信環境です。ユーザーは、オフチェーンで好きなだけ取引を行い、開閉バランスのみがブロックチェーンに記録されます。ビットコインライトニングネットワークはこのモデルで動作し、即時の低料金のビットコイン支払いを可能にします。
4. ネストされたブロックチェーン
この設定では、メインのブロックチェーンが「子」チェーンに作業を割り当てます。子チェーンは作業を行い、結果を「親」チェーンに返します。イーサリアムのプラズマフレームワークはその例です。
レイヤー1対レイヤー2：主な違い
両方のレイヤーはネットワークを速くしたいと考えていますが、方法は異なります。
スケーリングソリューションの制限
レイヤー1：メインチェーンのアップグレードは困難です。ブロックサイズの増加やコンセンサスの変更などの大きな変更は、しばしばハードフォークを必要とし、コミュニティを分裂させる可能性があります。
レイヤー2：速いですが、L2は複雑さを追加する可能性があります。ユーザーはネットワーク間で資金をブリッジする必要があり、流動性は異なるL2間で断片化する可能性があります。さらに、いくつかのL2は中央集権的なシーケンサーに依存しており、分散型メインチェーンと比較して潜在的な失敗点を導入します。
結論
ブロックチェーンの世界は急速に成長しています。大量採用を扱うためには、安全で迅速なネットワークが必要です。シャーディングのようなレイヤー1のアップグレードは長期的には重要です。ただし、レイヤー2のソリューションは、今すぐ必要な速度と低コストを提供します。今後、セキュリティのための強力なレイヤー1と日常の取引のための柔軟なレイヤー2ネットワークの混合が一般的になるでしょう。
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