Layer2の未来：カンクンアップグレードが導く前進の道
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Layer2の未来：カンクンアップグレードが導く前進の道
カンクンのアップグレードがL2にもたらす新たな機会とは？
Web3業界の深掘り報道に専念し潮流を洞察2023年には、イーサリアムの歴史上で2度の重要なアップグレードが行われた。まず4月13日に完了した上海アップグレードでは、ビーコンチェーンでのステーキング報酬の引き出し機能が開放され、イーサリアムは正式にPoW（プルーフ・オブ・ワーク）からPoS（プルーフ・オブ・ステーク）メカニズムへと移行し、これはイーサリアムのロードマップにおける重要なマイルストーンとなった。現在、イーサリアムは次なる「キャンコーン（Cancun）アップグレード」を目前にしている。このアップグレードは、L2のコスト削減と効率化のためにより多くのデータストレージを追加することを目指しており、現状に比べてL2の処理速度を10～100倍に向上させ、同時にコストを大幅に削減すると期待されている。最新のイーサリアムコア開発者会議によると、キャンコーンアップグレードは今年末に実施される見込みだ。
キャンコーンアップグレードは、どのようにしてイーサリアムのスケーラビリティを加速させ、Layer2にもたらす新たな成長機会とは何か？R3POは、このアップグレードを通じて、Layer2がイーサリアムエコシステムにより深く統合され、ユーザーにより迅速かつ低コストな取引体験を提供できるようになると見ている。Optimistic RollupであろうとZK Rollupであろうと、どちらも今回のアップグレードの恩恵を受け、共にイーサリアムエコシステムの発展を推進していくだろう。
一、確実な未来――Layer2
イーサリアム共同創設者であるVitalik Buterin氏の最新記事『The Three Transitions』では、「イーサリアムが経る必要のある3つの主要な技術的転換：Rollupへの移行によるLayer2への拡張、スマートコントラクトウォレットへの移行によるウォレットのセキュリティ強化、プライバシー保護された資金移動を可能にするためのプライバシーへの移行」が提起されている。
この記事は、Layer2およびRollupの重要性を明確にしている。Vitalik氏は、Layer2の発展がなければ、高額な取引コストのためにイーサリアムは失敗に終わると指摘している。世界有数の決済システムVISAが毎秒数万件のトランザクションを処理できるのに対し、イーサリアムはわずか15件/秒しか処理できず、通常の取引需要を満たすには程遠い性能である。また、1取引あたり3.75ドルというコストも、多数の一般ユーザーにとって大きな障壁となっている。
イーサリアムは日々膨大な取引活動を支えているが、エコシステムの継続的な発展に伴い、ブロックサイズの制限からリソース争奪が激化し、ネットワークは慢性的な混雑状態にある。その結果、イーサリアム第1層（Layer1）における手数料の高騰や処理速度の低下といった問題が顕在化しており、コスト削減と高速化が急務となっている。
イーサリアムのスケーリング問題は、開発者たちにとって長年の最重要課題である。V神が公表したイーサリアムのロードマップによれば、上海アップグレードでコンセンサスメカニズムの問題を解決した後、次の焦点はスケーラビリティの向上であり、目標はネットワークのTPS（1秒あたりの取引処理数）を10万以上にまで引き上げることである。
現在、イーサリアムのスケーリングソリューションとして主に2つある：Layer2とシャーディング（Sharding）。Layer2は、基礎となるブロックチェーン（Layer1）のスケーリングを目的としたオフチェーンソリューションであり、原理としては、チェーン上の取引要求をオフチェーンで実行・計算し、最終的にその有効性のみをイーサリアム上で検証するというものである。現在主流のLayer2ソリューションは「Rollup」であり、これは複数の取引を1つの要約としてまとめてイーサリアムに送信し、完全な計算やストレージをチェーン上で行わずに、要約データのみを保存することでスケーリングを実現する。この方法により、セキュリティを保ちつつスケーラビリティも達成できる。
二、Optimistic Rollup VS ZK Rollup
Rollupは主にOptimistic Rollup（楽観的ロールアップ）とZK Rollup（ゼロ知識証明ロールアップ）の2種類に分けられる。
Optimistic Rollupは詐欺証明（Fraud Proof）メカニズムを採用している。システムは取引データの妥当性を事前に検証せず、まず実行を行い、その後の猶予期間中に異議申し立てがあるかどうかを確認する。もしノードが不正な取引を発見し、証拠を提出すれば、その取引は取り消される。異議がなければ、猶予期間終了後に取引が確定し、ブロックに書き込まれる。この方式により、大規模な検証プロセスを省略でき、計算リソースを節約しつつ正確性を確保できる。代表的な実装例にはArbitrumやOptimismがある。
ZK Rollupはゼロ知識有効性証明（Zero-Knowledge Validity Proof）を採用している。すべての取引が有効であることを証明するゼロ知識証明を作成し、最終的な状態変更と共にイーサリアムに送信する。Optimistic Rollupのようにすべての取引詳細を圧縮してアップロードする必要はなく、ゼロ知識証明と最終状態のデータだけを送信すればよい。ZK Rollupの主要プロジェクトにはZKsync、Starkware、Scrollなどが含まれる。
Optimistic Rollupの長所と短所：
長所：
- 互換性：Optimistic Rollupは汎用コントラクトやEVM（イーサリアム仮想マシン）との互換性が高く、開発者がアプリを開発・移行しやすい。
短所：
- 詐欺証明による時間遅延：不正取引や異議が発生した場合、Optimistic Rollupの出金待機期間は通常1週間と長く、資金の流動性が一時的に制限される。
- ネットワーク停止リスク：異議が発生した際、全体のOptimistic Rollupネットワークが停止する可能性があり、取引が滞る。
ZK Rollupの長所と短所
長所：
- プライバシー保護：ZK Rollupはゼロ知識証明技術を利用し、取引内容を秘匿したまま有効性を検証できるため、高いレベルのプライバシーを提供する。
- 安全性：検証プロセスが数学的証明に基づいており、非常に高い安全性を持つ。取引の詳細を公開せずに正当性を保証できる。
短所：
- 計算コスト：ゼロ知識証明の生成と検証には大量の計算リソースが必要で、処理時間が長くなりやすく、コストも高くなる。
- スマートコントラクト機能の制限：ZK Rollupは取引処理の最適化を目的としており、複雑なスマートコントラクトのサポートが限定的で、一部の高度なコントラクトは直接実装できない。
OP系は開発難易度が低く、早期に上線したことで先行優位を築き、現在はTVL（総価値供託量）の9割以上を占めている。一方、ZK系は市場シェアが小さく、ユーザー獲得競争においてはさらなる建設スピードとエコシステム構築が求められている。Layer2エコシステムが成熟するにつれ、キャンコーンアップグレード後にはRollupの費用が大幅に下がり、ユーザー増加とエコシステム構築がZK系とOP系の勝負を分ける鍵となるだろう。
三、Layer2の未来：キャンコーンアップグレードが導く前進の道
前章では、Optimistic RollupとZK Rollupという2つのLayer2ソリューションの長所と短所を比較した。キャンコーンアップグレードの到来とともに、Layer2は新たな成長のチャンスを迎える。キャンコーンアップグレードは、スケーラビリティとパフォーマンス向上を目的としたイーサリアムの重要なマイルストーンであり、Layer2がイーサリアムエコシステムにさらに深く統合され、ユーザーにより迅速で低コストな取引体験を提供できるようになる。Optimistic RollupでもZK Rollupでも、いずれもアップグレードの恩恵を受ける。キャンコーンアップグレード後、イーサリアムLayer2の速度は10～100倍に向上し、取引コストも大きく低下する。これにより、高スループットかつ低コストのDApps（分散型アプリケーション）の実現が現実味を帯びてくる。
1. 主な内容
キャンコーンアップグレードは5つのEIP（改善提案）を含み、データストレージの拡充とコスト削減を目的としている。その中核はEIP-4844であり、その他にEIP-1153、EIP-4788、EIP-5656、EIP-6780の4つの提案も含まれる。正確なアップグレード日は未定だが、2023年末の実施が予想されている。
EIP-4844：キャンコーンアップグレードの中核であり、「Proto-Danksharding」とも呼ばれる。これはRollup中心のスケーリングソリューションである。アップグレード前は、Rollupデータがイーサリアム上に永続的に保存されており、その保管コストが非常に高かった。ユーザーがRollupに支払う取引コストの90%は、この保管費によるものだった。そこでEIP-4844は「Blob Transaction」という新しいトランザクションタイプを導入し、データを「Blob（バイナリ大型オブジェクト）」として一時的に保存する。保存期間は約1ヶ月で、その後データは削除される。長期保存が必要な場合は、別途サービスプロバイダーが対応する。BlobがProto-Dankshardingによってイーサリアムプロトコルの一部になると、イーサリアムのブロック内に複数のBlobを追加可能となり、スループットが再び大幅に拡張（＞100倍）し、取引コストも低下する。
その他のEIPは以下の通り：
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EIP-1153：オンチェーンデータの保管コストを削減し、ブロックスペースの効率を改善。
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EIP-4788：クロスチェーンブリッジやステーキングプールの設計を改善。
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EIP-5656：EVM（イーサリアム仮想マシン）に関する補助的なコード変更を追加。
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EIP-6780：スマートコントラクトを無効化する可能性のあるコードを削除。
2. 注目すべき機会は？
① Layer2の壮大な物語
イーサリアムの混雑という時代背景こそが、最大の物語を生み出した。現在、L2エコシステムの総TVLは年初比で2倍以上に増え、約80億ドルに達している。
キャンコーンアップグレードはイーサリアムのスケーリングの第一歩であり、既にLayer2を10～100倍の速さと安さに変えてしまう。EIP-4844によるスケーリングと低コスト化は、すべてのL2エコシステムに好影響を与える。OP系エコシステムはさらに多様化し、ZK系はデータ可用性の向上により利便性が飛躍的に高まる。高コストで運営が難しかった独立型L2も急速に成長する可能性がある。チェーン上でのコスト低下により、L2エコシステムはますます豊かになり、ユーザー数も増加するだろう。
すでに上線しているプロジェクトでは、Arbitrum、OP、新興のZKsync、老舗dYdXなどが現在のL2市場の半分以上を占めている。強者はさらに強くなる。人気分野のリーディングプロトコルは、キャンコーンアップグレード後、さらに大きな成長ポテンシャルを持つ。
上線済みのプロジェクト以外にも、まもなくメインネット上線予定のScroll、Linea、Taikoなども注目に値する。
さらに、L2の高速取引と低コストは、L2上での新たなプロジェクトの台頭を促すだろう。オンチェーン先物、オンチェーンオプションなど、イーサリアムの低TPSに敏感なプロジェクトにとって、GMXやGNXのような高速取引が求められるアプリケーションは、キャンコーンアップグレードにより実質的な改善を受け、発展の余地が広がる。
② データ可用性層（DA）の新興分野
Blobデータは短期間しか保存されないため、過去データの参照に課題が生じる。ここから、分散型ストレージに対する需要が生まれる。また、Layer2のスケーリングソリューション自体もデータ可用性層（DA）を必要とする。さらに、キャンコーンアップグレードはEth storage、Arweave、FilecoinなどのイーサリアムDA層ネットワークにも追い風となる。
3. Layer2はどこへ向かうのか？
予見可能な将来、キャンコーンアップグレードによって吹き鳴らされるイーサリアムスケーリングの号令により、より高いスループットと低い取引コストが実現する。これにより、Layer2アプリケーションはより多くの取引を処理でき、ユーザーにより迅速で即時的な取引確認を提供できるようになる。金融分野での決済から、ゲームやNFTまで、Layer2の高性能はユーザーによりスムーズで効率的な体験をもたらす。
しかし、技術の進歩だけではユーザーを引き寄せることはできない。Layer2の真の繁栄を実現するには、革新的なアプリケーションが不可欠である。L2beatのデータによると、現在上線済みまたは開発中のLayer2は29に達しており、そのうちArbitrum One、Optimism、zkSync Era、dYdXの市場シェアはすでに92.75%を占めている。残りの6.25%を他のL2が分け合っている状況だ。
まるで何時間もかけて整備された高速道路だが、需要がなく走る車がほとんどいないという状態が、多くのL2が直面している現実である。優れたアプリケーションがなければ、L2の価値は発揮されない。Arbitrumも、GMXなどのDeFiアプリの台頭によって初めてエコシステムを繁栄させることができた。ユーザーのニーズに応える、より便利で革新的かつ実用的なアプリケーションを開発することで、初めてユーザーの関心と参加を得られる。これは開発者や起業家がLayer2上で大胆な挑戦と革新を行う必要がある。Layer2の利点を活かし、独自で魅力的なユースケースを創出しなければならない。そうして初めて、Layer2は人々の生活に真正面から溶け込むことができる。したがって、今後の成功の鍵は、技術の発展だけでなく、ユーザーの移行とアプリケーションの普及にある。
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