Layer2 レーンに関するリサーチレポート：Arbitrum、Optimism、Base、zkSync、StarkNet、および Linea

2023.12.20

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Layer2 レーンに関するリサーチレポート：Arbitrum、Optimism、Base、zkSync、StarkNet、および Linea

現時点では、EVMエコシステムのスケーリングソリューションは最終的にメインネットからLayer2へ、OPからZKへ、Layer2からLayer3へと進化していくと考えられるが、Layer2の分野自体は依然として非常に初期段階にある。

2023.12.20 - 10:12:14

Web3業界の深掘り報道に専念し潮流を洞察

執筆：MIIX Capital

序論

Gas Feeの問題と限られたTPSは、パブリックチェーンの普及および大規模な実用化を妨げる最大の課題であり、そのためLayer2によるスケーリングソリューションが登場した。Layer2技術は、ステートチャネル、Plasma、Rollupへと進化してきた。各技術の移行は、前世代技術に対する改善と進化である。

OPの拡張性が依然として不十分であることや、引き出し期間が長いことから、現在のETH最新ロードマップではZK Rollupを中心としたアップグレードが重視されている。たとえばOP技術を採用するOptimismも、現在OP+ZKハイブリッド証明方式を積極的に検討している。しかし現時点では、Optimistic Rollupsが依然として最大の市場シェアを占めており、zk-Rollupsの成長と発展にはまだ時間が必要である。

1. Layer2セクター概観

Layer2セクター全体を俯瞰すると、競争は非常に激しく、現在メインネットに上線しているプロジェクトをTVL順に並べると以下の通りである：

テストネット段階にあるLayer2の一部は以下の通り：

データから見ると、既にメインネットに上線しているLayer2の中で、依然としてOP技術が大部分のTVLを占めている。これは主に、OP技術が良好なユーザーエクスペリエンスと高いTPSを提供しており、このタイプのLayer2がエコシステムで先行者利益を確固たるものにしているためである。

2. Optimistic Rollups と zk-Rollups

2.1 Optimistic Rollups

Optimistic Rollupsとは、楽観的検証（optimistic validation）に基づく第2層スケーリングソリューションであり、提出されたブロックは正しいものと仮定し、誰かが異議を唱えない限り正当性を問わない。RollupOperatorが多数のオンチェーン外取引をまとめてバッチ処理し、その結果生じる新しい状態（残高、コントラクト状態など）を計算してオンチェーン外の状態更新を生成する。その後、この状態更新および関連データをメインチェーンに提出する。この状態はデフォルトで正しいとされ、追加の検証は不要である。ただし、状態更新の提出後には固定された挑戦期間があり、この期間中に誰でも不正証明（fraud proof）を提供することで、提出された状態更新の有効性に異議を唱えることができる。異議が提起された場合、対象となる取引全体がEVM上で再実行され検証される。もし状態更新が誤りであることが証明された場合、提出者はペナルティ（デポジット没収）を受け、チェーン上の状態は正しい状態にロールバックされる。挑戦期間内に誰も異議を唱えなかった、または異議が誤りと判明した場合、チェーン上の状態は提出された更新内容に従って更新される。

2.2 ZK-Rollups

zk-Rollupsとは、ゼロ知識証明（zero-knowledge proof）に基づく第2層スケーリングソリューションである。まずRollupOperatorが複数のオンチェーン外取引をバッチ処理し、その後ゼロ知識証明（例：zk-SNARKSまたはzk-STARKs）を用いて、そのバッチ内のすべての取引の有効性を検証できる簡潔な証明ファイルを生成する。この証明により、各取引を個別に確認することなく、バッチ全体の有効性を検証可能になる。次に、この証明と関連データをメインチェーンに提出し、メインチェーンは証明の正当性を検証することで取引の有効性を保証する。検証が成功すれば、スマートコントラクトが証明内のデータに基づきチェーン上の状態を更新する。つまり、取引はオフチェーンで行われるが、チェーン上の状態は更新されており、データの一貫性が確保される。

注：ゼロ知識証明（Zero-Knowledge Proof、略称ZKP）とは暗号学的概念であり、証明者が何らかの命題が真であることを検証者に証明する際に、その命題に関する他の情報を一切開示しないことを可能にする。つまり、ある人が特定の情報を知っていることを、その情報自体を開示せずに証明できる。

2.3 ZKとOPの比較分析

ZKとOPはそれぞれ特徴があり、以下5つの観点から比較・分析を行い、読者の判断材料としたい：

検証方式：

OPは不正証明（fraud proofs）によって取引を検証する。取引はデフォルトで有効と仮定し、誰かが無効取引の証拠を提出するまで異議を唱えない。これにより、オフチェーンのユーザーおよびノードが継続的に監視を行い、RollupOperatorが悪意を持っていないことを確認する必要がある；
ZKはゼロ知識証明（例：zk-SNARKsまたはzk-STARKs）によって取引を検証する。ZKが簡潔な証明を生成することで、バッチ内の取引の有効性を保証し、各取引を個別にチェックする必要がない；

安全性：

OPは取引をデフォルトで有効と仮定するため、一定のセキュリティリスクが存在し、オフチェーンのユーザーおよびノードが積極的に取引を監視することで安全性を確保する必要がある；
ZKはゼロ知識証明に基づく検証方式により高い安全性を提供する。なぜなら、取引の有効性を保証するために証明の生成が必要だからである；

スループットとパフォーマンス：

OPは高速なオフチェーン取引処理が可能だが、不正証明の挑戦期間のため、オンチェーンでの検証に時間がかかる可能性がある；
ZKはゼロ知識証明の生成に計算リソースを要するが、オンチェーンでの検証速度は非常に速く、証明が生成されればメインチェーンは迅速に検証できる；

汎用性：

OPはEVMと完全互換であり、多数のDAppがそのまま移行可能で、計算の複雑さが低く、汎用的なスマートコントラクト実行や複雑な計算に適している；
ZK技術はまだ発展途上であり、汎用的なスマートコントラクトや複雑な計算への応用には制限がある；

コスト：

OPは低いオフチェーン取引コストを持つ；
ZKはゼロ知識証明の生成に計算リソースが必要であり、オフチェーン取引コストが高くなる可能性がある；

総合的に見ると、Optimistic Rollupsとzk-Rollupsはそれぞれ長所と短所を持っている。Optimistic Rollupsは複雑なスマートコントラクトシナリオに適しており、イーサリアムとの互換性が高い。一方、zk-Rollupsは安全性とプライバシー保護において優位性を持つ。OP技術の本質的な欠点から、イーサリアムはZK技術を中心としたスケーリングへと向かう傾向にあるが、技術の進化は一朝一夕にはいかず、OP技術のLayer2もまたOP+ZKハイブリッド証明技術の研究開発を進めている。したがって、OPとZKのどちらが将来を主導するかは未だ定まっていない。

3. Layer2セクターのデータ分析

ZKかOPかという議論は常に話題となっているが、最終的には市場の選択が決める。以下では、取引量、TVL、TPSなどのデータから、Layer2セクターの詳細な状況を分析する。

3.1 Layer2のチェーン上取引量はメインネットを大きく上回る

Layer2の1日あたりの取引総数はすでにイーサリアムメインネットを大幅に上回っており、今後のLayer2のさらなる発展により、このトレンドは継続すると予想される。特にDencunアップグレード後は、イーサリアムの取引が従来のcalldata保存とRollupのblob保存に分かれ、EIP-4844によりRollupのスケーリング効果は3～5倍になると期待されている。筆者は、Dencunアップグレードの近づくにつれ、ETH/BTCレートも上昇すると予測しており、Layer2チェーン上のデータ変動に注目すべきである。

3.2 TVLと市場シェア

TVLの面では、Arbitrumが約50％の市場シェアを安定的に占めており、ピーク時には約65％まで達した。2位と3位はそれぞれOPおよびBaseである。これら3つともOP技術を採用するRollupである。

2023年12月9日にArbitrumのTVLが史上最高の84.8億ドルに達したものの、市場占有率は低下し続けており、主な理由はOPの急伸および複数のLayer2が相次いで上線したことによる希薄化である。OPの時価総額20億ドルは、Arbitrumの13億ドルを上回っており、全流通時価総額でもOPはARBより約10億ドル少ないだけである。市場はOPの将来性をArbitrumよりも高く評価しており、価格付けも若干高い。

BaseのTVLは最近上昇しており、主な理由はCoinbaseがBaseエコシステムの貸借プロトコルSeamless ProtocolのガバナンストークンSEAMの上場を発表したことにある。SEAMはCoinbaseで取引される最初かつ現時点で唯一のBaseエコシステム原生プロジェクトトークンとなる。このため、多くのユーザーがBaseチェーンのプロジェクトに対してエアドロ期待でのインタラクションを行っている。

3.3 Layer2の収益性とトレンド分析

直近3ヶ月間、他プロジェクトと比較してLineaは多くのGasを生成している。これはLineaの技術がまだ進化中であり、全体的なGas Feeが理想的ではないためである。平準時では、zkSync Eraが多くのGasを貢献しており、主な要因はエアドロ期待によるインタラクションである。

現時点ではLayer2の収益モデルは明確ではなく、公共インフラとしてユーザーに追加料金を請求することは困難であるため、Layer2は主に資金調達やトークン発行によって開発・運営を行っている。

発行済みトークンとイーサ価格を比較すると、OPはイーサリアムおよび他のLayer2と比べて明らかに強気である。筆者は、これはOP+ZKおよびOP Stackというストーリーがより完成度が高く、より多くの資本支援があるため、市場の期待値が高く、今後の上昇余地も広いと考えている。Dencunアップグレードがカウントダウンに入るとともに、OPおよび原生トークン発行済みのトッププロジェクトが市場から高い注目を集めている。

2.4 最新TPSデータ比較

チェーン上での銘文（inscription）人気に伴い、各Layer2プロジェクトのリアルタイムTPSも連日記録を更新している。zkSync Eraの最大TPSは62に達し、Arbitrumが58で2位、一方BaseとOPは今回の銘文ブームの恩恵を受けておらず、TPSに新たな飛躍的データは見られない。しかし現時点のTPSレベルでは、将来的に数十億ユーザーの同時インタラクションを支えることは難しく、Layer3が今後不可避のソリューションとなる可能性がある。

2.5 ヘッドラインプロジェクトの比較分析

アクティブアドレスから見る：

過去3ヶ月間、zksync Eraの総アクティブアドレス数は比較的安定しており、平均して1日あたり約20万。一方、ArbitrumとOPはトークン発行後、Arbitrumは1日あたり約15万、OPは約6万を維持している。Arbitrumのエコシステム粘着性はOPを著しく上回っているが、市場はARBの価格をOPより低く評価している。主な理由は以下の通り：

1. OP Stackは多くの資本と開発者の支援を受けている；

2. OPはイーサリアム公式が支援するLayer2であり、将来はOP+ZKハイブリッド証明へ移行する予定である；

取引量とTVLから見る：

Arbitrumのデータは圧倒的にリードしており、zkSyncが2位。またStarkNetは公式がエアドロスナップショットを確定したことで、今月の新規ユーザー数が大幅に増加した。筆者の推測では、ZK系のzkSyncおよびStarkNetは今年末または来年第1四半期にエアドロ詳細を発表する可能性がある。過去の経験則から、エアドロ期間中のRollupではエコシステム内のプロジェクトTVLが短期間で大きく上昇し、既にトークンを発行している原生プロジェクトにとっては大きな追い風となり、価格上昇の可能性が高まる。

4. Layer2セクターのエコシステム分析

市場シェアTop10のうち、OP Rollups系のOptimismおよびArbitrumが80％以上のシェアを占めている。一方、Zk Rollups系はやや劣勢にあるが、Layer2エコシステムの重要な構成要素として注目され、将来性も高い。Zk RollupsとOp Rollupsは競争しながらも相互に学び合いながら発展している。以下では現在の市場パフォーマンスを踏まえ、Arbitrum、Optimism、Base、zkSync、StarkNet、Lineaを対象に詳細に解説する：

4.1 Arbitrumエコシステム

ArbitrumはLayer2スケーリングソリューションの一つであり、Optimistic Rollupsを使用してスループットを向上させ、Gas Feeを削減している。複数の取引をバッチ処理し、それをイーサリアムメインネットに提出することで実現している。Arbitrumはイーサリアムスマートコントラクトと互換性があり、既存のdAppやDeFiプロトコルと連携して使用できる。

現時点では、Arbitrumのエコシステム品質は他のLayer2を上回っており、独自のエコシステムプロジェクトが多い。ArbitrumはLayer2市場の盛り上がりを牽引してきたため、他のプロジェクトと比較して、Arbitrumエコシステム内のネイティブプロジェクトはより有名である（例：Radiant Capital、GMX、Camelot、Treasure DAO）。1日のアクティブユーザー数から見ると、エアドロ期待を除いた純粋なユーザーロイヤルティはArbitrumが最も高い。以下では、各Layer2のネイティブエコシステムの現状、特に未発行トークンのLayer2について探っていく：

GMX

ArbitrumエコシステムのDeFiカテゴリにはGMX、Radiant Capital、Camelotなどが含まれるが、ArbitrumのDeFiエコシステムは独自性が強く、多くのDeFiプロジェクトがGMXの流動性プールを基盤に構築されている。

最近、GMXの取引総量は市場全体の上昇に伴い持ち直しており、価格もそれに連動している。OKXウォレットがGMX統合により50倍レバレッジ取引を追加したことで、筆者は今後の相場上昇があれば、GMXチェーン上の取引量がさらに増加し、GMXトークンの有機的価格上昇を促すと予想している。

Treasure Dao

Treasure DaoはArbitrumエコシステム内の非DeFiプロジェクトであり、創造性と遊び心を重視したライトウェイトなカジュアルゲームである。

3Aゲームは主に工業的生産能力に重点を置き、資金要求が高いため、筆者は伝統的なWeb2ゲームとの競争において、軽量で創造的なゲームが突破口になる可能性が高いと考える。これは迅速に反復し最適な経済モデルを探しつつ、ユーザーに即時の楽しさを提供でき、煩雑なレベルアップやマネタイズに頼らない。これらの要素は持続不可能であることが多い。

4.2 Optimismエコシステム

Optimismもまた、Optimistic Rollups技術を用いてスループットを向上させ、Gas Feeを削減するLayer2スケーリングソリューションであり、L1から資金を橋渡しする際、高額なGas Feeを払うことなくイーサリアムのセキュリティを享受できる最初のプロジェクトでもある。イーサリアムスマートコントラクトとの互換性を目指しており、イーサリアム仮想マシン（EVM）をサポートしている。また、「不正証明」という機能を提供し、ユーザーが無効取引に異議を唱えることも可能である。

OP内部のエコシステム革新力は弱く、Arbitrumと比較してOPエコシステムはやや貧弱であり、市場も大規模にOPエコシステムのネイティブプロジェクトを支持していない。しかし、モジュラーなコードベースOP StackやOP+ZKハイブリッド証明など、インフラ整備面では進展が著しく、多くの資本が強力に支援・推進している。現時点でOP内でトークンを発行しているネイティブプロジェクトは主にVelodromeであり、その他は非ネイティブプロジェクトが多く、エコシステム構築の成果は平均的である。

4.3 Baseエコシステム

Baseは時価総額200億ドルの暗号巨人Coinbaseが構築したLayer2ネットワークであり、主にOP Stack技術を用いてイーサリアム上に開発されたOptimistic Rollupである。ネットワークノードプロバイダーにはBlockdaemon、QuickNode、Blast、Safe Wallet、ブロックエクスプローラーEtherscanおよびBlockscout、データインデクサーThe GraphおよびCovalentなどが含まれる。Baseには多くのネイティブプロジェクトがあり、Velodromeが開発したAerodrome、Seamless Protocol、friend.techなどがすでにBaseのトッププロジェクトとなっている。

Seamless

現在Seamlessはトークンを発行しており、ユーザーはAerodromeやfriend.techなどのトークンエアドロを期待して参加できる。Seamlessは独自の革新的機能を持たないが、Coinbaseに上場したことで、エコシステム内のネイティブプロジェクトへの関心が高まっている。

friend.tech

friend.techはKOLのトークンを売買することで、KOLとの直接交流の機会を得る仕組みであるが、このメカニズムは持続できないことが証明されている。

Fren Pet

Fren Petはピクセルアートの育成型ゲームであり、さまざまなトークン経済学を用いてペット育成を運営している。現時点では、Fren PetはWeb3ゲームとしてやはりトークン経済学に重きを置いており、ゲーム自体の楽しさを軽視している。

4.4 zkSyncエコシステム

zkSyncはゼロ知識証明を用いてスループットを向上させ、Gas Feeを削減するLayer2スケーリングソリューションであり、イーサリアムスマートコントラクトとの互換性を備えており、イーサリアム仮想マシン（EVM）をサポートしている。また、「zkPorter」という機能を提供し、ユーザーが取引を集約してさらにGas Feeを削減できる。

他のエコシステムでDEXが強いマッセー効果を持つこととは異なり、zkSyncのDEXは競争が特に激しく、まだ目立ったレンディングサービスが登場していないため、多くの開発者やVCがzkSyncエコシステムに注目している。

Dmail Network

Dmail NetworkはzkSync上のメール関連アプリであり、かつてETHハッカソンで1位を獲得した。現在のDmail NetworkのUAWは主にエアドロ期待によるインタラクション増加によるものである。

Tevaera

TevaeraはArbitrum上のTreasure Daoに類似するゲームプラットフォームであるが、ゲーム品質は低く、現在も発展段階であり、引き続き注目が必要である。

4.5 StarkNetエコシステム

StarkNetはzk-rollupsを用いてスループットを向上させ、Gas Feeを削減するLayer2スケーリングソリューションである。イーサリアムスマートコントラクトとの互換性を持ち、イーサリアム仮想マシン（EVM）をサポートしている。また「validium」という機能を提供し、ユーザーがオンチェーン外でより複雑な計算を実行できるようにしている。

技術的要因により、StarkNetのTPSは制限され、Gas Feeも高めで、エコシステム全体の発展が遅れている。しかし、StarkNetの開発環境の恩恵を受け、多くの革新的プロジェクトが孵化・育成されている：