レイヤー2エコシステムの発展はなぜこれほど急速なのか？現在の主要なレイヤー2プロジェクトを一文で解説
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レイヤー2エコシステムの発展はなぜこれほど急速なのか？現在の主要なレイヤー2プロジェクトを一文で解説
L2エコシステムは急速に発展しており、ではL2の技術や主要プロジェクトには何があるのか？直面している課題や改善策はどのようになっているのか？
Web3業界の深掘り報道に専念し潮流を洞察執筆：Starknet
翻訳：白話ブロックチェーン
ブロックチェーン技術は進化を続け、イーサリアムは2024年1月に1日あたり最大200万件の取引という記録を達成しました。しかし、ビットコインやイーサリアムのような第1層（L1）ブロックチェーンにおけるスケーラビリティの課題は依然として広範な普及を妨げる要因となっています。
この問題に対処するために、第2層（L2）ソリューションが登場しました。これは主要なL1ネットワークのセキュリティと分散化を損なうことなく、取引を高速化しコストを削減することを目的とした一連の技術です。L2Beatのデータによると、L2スケーリングソリューションはすでにイーサリアム自体の11〜12倍の取引量を処理しており、イーサリアムエコシステムに大きな変化をもたらしています。
出典：L2beat.com
本稿では、L2エコシステムの主要な革新点、直面する課題、そして将来の展望について探ります。
1. L2の起源
ますます多くのユーザーがL1上で取引を行うにつれて、これらのネットワークは遅く、高価になってきました。L1におけるスケーラビリティの問題を解決することは、通常、セキュリティか分散化のいずれかを犠牲にすることを意味します。しかし、これら二つの特性はすべてのブロックチェーンが保持したいものであり、「スケーラビリティ」「分散化」「セキュリティ」という三つの望ましい特徴のうち二つしか同時に実現できないというジレンマは「ブロックチェーン三重難題（Trilemma）」と呼ばれています。
この三重難題への対応は、特にデスクトップアプリ（dApp）構築のための主要L1として君臨するイーサリアムにとって重要です。この三つの特徴の中で、イーサリアムはスケーラビリティを犠牲にして「セキュリティ」と「分散化」を選択しました。
より複雑なdAppを経済的に実行可能にするには、イーサリアムのユースケースの数と種類を拡大する必要があります。
L2ソリューションはこうした問題を解決する手段として登場し、トランザクション処理に関わる大部分の計算負荷を基礎レイヤーから第2層へ移すことで、取引スループットを向上させ、コストを下げ、ユーザーエクスペリエンスを改善します。その目標は、基盤となるL1ブロックチェーンのセキュリティと分散化を活用しつつこれを実現することにあります。
2. 主要技術とフレームワーク
現在、L2エコシステムの総ロック価値（TVL）は460億ドルを超え、独自の特性を持つさまざまな技術やフレームワークが存在しています。以下で最も重要な技術について詳しく見ていきましょう。
ロールアップ（Rollups） - ロールアップには二つのタイプがあります。楽観的ロールアップ（Optimistic Rollup）と有効性ロールアップ（Validity / Zero-Knowledge Rollup）です。楽観的ロールアップは取引が有効であることを前提とします。参加者が「詐欺証明（fraud proof）」を使って不正な取引に異議を唱える仕組みにより、ネットワーク全体で詐欺行為を防ぎます。一方、有効性ロールアップは「有効性証明（validity proof）」を用いて、基礎レイヤーに提出される各取引の正当性を証明します。どちらのロールアップもL1と比較して高いスループットと低い手数料を提供します。
ステートチャネル（State Channels） - ステートチャネルは、ブロックチェーンの一部の状態をマルチシグ契約にロックすることで、参加者がオンチェーン外で取引できるようにします。参加者はオフチェーンで自由にやり取りでき、最終的な状態だけがオンチェーンで決済されます。これによりほぼリアルタイムの取引と低コストを実現しますが、機能性や参加者数に制限があります。
プラズマ（Plasma） - プラズマは、メインチェーンにアンカーされた階層型サイドチェーンを作成するためのフレームワークです。プラズマチェーンはオフチェーンで取引を処理し、定期的に更新内容のみをメインチェーンに送信することで、L1ネットワークの負担を軽減します。楽観的ロールアップと同様に、プラズマチェーンも「詐欺証明」を用いて不審な取引に異議を唱えます。
3. L2エコシステムの現状
L2エコシステムは急速に発展しており、主要なL1ブロックチェーンの拡張を目指す多数のプロジェクトやイニシアティブが存在します。有名なライトニングネットワークのように、ステートチャネルを利用してビットコイン上でもより迅速かつ安価な取引を実現しようとするソリューションもありますが、ビットコイン上での汎用コンピューティング向けL2ソリューションはまだ登場していません。
一方、イーサリアムはすでに活発なL2ソリューションエコシステムを育んできています。以下に主要なプロジェクトを紹介し、それぞれを簡単に説明します。
1）有効性ロールアップ（別名：ゼロ知識ロールアップ）
Starknet：Cairoという独自のプログラミング言語とネイティブなアカウント抽象化機能を備えた有効性ロールアップ。有効性証明を最大限に活用できるよう最適化されており、開発者コミュニティの成長が最も速いL2の一つです。
zkSync：EVM上で動作するもう一つの主要な有効性ロールアップ。ネイティブなアカウント抽象化をサポートしています。
Scroll：既存のイーサリアムdAppおよびツールとのネイティブレベルの互換性に重点を置いた、EVM互換の有効性ロールアップです。
Polygon zkEVM：L2スケーリングの老舗企業Polygonが開発した、EVM互換の有効性ロールアップです。
Linea：MetaMaskの背後にあるConsenSys社が支援する有効性ロールアップ。MetaMaskから直接利用可能です。
2）楽観的ロールアップ
Arbitrum：総ロック価値（TVL）で測ると最大の楽観的ロールアップであり、EVM互換です。
Optimism：TVLで2番目に大きい楽観的ロールアップで、EVM互換です。
Base：TVLで3番目に大きい楽観的ロールアップで、EVM互換です。
これらのプロジェクトの多くはまだ初期段階にあり、しばしば「訓練輪（training wheels）」と呼ばれる集中管理期間を設けて、制御されたシステムアップデートやバグ修正を可能にしています。これは当初必要不可欠な措置ですが、将来的にはこれらが排除され、真の分散化・非信頼性のある運用が実現されるべきです。
L2ソリューションの採用は、分散型金融（DeFi）、非代替性トークン（NFT）、オンチェーンゲームなど多岐にわたって着実に増加しています。最もよく使われるL2タイプは、楽観的ロールアップと有効性ロールアップです。しかし、L2ソリューションの統合には課題も伴います。
4. 課題とその解決策
L2ソリューションには大きな可能性があるものの、その全潜在能力を発揮するには克服すべき課題があります。ユーザー視点では、L2ネットワークとのやり取りがわずかに複雑になることがあり、アセットのブリッジングや複数のウォレット管理といった追加手順が必要になります。ウォレットの統合強化、初心者向けプロセスの簡素化、直感的なインターフェースの提供によるユーザーエクスペリエンスの向上は、主流への普及を推進する上で極めて重要です。
そのため、Starknetはネイティブなアカウント抽象化機能を提供しており、顔認証や指紋認証による取引署名（たとえばBraavosウォレットは両方をサポート）などを通じて、よりスムーズなユーザーエクスペリエンスを実現しています。Starknetにとって、イーサリアムのスケーリングとは、より安価で高速な取引だけでなく、Web2並みの使いやすさも同等に重要なのです。
5. L2の将来展望
L2エコシステムが成熟するにつれ、Starknet上のネイティブアカウント抽象化のような波状のイノベーションが予想されます。すでに楽観的ロールアップと有効性ロールアップの利点を併せ持つハイブリッドソリューションが登場しており、双方のメリットを享受できるようになっています。STARKsなどの有効性証明技術の進歩は、L2ネットワークのスケーラビリティとプライバシーをさらに高めます。
将来を見据えると、L2ソリューションの未来はブロックチェーン技術全体の進化と密接に関連しています。L1ネットワークの進化やプルーフ・オブ・ステーク（PoS）といった新たな合意形成メカニズムの普及に伴い、L2ソリューションはこれらに適応し、シームレスに統合される必要があります。
今後数年間で、特定のユースケースやアプリケーション分野に特化したL2ソリューションが盛んに登場すると予想されます。一部の人々は、最終的にL2ネットワークがユーザーとの主要なインタラクション層となり、L1は安全な決済層として機能すると予測しています。また、L2ソリューションが相互に並列に発展し、時にはさらにその上に第3層（L3）チェーンが構築されることで、スケーラブルで相互運用可能なエコシステムが生まれると想像する人々もいます。
6. 結論
L2エコシステムが進化を続ける中、強力で使いやすいL2ソリューションを開発するには、開発者、研究者、ユーザー間の協力と貢献が不可欠です。
L2技術の可能性を積極的に受け入れることで、ブロックチェーンコミュニティはL1ネットワークの制約を乗り越え、分散型アプリケーションに新たな可能性を開くことができます。前には課題と機会が山積していますが、適切なアプローチと共有されたビジョンがあれば、個人に力を与え、産業を変革するスケーラブルで包括的なブロックチェーンエコシステムを築くことができるでしょう。
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