レイヤー1・レイヤー2・レイヤー3をわかりやすく解説

レイヤーとは、ブロックチェーンが互いにどのように積み重なっているかを表す言葉です。レイヤー1はメインのネットワーク、レイヤー2はそれを安くするためにその上で動くもの、レイヤー3はレイヤー2の上に載るものです。この記事では、その違いを説明し、ChainMonitorの7つのチェーンがどこに当てはまるかを示します。

基本から知りたい方は、先にブロックチェーンとはをお読みください。

レイヤー1:ベースのネットワーク

レイヤー1(L1)は、単独で動くブロックチェーンです。独自のバリデーターまたはマイナー、独自のコインを持ち、どの取引が確定するかを自ら決めます。ブロックを承認するために、他の何かを必要としません。

ChainMonitorでは3つのL1を表示しています。

• ビットコインは最も古いチェーンです。デジタルマネーであることに重点を置き、プルーフ・オブ・ワークを使います。ビットコインガイドをご覧ください。
• イーサリアムはスマートコントラクトに対応し、プルーフ・オブ・ステークを使います。イーサリアムガイドをご覧ください。
• Solanaは高速性を重視して作られており、スロットは約400ミリ秒です。Solanaガイドをご覧ください。

レイヤー2ネットワークが存在する理由

どのブロックチェーンにも、限られたブロックスペースがあります。1つのブロックに入る取引の数には限りがあります。多くの人が取引したいときは、より高い手数料を提示して競い合います。最も利用されているスマートコントラクトのネットワークであるイーサリアムでは、これが混雑時の手数料の高騰を招きました。

ブロックを大きくすることもできますが、そうするとハードウェアや帯域幅の要件が増え、ノードを運用できる人が減ります。ノード数が減ると、誰でも検証できるネットワークという考え方が弱まります。この板挟みは、スケーリング問題と呼ばれることがよくあります。

レイヤー2(L2)ネットワークは、イーサリアムが選んだ答えです。すべての取引をすべてのイーサリアムノードが処理する代わりに、L2が自ら取引を処理し、コンパクトな要約をイーサリアムに送り返します。イーサリアムは、すべてのスワップが行われる場所ではなく、記録を保管する裁判所のように使われます。

L2がセキュリティを引き継ぐ仕組み

重要な考え方は、L2が取引データをL1に投稿することです。データはイーサリアム上で公開されるため、誰でもそこからL2の状態を再構築できます。L2の運営者が不正を試みても、証拠は手に入り、L2のルールによって、ユーザーは不正を証明したり阻止したりできます。

そのため、L2はあなたの資金を守るために、独自の大規模なバリデーター群を必要としません。イーサリアムのセキュリティを借りているのです。L2上のあなたの資産は、イーサリアム上のスマートコントラクトによって管理され、イーサリアムへの出金もそれらのコントラクトに従います。

L2ごとに、実装方法は異なります。2つの主な設計であるオプティミスティック・ロールアップとゼロ知識ロールアップは、ロールアップ:オプティミスティックとZKの違いで説明しています。

ロールアップとサイドチェーンは同じではない

イーサリアムの隣にあるネットワークをすべて「レイヤー2」と呼ぶことがよくあります。この言葉は緩く使われているので、2つを区別すると役に立ちます。

ロールアップ。 ロールアップは、取引データをL1に投稿し、紛争の解決をL1に頼ります。これが、引き継がれるセキュリティの源です。Arbitrum One、Base、OP Mainnetはロールアップです。

サイドチェーン。 サイドチェーンは、独自のバリデーターを持つ別のブロックチェーンで、ブリッジによって他のチェーンとつながっています。ブロックの検証をイーサリアムに頼りません。バリデーターが不正をしても、イーサリアムは介入できません。Polygon PoSはこのタイプです。定期的にチェックポイントをイーサリアムに記録しますが、ロールアップではなく、そのセキュリティは独自のバリデーター群に依存します。

どちらの設計も、自動的に悪いというわけではありません。サイドチェーンは安く速くなり得ますが、その代わりにロールアップが提供する引き継がれたセキュリティを手放しています。失うわけにはいかない資金については、どちらのタイプを使っているかを理解することが大切です。両者の間で移動する際に何が必要かは、ブリッジとそのリスクをご覧ください。

レイヤー3とは何を指すのか

レイヤー3(L3)は、イーサリアムに直接ではなく、レイヤー2上で決済されるチェーンです。一般的なイメージは積み重ねで、アプリ用チェーンがL2の上で動き、そのL2がイーサリアムの上で動きます。

なぜ作るのでしょうか。チームが、独自のガストークンや特別なルール、ゲームのような自社アプリ専用のブロックスペースを備えた、独自のチェーンを望むことがあるからです。Arbitrum OrbitやOP Stackのようなツールキットが、そうしたチェーンの立ち上げを可能にしています。L2上で決済されるように作られたものもあり、それらがL3です。

この用語に厳密な定義はありません。アプリ専用チェーンを指して使うプロジェクトもあれば、L2より上にあるものすべてに使うプロジェクトもあります。チェーンがどこで決済されるかを表す言葉として捉え、各プロジェクトのドキュメントを確認してください。ChainMonitorは現在、L3を表示していません。

7つのチェーンの比較

POLはPolygon PoSのガストークンで、以前はMATICと呼ばれていました。3つのロールアップはすべてガスにETHを使うため、1つのETH残高で、そのすべてで手数料を支払えることに注目してください。それぞれの詳細は、Arbitrum、Base、Optimism、Polygonのガイドをご覧ください。

心に留めておきたいトレードオフ

• コスト。 L2は通常イーサリアムよりはるかに安いですが、L1へのデータ投稿にかかる費用は支払っています。ガストラッカーでリアルタイムの価格を確認してください。
• 速度。 L2は単独で取引をすばやく承認できますが、イーサリアムでの完全なファイナリティは後から来ます。
• 出金。 オプティミスティック・ロールアップから公式ブリッジでイーサリアムに資金を戻すには、約7日かかります。
• 信頼。 現在、ほとんどのロールアップは、取引を並べるサーバーであるシーケンサーに依存しています。これは、知っておくべき中央集権の一点です。
• 分断。 資金は一度に1つのチェーンにあり、チェーン間の移動には手順が必要です。
• アドレスの違い。 イーサリアム、L2、Polygonは同じアドレス形式を共有しています。ビットコインとSolanaは違います。ウォレットと鍵をご覧ください。

手数料が大きく異なる理由を知るには、チェーンごとに手数料が違う理由をお読みください。

よくある質問

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、自らブロックを承認する独立したブロックチェーンです。レイヤー2はレイヤー1の上で動き、取引を安く処理し、L1のセキュリティを引き継げるよう、データをL1に投稿し直します。

Polygonはレイヤー2ですか?

Polygon PoSはよくそう呼ばれますが、技術的にはロールアップではなくサイドチェーンです。独自のバリデーターを持ち、チェックポイントをイーサリアムに記録します。そのセキュリティは、ロールアップのような形でイーサリアムに由来するものではありません。

BaseとOptimismは同じですか?

同じオープンなソフトウェアであるOP Stackを使う、別々のチェーンです。BaseはCoinbaseが作りました。OP Mainnetは、Optimismエコシステムの元となったチェーンです。どちらもイーサリアムで決済されるオプティミスティック・ロールアップです。

なぜレイヤー2はイーサリアムより安いのですか?

多くのL2の取引がまとめられ、イーサリアムへの1回の投稿のコストを分担します。各ユーザーは、そのコストのごく一部と、L2自身の処理に対する小さな手数料を支払います。

レイヤー3とは何ですか?

レイヤー3は、イーサリアムに直接ではなく、レイヤー2上で決済されるチェーンです。通常はアプリ専用のチェーンで、Arbitrum OrbitやOP Stackなどのツールキットで作られます。