ジャスティン・マート＆コナー・デンプシー

2021年末までに、イーサリアムは分散型金融、NFT、ゲームなどの数千のアプリケーションをサポートするまでに成長しました。ネットワーク全体で年間数兆ドルのトランザクションが処理され、1,700 億ドル以上がプラットフォームにロックされています。

しかし、よく言われるように、お金が増えれば増えるほど、問題も増えます。イーサリアムの分散設計により、最終的に処理できるトランザクション数は 1 秒あたり 15 に制限されます。イーサリアムの人気は 1 秒あたり 15 トランザクションをはるかに超えていたため、その結果、待ち時間が長くなり、トランザクションごとに最大 200 ドルの手数料が発生しました。最終的に、これは多くのユーザーに負担を与え、イーサリアムが現在処理できるアプリケーションの種類を制限します。

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それは競争でしょうか、それとも補完でしょうか?

目標は、十分な分散化を維持しながら、公的にアクセス可能なスマート コントラクト プラットフォームが処理できるトランザクションの数を増やすことです。単一のエンティティによって管理される集中ソリューションでスマート コントラクト プラットフォームを拡張するのは簡単ですが (Visa は 1 秒あたり 45,000 件のトランザクションを処理できます)、その後は振り出しに戻ります。世界は少数の強力な集中主体によって所有されています。

大まかに言うと、次のカテゴリに分類できます。

大まかに言うと、次のカテゴリに分類できます。

• レイヤ 1 ブロックチェーン (イーサリアムと競合)

• サイドチェーン (イーサリアムを補完)

• レイヤ 2 ネットワーク (イーサリアムを補完)

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ティア1

イーサリアムはレイヤー 1 ブロックチェーン、つまりユーザーの資金を保護し、1 か所でトランザクションを実行する独立したネットワークとみなされます。 UniswapのようなDeFiアプリを使用して100 USDCをDAIと交換したいですか?イーサリアムでは、これがすべて行われます。

競合するレイヤー 1 は、イーサリアムが行うすべてのことを行うことができます。これらは、新しいシステム設計によりスループットが向上し、その結果、多くの場合集中化の強化を犠牲にして取引手数料が削減されるという点で異なります。

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非イーサリアム レイヤー 1 TVL

すべてのレイヤー 1 は、開発者とユーザーを引き付けるために競争しています。アプリケーションの構築と使用を容易にするイーサリアムのツールやインフラストラクチャがなければ、これを達成することは困難です。このギャップを埋めるために、多くのレイヤー 1 は EVM 互換性と呼ばれる戦略を採用しています。

EVM は Ethereum Virtual Machine の略で、本質的にはトランザクションを実行するための計算を実行する頭脳です。ネットワークに EVM との互換性を持たせることで、イーサリアム開発者は、コードをコピーして貼り付けるだけで、既存のイーサリアム アプリケーションを新しいレイヤー 1 に簡単にデプロイできます。ユーザーは既存のウォレットを通じて EVM 互換のレイヤー 1 に簡単にアクセスできるため、移行が簡素化されます。

Binance Smart Chain (BSC) を例に挙げます。 EVM互換ネットワークをリリースし、より高いスループットとより安価なトランザクションを可能にするコンセンサス設計を微調整することにより、BSCは昨夏、UniswapやCurveなどの人気のあるイーサリアムと同様のDeFiアプリケーションでの使用が急増したことを確認しました。 Avalanche、Fantom、Tron、Celo も同じアプローチを採用しています。

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相互運用可能なチェーン

わずかに異なるレイヤー 1 ストレージ領域には、Cosmos や Polkadot などのブロックチェーン エコシステムがあります。これらのプロジェクトは、新しいスタンドアロンのブロックチェーンを構築するのではなく、開発者が相互に通信できるアプリケーション固有のブロックチェーンを作成できる標準を構築します。たとえば、これにより、ゲーム ブロックチェーンのトークンをソーシャル ネットワークの別のブロックチェーン上に構築されたアプリケーションで使用できるようになります。

現在、Cosmos 標準を使用して構築されたオンチェーンは 1,000 億ドルを超えており、最終的には相互運用可能になります。一方、Polkadot も最近、同様にブロックチェーン エコシステムを統合するマイルストーンに到達しました。

側鎖

側鎖

サイドチェーンと新しいレイヤー 1 の区別は確かに曖昧です。サイドチェーンは、イーサリアム全体と競合するのではなく、イーサリアムの過剰容量を処理するように特別に設計されていることを除いて、EVM 互換レイヤー 1 に非常に似ています。これらのエコシステムはイーサリアム コミュニティと緊密に統合されており、補完的な方法でイーサリアム アプリケーションをホストします。

Axie Infinity の Ronin サイドチェーンはその代表的な例です。 Axie Infinity はイーサリアムベースの NFT ゲームです。イーサリアムの料金によりゲームのプレイは非常に高価になるため、Ronin サイドチェーンを確立することで、ユーザーは NFT とトークンをイーサリアムから低料金環境に転送できるようになります。これにより、より多くのユーザーがゲームを手頃な価格で利用できるようになり、ゲームがヒットしました。

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Polygon POS

Ronin のようなサイドチェーンはアプリケーション固有のものですが、他のものはより一般的なアプリケーション向けです。現在、Polygon POS サイドチェーンは業界リーダーであり、その価値は約 50 億米ドルで、おなじみの Aave や Sushiswap、Uniswap のクローンである Quickswap など、100 以上の DeFi およびゲーム アプリケーションに導入されています。

同様に、Polygon POS は EVM 互換のレイヤー 1 と何ら変わりません。ただし、これはイーサリアムと競合するものではなく、イーサリアムを拡張するフレームワークの一部として構築されました。 Polygon チームは、将来的にもイーサリアムが高価値トランザクションと価値ストレージの主要なブロックチェーンであり続ける一方で、日常のトランザクションは Polygon の低コストのブロックチェーンに転送されると考えています。 (Polygon POS は、チェックポイントと呼ばれるプロセスを通じてイーサリアムとの特別な関係も維持します)。

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レイヤ 2 (ロールアップ)

レイヤ 1 とサイドチェーンの両方には、ブロックチェーンの安全性という明らかな課題があります。これを行うには、通常は基礎となるトークン (Polygon の $MATIC、Avalanche の $AVAX) のインフレの形で、トランザクションを検証して保護するために、マイナーまたはプルーフ オブ ステーク バリデーターの新しいバッチを支払う必要があります。

ただし、これには重大な欠点もあります。

• 基盤となるトークンがあると、当然、エコシステムはイーサリアムを補完するものではなく、より競争力のあるものになります。

• トランザクションの検証と保護は、ネットワークが無期限に責任を負う複雑で困難なタスクです。

イーサリアムのセキュリティを利用してスケーラブルなエコシステムを作成できたら素晴らしいと思いませんか? レイヤー 2 ネットワーク、特に「ロールアップ」に参入してください。つまり、レイヤー 2 はイーサリアムの上に位置し、セキュリティをイーサリアムに依存する独立したエコシステムです。

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ロールアップの仕組み

レイヤ 2 は、トランザクションを「ロールアップ」またはバンドルして、更新されたトランザクション データをイーサリアムに送り返す前に新しい環境で実行するため、ロールアップと呼ばれることがよくあります。イーサリアム ネットワークに 1000 の Uniswap トランザクションだけを処理させる (高価!) よりも、結果をイーサリアムに送信する前にレイヤー 2 ロールアップの計算をオフロードする方が良いでしょう (安価!)。

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Optimistic Rollup

Optimistic Rollup の「Optimistic」は、イーサリアムに結果を送信するときに有効であることを前提としています。言い換えれば、彼らは、ロールアップ オペレーターが望むあらゆるデータ (潜在的に不正確/欺瞞的なデータを含む) を公開させ、それが正しいと想定させます - 楽観的な見通しです、間違いありません! しかし、不正行為と戦う方法はまだあります。チェックアンドバランスとして、出金後に誰でも不正行為をチェックできる時間があります（ブロックチェーンは透明であり、何が起こっているかを誰でもチェックできることを思い出してください）。オブザーバーの 1 人が (詐欺の証拠を提出することで) 詐欺が発生したことを数学的に証明できた場合、Rollup は不正な取引を取り消し、悪者を罰し、オブザーバーに報酬を与えます (巧妙なインセンティブ システム!)。

欠点は、ユーザーがロールアップとイーサリアムの間で資金を移動するときに、監視者が不正行為を発見するかどうかを確認するまでに少し時間がかかることです。場合によっては 1 週間ほどかかる場合もありますが、時間の経過とともに遅延は減少すると予想されます。

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アービトラムとオプティミスティックイーサリアム

Arbitrum と Optimistic Ethereum は、現在 Optimistic Rollup を実装している 2 つの主要なプロジェクトです。注目に値するのは、両社はまだ初期段階にあり、集中管理のレベルを維持していますが、時間の経過とともに分散化する予定であるということです。

Optimistic Rollup が完成すると、スケーラビリティが 10 ～ 100 倍向上すると推定されています。初期の段階であっても、Arbitrum と Optimism の DeFi アプリケーションは数十億のネットワーク価値を蓄積しました。

オプティミスティックは、7 つの DeFi アプリケーション、特に Uniswap、Synthetix、1inch に 3 億ドル以上の TVL を導入しました。

Arbitrumはさらに一歩進んで、Curve、Sushiswap、BalancerなどのおなじみのDeFiプロトコルを含む60以上のアプリケーションにわたるTVLに約25億ドルを投資しました。

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ZK-Rollup

Optimistic Rollup はトランザクションが有効であると想定し、他の人が詐欺を証明する余地を提供しますが、ZK-Rollup は実際にトランザクションが有効であることをイーサリアム ネットワークに証明します。

バンドルされたトランザクションの結果を使用して、いわゆる有効性証明をイーサリアム スマート コントラクトに送信します。名前が示すように、有効性証明によりイーサリアム ネットワークはトランザクションが有効であることを検証できるため、中継者がシステムを不正行為することが不可能になります。これにより、不正行為を証明する必要がなくなるため、イーサリアムと ZK-Rollup の間での資金移動は事実上即時操作となります。

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ZKロールアップの採用

ZK-Rollup の状況は深刻で、複数のチームが実装と運用に取り組んでいます。著名な企業には、Starkware、Matter Labs、Hermez、Aztec などがあります。現在、ZK-Rollup は主に、支払いや交換などの比較的単純なアプリケーションをサポートしています。たとえば、デリバティブ取引所 dYdX は Starkware (StarkEx) の ZKRollup ソリューションを使用しており、毎週 500 万近い取引と 10 億ドルを超える TVL をサポートしています。

しかし、本当に賞賛に値するのは、EVM と完全に互換性があり、オプティミスティック ロールアップによる出金の遅延なしに、人気のある汎用アプリケーション (DeFi アプリケーションのフル スイートなど) をサポートできる ZK-Rollup ソリューションです。この分野の主なプレーヤーは、MatterLab の zkSync 2.0、Starkware の Starknet、Polygon Hermez の zkEVM、および Polygon Miden で、これらはすべて現在メインネットの立ち上げに取り組んでいます。 (一方、Aztec は、zk 証明をプライバシーに適用することに重点を置いています)。

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文章

長期的に見て、スマート コントラクト プラットフォームを数十億のユーザーに拡張するには、これらのスケーラブルなソリューションが必要です。しかし、短期的には、これらのソリューションはユーザーと暗号通貨事業者にとって重大な課題を引き起こす可能性があります。イーサリアムからこれらのネットワークに移動するには、クロスチェーン ブリッジを使用する必要がありますが、これはユーザーにとって複雑で、潜在的なリスクを伴います。たとえば、いくつかのクロスチェーンブリッジが標的にされています。

さらに重要なのは、マルチチェーンの世界は構成可能性と流動性を破壊します。 Sushiswap が現在 Ethereum、Binance Smart Chain、Avalanche、Polygon、Arbitrum に実装されていることを考えてみましょう。 Sushiswap の流動性はかつて 1 つのネットワーク (イーサリアム) に集中していましたが、現在は 5 つの異なるネットワークに分散されています。

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不確実な未来

Avalanche や Solana のような新しいレイヤー 1 は成長を続け、イーサリアムと競合するのでしょうか? コスモスやポルカドットのようなブロックチェーン エコシステムは急増するのでしょうか? サイドチェーンはイーサリアムと調和して動作し続け、その余剰容量を引き継ぐのでしょうか? それともイーサリアム 2.0 と組み合わせたロールアップが勝つのでしょうか?誰も確かなことは言えません。

将来は不確実ですが、非常に多くの優秀なチームが、オープンなパーミッションレス Web が直面している最も困難な問題の解決に取り組んでいるという事実を安心すべきです。ブロードバンドが最終的にインターネットで多くの革新的なアプリケーションを強化するのに役立ったように、私たちは最終的にはこれらの成功したソリューションを同じ観点から大規模に見ることになると信じています。

Source：https://blog.coinbase.com/scaling-ethereum-crypto-for-a-billion-users-715ce15afc0b