レイヤー0とレイヤー1:ブロックチェーンアーキテクチャにおけるインフラ革命の理解

レイヤリング問題:なぜブロックチェーンには1つ以上の基盤が必要なのか

ほとんどの暗号通貨トレーダーはビットコインとイーサリアムを知っています。これらはヘッドラインを支配する有名な名前です。しかし、これらのブロックチェーンがレイヤー1アーキテクチャで運営されていることを理解している人は少ないです。革命的ではありますが、レイヤー1チェーンは固有の矛盾に直面しています。人気が高まるにつれて、ネットワークの混雑が増加し、取引手数料が急騰し、システムが遅くなります。

ここでブロックチェーンのレイヤー化の概念が重要になります。それは都市の交通システムのように考えてください—単一の高速道路が過密になると、レーンを増やすことが助けになりますが、もし全体の高速道路インフラ自体を再設計する必要があるとしたらどうでしょう?それがレイヤー1からレイヤー0への飛躍です。

ブロックチェーンスタックの分解

すべての機能するブロックチェーンは、5つの基本的なレイヤーで構成されています。それは、それを実行するハードウェアインフラストラクチャ、取引を保存するデータレイヤー、通信を可能にするネットワークレイヤー、アクティビティを検証するコンセンサスレイヤー、ユーザーが対話するアプリケーションレイヤーです。人々が「レイヤー1」と「レイヤー2」について議論する際、彼らはこれらの機能的なレイヤーではなく、プロトコルの種類を指しています。

レイヤー1ブロックチェーンは、ビットコインやイーサリアムのように、トランザクション処理、暗号セキュリティ、ブロック作成、ネットワーク合意をすべて独立して処理します。それらは独立したシステムであり、それが強みでもあり弱点でもあります。

レイヤー2ソリューションは、レイヤー1チェーンの上で動作することによって混雑を解消します。彼らはオフチェーンでトランザクションを処理し、定期的にメインチェーン上でそれらを決済します。これは、主要な通りを回避するエクスプレスレーンのように機能します。

しかし、根本的なインフラ自体がモジュラーであり、複数のチェーンが共存し、通信できるように設計されていたらどうでしょうか?レイヤー0が登場します。

インフラストラクチャの再構築:レイヤー0アプローチ

レイヤー0はパラダイムシフトを表しています。独立したチェーンの上にソリューションを積み重ねるのではなく、レイヤー0プロトコルは、全体のレイヤー1エコシステムが構築される基盤となるアーキテクチャを確立します。異なるブロックチェーンがシームレスに相互作用するためのルールブックとコミュニケーションバックボーンです。

Layer-0は、3つの主要コンポーネントを持つサイドチェーンアーキテクチャを通じて機能します:

  1. メインチェーン は、レイヤー0の上に構築されたさまざまなレイヤー1チェーン間のデータ転送のための中央通信ハブとして機能します。
  2. サイドチェーンは、特定のアプリケーション向けのレイヤー1ブロックチェーンとして機能し、それぞれがメインチェーンに接続されています。
  3. 異なるレイヤー1間でデータの流れとコンセンサスの検証を標準化するインターチェーンコミュニケーションプロトコル

ポルカドットはこの設計の例です。そのリレーチェーンはメインチェーンとして機能し、パラチェーンはカスタマイズ可能なレイヤー1サイドチェーンとして動作します。そのクロスコンセンサスメッセージパッシング (XCMP) により、シームレスな相互運用性が実現します。これは、孤立して動作するレイヤー1ブロックチェーンでは達成できない機能です。

レイヤー0とレイヤー1:核心的な違いと補完的な強み

どこで彼らは揃う

レイヤー0とレイヤー1は、ブロックチェーンのトリレンマ—分散化、安全性、スケーラビリティのバランスを取ること—に対処しています。両者は、中央集権的な制御ではなく、ノード間でガバナンスを分散させます。両者は、データの整合性を保護するために暗号化メカニズムを使用します。両者は、ネットワークが成長するにつれて効率的に取引を処理することを目指しています。

どこで分岐するか

生態系におけるそれぞれの役割に根本的な違いがあります。

レイヤー1ブロックチェーンは、トランザクションとコンセンサスを直接管理します。彼らは特定のアーキテクチャの選択を持つ自己完結型ネットワークです(プルーフ・オブ・ワーク、プルーフ・オブ・ステーク、など)。彼らの硬直性は、定義されたルールを通じてセキュリティを提供しますが、需要が急増するとスケーラビリティのボトルネックを生み出します。

レイヤー0ブロックチェーンは、基盤となるインフラストラクチャーと通信標準を定義します。これにより、複数の専門的なレイヤー1チェーンが存在し、相互運用できる柔軟性が実現されます。すべての取引を単一の経路に集中させるのではなく、レイヤー0は取引が多様なチェーンを通じてルーティングできるようにし、安全性を損なうことなくスループットを倍増させます。

スケーラビリティを異なる視点で考える:Layer-1 ブロックチェーンはモノリシックな設計に苦しんでおり、すべてが1つのチェーン上で行われます。Layer-0はモジュラリティを導入し、異なるLayer-1がDeFiに特化したもの、ゲームに特化したもの、データストレージに特化したもの(を持ちながら相互接続を維持します。これにより、負荷が集中するのではなく、エコシステム全体に分散されます。

) シナジー効果

Layer-0の相互運用性により、Layer-1チェーンは個別に安全かつ効率的に維持されながら、クロスチェーン取引ルーティングの恩恵を受けることができます。Layer-1の堅牢なローカルコンセンサスはデータの整合性を確保します。これらが組み合わさることで、単一のブロックチェーンでは実現できない、はるかに能力の高い相互接続されたエコシステムが生まれます。

スケーラビリティと柔軟性:レイヤー0が優れている点

レイヤー1のブロックチェーンは、アーキテクチャの上限に直面しています。より多くのバリデーターを追加するとセキュリティが向上しますが、合意が遅くなります。ブロックごとにより多くのトランザクションを処理するとスループットが増加しますが、ノードのストレージ要件が増加します。これらのトレードオフは、彼らの設計に組み込まれています。

レイヤー0は、この制約を設計上排除します。特定のユースケースを扱う専門のレイヤー1チェーンを奨励することで、エコシステム全体のスループットが向上し、単一のチェーンがセキュリティや分散化を犠牲にすることはありません。ゲーム最適化されたブロックチェーンと、支払いに特化したブロックチェーンは同じレイヤー0上で共存でき、それぞれの目的に合わせて調整されています。

この柔軟性は革新にも及びます。開発者は、レイヤー0のインフラストラクチャが相互運用性を処理していることを知りながら、レイヤー1内で新しいコンセンサスメカニズム、経済モデル、および機能を試すことができます。一例として、ネットワークの負荷に基づいてシャードチェーンの数量とサイズをリアルタイムで調整する動的シャーディングを使用するVenomブロックチェーンがあります。これは、モノリシックなレイヤー1チェーンが簡単には実装できないものです。

アクションにおけるリーディング Layer-0 プロトコル

3つのレイヤー0エコシステムがこのアプローチを実践で示しています:

アバランチは、異なる機能を扱う3つのメインチェーン、Pチェーン、Xチェーン、Cチェーンを運営しています。Cチェーンはスマートコントラクトを支え、Xチェーンは資産の移転を管理し、Pチェーンはネットワークを調整します。この特化性は、高速な取引処理と低い手数料と相まって、アバランチをGameFiプロジェクトの好まれるプラットフォームにしています。このエコシステムはAVAXコインによって支えられています。

Cosmosは「ブロックチェーンのインターネット」として位置付けられています。開発者の柔軟性とモジュール性に基づいて構築されたCosmosエコシステムは、BNB ChainやCronosのような独立したレイヤー1を生み出しました。ATOMコインは、相互接続されたブロックチェーンを構築するための提案されたテンプレートであるCosmos Hubへの参加を表します。最近のコミュニティの取り組みは、このハブの安全な決済レイヤーとしての役割を強化することを目的としています。

ポルカドットは、指名されたプルーフ・オブ・ステークのリレーチェーンを通じて共有セキュリティを強調しています。パラチェーンはこのリレーチェーンに接続し、独自のバリデーターセットを運用することなくそのセキュリティを引き継ぎます—独特なアプローチです。DOTコインはネットワークを管理し、パラチェーンのためのスロットを確保します。この設計は、共有セキュリティが完全な独立性よりも重要である専門的なユースケースに魅力を与えます。

アスペクト アバランチ コスモス ポルカドット
メインチェーン構造 Pチェーン, Xチェーン, Cチェーン Cosmos Hub リレーチェーン
クロスチェーン通信 アバランチワープメッセージング インターブロックチェーン通信 クロスチェーンメッセージパッシング ###XCMP(
開発者ツール Avalanche-CLIの Cosmos SDK 基板
エコシステムの強さ GameFiおよび高速アプリケーション 柔軟なブロックチェーンの作成 専門的でセキュリティ共有のパラチェーン

より広い意味合い

Layer-0プロトコルは、ブロックチェーンの考え方の成熟を表しています。単一のチェーンを無限にスケーリングするのではなく、異なるユースケースには異なる設計が必要であることを認識しています。NFT取引に最適化されたブロックチェーンは、サプライチェーンデータや分散型金融を扱うものとは異なるニーズを持っています。

レイヤー0インフラストラクチャの台頭—ポルカドット、コスモス、アバランチが先頭に立っている—は、ブロックチェーンの一元文化から、専門的で相互運用可能なチェーンの相互接続されたエコシステムへの移行を示しています。このアーキテクチャの変化は、レイヤー1ブロックチェーンの長年の制限に対処します:中央集権ではなく分散によって達成されるスケーラビリティ、厳格な設計ではなくモジュール性による柔軟性、冗長なコンセンサスメカニズムではなく共有インフラストラクチャによるセキュリティ。

ブロックチェーン開発者とユーザーにとって、レイヤー0とレイヤー1の違いを理解することは学問的なことではなく、次世代のブロックチェーンインフラストラクチャがどのように機能するかを把握するための基礎です。未来は一つの支配的なチェーンに関するものではなく、レイヤー0の基盤によって動かされる目的特化型のブロックチェーンの相互接続されたネットワークに関するものです。

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