ブロックチェーンにおけるレイヤー1チェーンの役割

ブロックチェーン技術は、それぞれが独自の目的を持つレイヤーの積み重ねとして説明されることが多いです。レイヤー0は、通常ブロックチェーンのブロックチェーンと呼ばれ、ブロックチェーン階層の基盤となるハードウェアインフラストラクチャとして機能します。レイヤー0のすぐ上には、レイヤー1、2、3が位置します。.

このガイドでは、レイヤー1チェーンのコア機能と有用性について解説します。さあ、始めましょう。.

レイヤー1ブロックチェーンとは何ですか?

レイヤー1の defi

レイヤー1チェーン（または「L1」）は、ブロックチェーンエコシステムの基盤となるネットワークであり、トランザクションの実行、データ検証、コンセンサスメカニズムをdentして管理します。L1は他のブロックチェーンからdentして動作し、分散化、セキュリティ、そして使いやすさを実現するために連携して動作する複数のコンポーネントで構成されています。.

• ネットワークノード – ブロックチェーンのコピーを保存し、相互に通信する世界中のコンピュータ
• コンセンサス層 – ノードが何が有効かについて合意するためのルール（ Bitcoin マイニングや Ethereum ステーキングなど）
• データ層 – ブロックチェーンの履歴全体を保存するため、過去の取引が変更または改ざんされることはありません。
• トランザクション層—この層はトークンの転送とスマートコントラクトを処理し、tracがネットワークのルールに従ってのみ実行されるようにします。 
• アプリケーション層 のためのインターフェースです DeFi 。 
• ネイティブトークン – これらはブロックチェーンを支える通貨です。トークンは、取引手数料の支払い、バリデーターへの報酬、ガバナンスへの参加促進などに使用されます。 

Ethereum、 Solana、 Bitcoin レイヤー 1 チェーンの例であり、いずれもセキュリティ アーキテクチャ、ネイティブ トークン、コンセンサス メカニズムを備えています。.

レイヤー1とレイヤー2の違い

レイヤー1ネットワークは基盤を形成し、レイヤー2はこの基盤の上に構築され、速度、コスト、効率性などの制限を解消します。両者の比較は以下のとおりです。

特徴	レイヤー1（L1）	レイヤー2（L2）
依存	メインブロックチェーンとしてdentして運営	レイヤー1ネットワーク上に構築
トランザクション処理	すべての取引はメインブロックチェーン上で直接処理されます	トランザクションはオフチェーンで処理され、その後バッチ処理され、L1で確定されます。
スピード	すべてのノードが各トランザクションを検証する必要があるため遅くなります	検証要件の削減により、はるかに高速化
料金	特に需要のピーク時には手数料が上昇する	オフチェーン処理と効率的なバッチ処理による手数料の削減*
安全	独自の合意を通じて自らを守る	基盤となるレイヤー1ネットワークからセキュリティを継承
スケーリング	ブロックサイズの増加やコンセンサスメカニズムの変更などの基本プロトコルの変更は、スケーラビリティを向上させることができる。	スケーラビリティを向上させるためにオフチェーンネットワークまたはサービスを使用する

*バッチ処理とは、多数の小さなトランザクションを 1 つにまとめ、個別に処理するのではなく、単一のエントリとしてメイン ブロックチェーンに送信することを意味します。.

レイヤー1がベースレイヤーと呼ばれるのはなぜですか

レイヤー1チェーンは、ブロックチェーンエコシステムの基盤となるレイヤーであり、その上に他のレイヤーやアプリケーションが構築されるため、「ベースレイヤー」と呼ばれます。レイヤー1チェーンは、トランザクションの検証、コンセンサス、セキュリティなどのコアサービスを提供し、通常は他の基盤ネットワークに依存しません。. 

レイヤー1チェーンのコア機能

取引の検証とセキュリティ

レイヤー1ブロックチェーンは、ブロックチェーン上で直接トランザクションを検証・記録するための基本的なメカニズムです。各トランザクションは、分散型台帳に永続的に追加される前に、真正性と正当性について厳格に検証されます。. 

このプロセスは、二重支払いや取引履歴の改ざんといった不正行為を防ぐために不可欠です。このように、レイヤー1ブロックチェーンは分散型システムのための安全で信頼できる基盤を確立します。.

コンセンサスメカニズム（PoW vs PoS）

すべてのL1は、その中核にコンセンサスメカニズムを備えています。プルーフ・オブ・ワーク（PoW）やプルーフ・オブ・ステーク（PoS）といったこれらのメカニズムは、トランザクションの検証と合意の方法 defiます。例えば、 Bitcoin プルーフ・オブ・ワーク（PoW）コンセンサスメカニズムを採用しており、マイナーはトランザクションを検証するために暗号問題（matic的なパズル）を解く必要があります。一方、 Ethereumはプルーフ・オブ・ステーク（PoS）コンセンサスメカニズムを採用しており、バリデーターはトークンをロックすることでトランザクションを検証し、ネットワークを保護します。.

ネイティブトークンエコノミクス（例：ETH、BTC、SOL）

各レイヤー1には、そのエコシステムを支えるネイティブトークンがあります。 Bitcoin （BTC）、 Ethereum （ETH）、 Solana （SOL）などがその代表例です。これらのトークンは、取引手数料の支払い、バリデーターやマイナーへのインセンティブ付与、ネットワークセキュリティの維持に使用されます。また、ブロックチェーン上に構築されたアプリケーションの経済的基盤も形成します。.

スマートtracの展開（Ethereum、 Solana、 Avalanche）

といったブロックチェーンは Ethereum、 Avalanche、 Solana をサポートしてtrac起動できます DeFi プロトコル、 NFT 。これらのネットワークは、単なるトランザクション台帳ではなく、包括的な開発環境へと進化を遂げています。

*スマートtracとは？特定の条件が満たされたときにブロックチェーン上で特定のアクションを実行する自動プログラムと考えてください。.

主要なレイヤー1ブロックチェーンの例

Bitcoin – 決済のための最初のレイヤー1

2009年にローンチされたBitcoin、世界初かつ最も広く利用されているレイヤー1ブロックチェーンです。銀行や仲介業者を介さない分散型デジタル通貨およびピアツーピア決済システムとして設計されました。取引は公開台帳に記録され、マイナー（採掘者）によってプルーフ・オブ・ワーク（作業証明）を用いて検証されます。マイナーは複雑なパズルを解き、ネットワークのセキュリティ確保に対する報酬として Bitcoin 獲得するために競い合います。.

Ethereum – スマートtracのパイオニア

Ethereum 、スマートtracを導入することでブロックチェーンに革命をもたらし、オンチェーン上でのdAppsの構築を可能にしました。2015年にローンチされた Ethereum 、 DeFi、NFT、DAO、Web3エコシステムの基盤となっています。また、独自の暗号通貨である Ethereum （Ether）も保有しており、時価総額で世界第2位のブロックチェーンプラットフォームとなっています。.

Solana – スピードとdAppsのための高性能L1

Solana 、高スループットと低コストのトランザクション処理を実現するように設計されており、毎秒数千件のトランザクションを処理できます。これは、Proof of Stake（PoS）とProof of History（PoH）のハイブリッドモデルによって実現され、正確なトランザクションの時間順序付けを実現します。. 

Avalanche – サブネットとカスタムチェーン

Avalanche サブネットアーキテクチャを通じてレイヤー0フレームワークを提供し、開発者や企業が特定のユースケースに合わせてカスタマイズ可能なブロックチェーンを立ち上げることを可能にします。これらのサブネットは独自のガバナンスモデルとトークンを持つことができるため、柔軟性が求められる企業にとって Avalanche は特にtrac的です。. 

Avalanche 、トランザクションの高速な完了 (数秒以内) と低い手数料により、 DeFi とエンタープライズ ブロックチェーンの採用の両方において Ethereum の競合相手としての地位を確立しています。.

Polkadotと Cosmos – 相互運用性を重視したレイヤー1

Polkadotと Cosmos 相互運用性を主な特徴としています。Polkadotは、パラチェーンと呼ばれる特殊なブロックチェーンをメインのリレーチェーンに接続することで、セキュリティを共有し、相互に通信できるようにします。. 

一方、 Cosmos Inter-Blockchain Communication（IBC）プロトコルを用いて、dent したブロックチェーンを相互に連携させます。どちらも、複数のブロックチェーンがシームレスに連携し、資産を取引し、データを共有できるエコシステムを構築することで、ブロックチェーンにおける「サイロ問題」の解決を目指しています。.

レイヤー1ブロックチェーンの課題

スケーラビリティとスループットの制限

レイヤー1ブロックチェーンは、1秒あたりのトランザクション数（TPS）が膨大になるのに苦労することがよくあります。例えば、 Bitcoin は約7TPS、 Ethereum ベースレイヤーで15～30TPSの処理能力しかありません。一方、Visaのような従来の決済システムは通常運用で約1,700TPS、ピーク時には65,000TPSの処理能力しかありません。これらのL1の数値は、グローバル規模の決済システムや大規模導入に必要な水準には程遠いと言えます。. 

この課題に対処するために、シャーディング、 ハードフォーク、コンセンサス機構のアップグレード（ Ethereumのプルーフ・オブ・ワークからプルーフ・オブ・ステークへの移行など）といったオンチェーン（L1）ソリューションや、ロールアップ、バッチ処理、ライトニングネットワークといったオフチェーン（L2）ソリューションなど、いくつかの対策が登場している。

ガス料金の高騰とネットワークの混雑

ネットワーク需要が増加すると、取引コストが法外に高くなることがあります。 Ethereum ユーザーは、 DeFi 2020年の NFTの が50ドルから200ドル以上かかるなど、このことを身をもって経験しました ガス料金。こうした高額なコストは、小規模ユーザーを事実上締め出し、多くのユーザーが Binance としてより安価に取引を処理する新しいレイヤー2ソリューション Ethereum。

セキュリティと分散化のトレードオフ

Bitcoin と Ethereum 、何千人もの分散型参加者の合意形成によってセキュリティと信頼を維持していますが、これにより取引速度は低下します。. 

対照的に、 Binance Smart Chainはより高速で安価なトランザクションを提供しますが、バリデーター数がはるかに少ない（約21）ため、中央集権化と検閲リスクが懸念されます。この少数のバリデーターが共謀したり、特定のトランザクションをブロックするよう圧力をかけられたりする可能性もあり、ネットワークは中央集権的な制御に対して脆弱になります。.

エネルギー効率と持続可能性への懸念

Bitcoinのプルーフ・オブ・ワーク方式によるマイニングは現在、 約 187テラワット時の電力を消費しており、これはタイの年間電力消費量にほぼ匹敵し、世界の電力消費量の約0.6%に相当する。このため、環境団体や規制当局から批判が高まっている。

こうした懸念に応えて、 Ethereum 2022年に「マージ」を完了し、プルーフ・オブ・ワークからプルーフ・オブ・ステークへと移行し、エネルギー消費量を99%以上削減しました。しかし、この移行は、持続可能性とのトレードオフとしてネットワークの中央集権化が進む傾向があるのではないかという新たな議論を引き起こしました。プルーフ・オブ・ステークのコンセンサスメカニズムでは、大規模なステーキングプールによってネットワーク制御が集中化される可能性があります。.

レイヤー1とレイヤー2：主な違い

決済、セキュリティ、最終性

• レイヤー1： 基盤となるブロックチェーン（例： Bitcoin、 Ethereum）は、トランザクションの検証、台帳の維持、およびコンセンサスの確保を担当します。決済と最終決定はオンチェーンで直接行われるため、ここに記録されたトランザクションは究極の「真実の源」とみなされます。
• レイヤー2： レイヤー1の上に構築されたレイヤー2は、ベースレイヤーのセキュリティと決済保証を継承しますが、トランザクションはオフチェーンで小ロットで処理されます。処理結果は後でまとめられ、最終決済のためにレイヤー1に返されます。

Arbitrum と Optimism は数千のトランザクションをオフチェーンで実行しますが、結果は定期的に Ethereum メインネットで決済されます。.

取引のコストとスピード

• レイヤー1： ブロックスペースが限られているため、需要が高いと手数料が上昇し、承認に時間がかかります。例えば、NFTの取引や DeFi における Ethereum、小額取引は現実的ではなくなります。
• レイヤー2： トランザクションをオフチェーンで処理したり、まとめてバッチ処理したりすることで、レイヤー2はコストを大幅に削減しmatic処理速度を向上させます。ユーザーはレイヤー1のブロックスペースをめぐって直接競合する代わりに、集約された決済の恩恵を受けることができます。

Ethereum レイヤー1では30ドル以上のガス代がかかるスワップも、Arbitrumでは1ドル以下で済みます。同様に、 Bitcoinのライトニングネットワークは、より遅く、より高価な Bitcoin ベースチェーンと比較して、即時かつほぼ手数料ゼロの決済を可能にします。.

L1/L2ペアリングの例（Ethereum + アービトラム/オプティミズム、 Bitcoin + ライトニングネットワーク）

• Ethereum + アービトラム/オプティミズム： Ethereum はセキュリティと決済機能を提供します。アービトラムとオプティミズム（ロールアップ）は、トランザクションをオフチェーンで実行し、その後 Ethereum。 
• Bitcoin ＋ライトニングネットワーク： Bitcoin 安全で改ざん不可能な決済を提供し、ライトニングネットワークは高速なオフチェーンのマイクロペイメントを可能にします。これは、チップや小売店での支払いなど、日常的な用途に利用できます。
• Polygon (PoS チェーン) + Ethereum: へのブリッジにより高速で安価なトランザクションを提供し Ethereum、ハイブリッド レイヤー 2/サイドチェーン スケーリング ソリューションを実現します。

レイヤー1チェーンの未来

Ethereumのロードマップとシャーディング

Ethereum 当初、トランザクション速度を向上させるためにブロックチェーンをより小さな並列チェーンに分割するシャーディングを採用する計画でした。しかし、レイヤー2ロールアップ（オフチェーンでトランザクションを処理するソリューション）の方がスケーリングに効果的であることが判明したため、このアプローチは廃止されました。.

その代わりに、 Ethereum ロールアップ中心の戦略を採用しました。その目的は、 Ethereum 最も安全な基盤レイヤーにすることです。この新しいアプローチは ダンクシャーディング 分割するのではなく Ethereum 、ネットワークが効率的に処理できるロールアップデータの量を増加させます。

最初のステップであるproto-danksharding（EIP-4844）は、Dencunのアップグレードに伴い、2024年3月13日に開始されました。これは、ロールアップデータを保存するより安価な方法である「ブロブ」を導入し、 すでにレイヤー2の料金を10～100倍削減しています。

今後、 Ethereum ブロブ容量を拡大し、ダンクシャーディングを完全に実装することで、分散化とセキュリティを維持しながら、ロールアップを通じて毎秒10万件以上のトランザクション処理を目指します 。

マルチチェーンエコシステムの成長

ブロックチェーン業界は、あらゆる機能を単一のチェーンに頼るのではなく、専門化されたネットワークへと移行しつつあります。 Bitcoin 機関投資家にとってデジタルゴールドとしての役割を果たし、 Ethereum を牽引しています DeFi 900億ドルを超えるロックされた総資産額（TVL）で Solana 高速ゲームやNFTを支え、 Avalanche つけていますtracカスタマイズ可能なサブネットで企業を

Aave やUniswapといった主要プロトコルは、もはや単一のブロックチェーンに限定されません。複数のネットワークで同時に実行されるため、ユーザーはどこでやり取りするかを選択できます。Polygonでは低手数料、 Solanaでは高速実行、 Ethereumでは最大限のセキュリティと分散化を実現できます。実際には、ユーザーは Bitcoinで資産を保管し、 Ethereumで利回りを獲得し、 Solanaでゲームをプレイするといったことが、すべて同じエコシステム内で可能になります。.

これにより、1 つのネットワークでセキュリティ、スケーラビリティ、低コストを同時に処理することを強制するのではなく、より効率的なtronチェーン経済が生まれます。.

相互運用性の役割（クロスチェーンブリッジ、IBC）

様々なブロックチェーンが様々な機能に特化しているため、ユーザーはブロックチェーン間で資産やデータを移動させる手段を必要としています。クロスチェーンブリッジは、複数のブロックチェーンネットワークを接続するデジタルハイウェイとして機能します。クロスチェーンブリッジを利用することで、ユーザーは Ethereum のような高価なブロックチェーンから、Polygonのような安価なブロックチェーン、あるいは Solana のような高速なブロックチェーンへトークンを転送し、必要に応じてその逆を行うことができます。. 

人気のあるブリッジとしては、 Ethereum からPolygonへの送金を提供するPolygonのPoSブリッジや、数十のブロックチェーンを接続し、主にブロックチェーンに特化したエコシステムを構築する CosmosのInter-Blockchain Communication（IBC）などのプロトコルが挙げられます。また、LayerZeroやWormholeといった、様々なネットワーク間でチェーン間ブリッジサービスを提供するサービスもあります。.

しかし、これらのブリッジには大きな問題があります。それは、大量の暗号資産を保有しているため、ハッカーにとって格好の標的となることです。Ronin Bridge（6億2,500万ドルの盗難）やWormhole（3億2,000万ドルの盗難）といった大規模な攻撃は、ブリッジのセキュリティが未だ発展途上にあることを示しています。こうしたリスクがあるにもかかわらず、ブリッジはブロックチェーンの様々な強みを活用したいユーザーにとって不可欠な存在であり続けています。.

レイヤー1ネットワークの制度的導入

Bitcoin 、機関投資家の間で最も広く採用されているレイヤー1の仮想通貨です。Strategy（旧MicroStrategy）、Metaplanet、MARA Holdingsといった企業は、多額の Bitcoin を保有しており、これを「デジタルゴールド」やインフレヘッジとして捉えています。.

Ethereum は機関投資家によるtronなモメンタムも示しています。上場企業は約96万6000ETHを保有しており、その価値は約35億ドルに上ります。The Ether Machine、Bitmine Immersion Technologiesといった企業は、代替価値保存手段および分散型金融プラットフォームとして、 Ethereum にtronなポジションを築いています。.

重要な機関による利用により、レイヤー 1 は、tron2 と相互運用性プロトコルの機能が拡張され、デジタル金融のためのより強力で、より安全な、グローバルに統合されたインフラストラクチャへと継続的に発展することができます。.