暗号資産（仮想通貨）のLayerとLayerの違いを解説

暗号資産（仮想通貨）の世界は、その技術的な基盤構造において、様々な「Layer」と呼ばれる階層に分けることができます。これらのLayerは、それぞれ異なる役割と機能を持っており、暗号資産のエコシステム全体を支えています。本稿では、暗号資産におけるLayer 1、Layer 2、そしてLayer 3といった主要なLayerについて、その特徴、技術的な仕組み、そして相互の関係性を詳細に解説します。

Layer 1：基盤となるブロックチェーン

Layer 1は、暗号資産のエコシステムにおける最も基本的な層であり、基盤となるブロックチェーンそのものを指します。ビットコイン、イーサリアム、ライトコインなどがLayer 1の代表例です。Layer 1の主な役割は、トランザクションの検証、ブロックの生成、そしてブロックチェーンのセキュリティ維持です。これらのブロックチェーンは、分散型台帳技術（DLT）に基づいており、中央集権的な管理者を必要とせずに、ネットワーク参加者によって維持されます。

Layer 1の重要な特性として、以下の点が挙げられます。

• 分散性：トランザクションの検証とブロックの生成は、ネットワーク参加者によって分散的に行われます。
• 不変性：一度ブロックチェーンに記録されたトランザクションは、改ざんが極めて困難です。
• 透明性：ブロックチェーン上のすべてのトランザクションは、公開されており、誰でも閲覧できます。
• セキュリティ：暗号技術とコンセンサスアルゴリズムによって、ブロックチェーンのセキュリティが確保されます。

しかし、Layer 1には、スケーラビリティの問題という課題が存在します。トランザクションの処理能力が限られているため、ネットワークの混雑時にはトランザクションの処理遅延や手数料の高騰が発生する可能性があります。この問題を解決するために、Layer 2やLayer 3といった上位層の技術が開発されています。

Layer 2：Layer 1のスケーラビリティ問題を解決する技術

Layer 2は、Layer 1のブロックチェーンのスケーラビリティ問題を解決するために開発された技術の総称です。Layer 2は、Layer 1のブロックチェーンの外でトランザクションを処理し、その結果をLayer 1に記録することで、トランザクションの処理能力を向上させます。Layer 2には、様々な技術が存在しますが、代表的なものとして、以下のものが挙げられます。

• State Channels：参加者間で直接トランザクションを交換し、最終的な結果のみをLayer 1に記録します。Lightning Network（ビットコイン）やRaiden Network（イーサリアム）が代表例です。
• Sidechains：Layer 1とは独立したブロックチェーンであり、Layer 1と相互運用可能です。Liquid Network（ビットコイン）が代表例です。
• Rollups：複数のトランザクションをまとめてLayer 1に記録することで、トランザクションの処理コストを削減します。Optimistic RollupsとZK-Rollupsの2種類があります。

Layer 2の利点は、トランザクションの処理能力の向上、手数料の削減、そしてプライバシーの保護です。しかし、Layer 2には、Layer 1との相互運用性の問題や、セキュリティ上のリスクといった課題も存在します。

Layer 3：Layer 2をさらに発展させる技術

Layer 3は、Layer 2をさらに発展させる技術であり、より複雑なアプリケーションやサービスを構築するための基盤を提供します。Layer 3は、Layer 2の機能を拡張し、特定のユースケースに特化したソリューションを提供します。Layer 3には、様々な技術が存在しますが、代表的なものとして、以下のものが挙げられます。

• Validium：Rollupsの一種であり、トランザクションデータをLayer 1に記録せずに、オフチェーンで検証します。
• Plasma：Layer 1のブロックチェーンから独立した子チェーンを生成し、トランザクションをオフチェーンで処理します。
• Decentralized Applications (DApps)：Layer 2上に構築された分散型アプリケーションであり、様々なサービスを提供します。

Layer 3の利点は、より高度な機能の提供、特定のユースケースへの最適化、そしてユーザーエクスペリエンスの向上です。しかし、Layer 3には、技術的な複雑さや、セキュリティ上のリスクといった課題も存在します。

Layer 1、Layer 2、Layer 3の相互関係

Layer 1、Layer 2、Layer 3は、それぞれ独立した層でありながら、相互に依存し、連携することで、暗号資産のエコシステム全体を支えています。Layer 1は、基盤となるブロックチェーンを提供し、Layer 2は、Layer 1のスケーラビリティ問題を解決し、Layer 3は、Layer 2の機能を拡張し、より高度なアプリケーションやサービスを構築します。

これらのLayerは、それぞれ異なる役割と機能を持っており、互いに補完し合うことで、暗号資産のエコシステムの発展に貢献しています。例えば、ビットコインのLightning Networkは、Layer 1であるビットコインブロックチェーンのスケーラビリティ問題を解決するために開発されたLayer 2の技術であり、より迅速かつ低コストなトランザクションを可能にしています。また、イーサリアムのOptimistic Rollupsは、Layer 1であるイーサリアムブロックチェーンのスケーラビリティ問題を解決するために開発されたLayer 2の技術であり、DeFi（分散型金融）アプリケーションの普及を促進しています。

各Layerの具体的な技術例

以下に、各Layerの具体的な技術例をいくつか示します。

Layer 1

• ビットコイン：最初の暗号資産であり、PoW（プルーフ・オブ・ワーク）コンセンサスアルゴリズムを採用しています。
• イーサリアム：スマートコントラクトを実行できるプラットフォームであり、PoS（プルーフ・オブ・ステーク）コンセンサスアルゴリズムに移行しています。
• Solana：高速なトランザクション処理能力を持つブロックチェーンであり、PoH（プルーフ・オブ・ヒストリー）コンセンサスアルゴリズムを採用しています。

Layer 2

• Lightning Network：ビットコインのLayer 2ソリューションであり、マイクロペイメントを可能にします。
• Polygon：イーサリアムのLayer 2ソリューションであり、PoSサイドチェーンを採用しています。
• Arbitrum：イーサリアムのLayer 2ソリューションであり、Optimistic Rollupsを採用しています。
• zkSync：イーサリアムのLayer 2ソリューションであり、ZK-Rollupsを採用しています。

Layer 3

• Immutable X：NFT（非代替性トークン）に特化したLayer 3ソリューションであり、ZK-Rollupsを採用しています。
• Cartesi：ロールアップインフラストラクチャであり、複雑な計算をオフチェーンで実行できます。

今後の展望

暗号資産のエコシステムは、今後もLayer 1、Layer 2、Layer 3の技術が進化し、相互に連携することで、より高度な機能とサービスを提供していくと考えられます。特に、Layer 2とLayer 3の技術は、スケーラビリティ問題の解決、手数料の削減、そしてユーザーエクスペリエンスの向上に貢献し、暗号資産の普及を促進する上で重要な役割を果たすでしょう。また、異なるブロックチェーン間の相互運用性を実現する技術も、今後の発展が期待されます。

さらに、DeFi、NFT、GameFiといった様々なアプリケーションやサービスが、これらのLayer上で構築され、暗号資産のエコシステムをさらに拡大していくと考えられます。これらのアプリケーションやサービスは、従来の金融システムやエンターテイメント業界に革新をもたらし、新たな価値を創造する可能性があります。

まとめ

本稿では、暗号資産におけるLayer 1、Layer 2、Layer 3について、その特徴、技術的な仕組み、そして相互の関係性を詳細に解説しました。これらのLayerは、それぞれ異なる役割と機能を持っており、暗号資産のエコシステム全体を支えています。Layer 1は、基盤となるブロックチェーンを提供し、Layer 2は、Layer 1のスケーラビリティ問題を解決し、Layer 3は、Layer 2の機能を拡張し、より高度なアプリケーションやサービスを構築します。今後の暗号資産のエコシステムは、これらのLayerの進化と連携によって、さらに発展していくと考えられます。