2021年はレイヤー2が普及フェーズに入る年になるはずです。レイヤー2とは、ブロックチェーンの限定的なトランザクション処理能力を解決するために開発されている技術です。レイヤー1であるブロックチェーンとは異なるレイヤー2に置かれたオフチェーンで取引を実行するという方法です。
高いセキュリティ水準とユーザーエクスペリエンスを持ったレイヤー2を目指して、ブロックチェーンコミュニティでは長らく研究開発され、さまざまな実装が提案されてきました。
イーサリアムの利用が増加、トランザクション手数料は大きく高騰
2020年夏にはイーサリアム（Ethereum）のDeFi（分散型金融）アプリケーションがユーザーを多数呼び込み、トランザクション手数料が高騰しました。2020年夏には日次で800億のgasが使用され、単純なトランザクションでも2,000-4,000円の手数料を必要とすることもありました。
出典：etherscan
Ethereum 2.0が実用化するまで現在のEthereum 1.xのインフラストラクチャーでは十分でないことは明らかです。これらの状況で期待されるのがレイヤー2によるスケーラビリティの改善です。
これまでレイヤー2は長らく研究開発期でしたが、間もなく普及期に入るのではないかと考えています。
レイヤー2の技術が成熟
2020年はレイヤー2の技術が成熟してきました。現在、注目されているレイヤー2の技術はRollupと呼ばれるものです。Rollupには大きくOptimistic RollupとZK-Rollupの二種類があります。
まずOptimistic Rollupはイーサリアムのメインチェーン上にデプロイされるスマートコントラクトを介して実行されます。デポジット（Bondと呼ぶ）があれば誰でもアグリゲーター（レイヤー2のブロック生成者）になれます。
このアグリゲーターは、オフチェーンでトランザクションを処理します。その後、トランザクションとステートルートが含まれたブロック（ORブロック）をメインネットに提出します。その他のユーザーはこのブロックをダウンロード・検証し、不正を発見した場合、不正の証明を行うことで、不正行為の無効化と攻撃者の懲罰を行うことができます。
これに対して、ZK-Rollupの核となるアイデアは、イーサリアム上のスマートコントラクトが多くのトランザクションをアグリゲートしてその証明を一つのトランザクションでオンチェーンに記録して、その検証をゼロ知識証明で行うことができるというものです。これによってオンチェーンでのステートの書き換えは少数回で済み、取引情報はオフチェーンストレージに格納します。
2つの実装はいずれもトレードオフがあります。例えば、開発者側はZK-RollupではEVMを使えず、よく比較されるOptimistic RollupではEVMが使えてもユーザーがメインチェーンにEXITする際に時間がかります。大まかな比較は下記の通りです。
Optimistic RollupとZK-Rollupのいずれも長短があります。それでもすでにこれらをベースにしたユーザーが使えるレイヤー2アプリケーションが登場していることは認識されるべきでしょう。
もちろんユーザー体験の面で全く課題がないとは言えません。例えば異なるレイヤー2同士のアプリケーションでは相互運用ができず、DeFiの特性であるマネーレゴの利点を損なっています。
それでありながらもレイヤー2は着実に進歩しており、これから1～2年で急激に使われるインフラストラクチャーになっていてもおかしくない状況にまで成熟しつつあると筆者は理解しています。
参考資料：https://coinchoice.net/layer2-spread-in-2021-what-is-rollup/
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Source: 仮想通貨情報局