Gate.io ブログ仮想通貨を始めるために必読：レイヤー0、レイヤー1、レイヤー2とは

仮想通貨を始めるために必読：レイヤー0、レイヤー1、レイヤー2とは

24 November 11:44

1.ブロックチェーンには6層のアーキテクチャがあります：データ層、ネットワーク層、コンセンサス層、インセンティブ層、契約層とアプリケーション層です。

2.データ層とネットワーク層はブロックチェーンとブロックチェーンシステムの最下層です。

3.基本構造の上に、コンセンサスレイヤー、インセンティブレイヤー、コントラクトレイヤー、アプリケーションレイヤーが一緒になって、ブロックチェーンのプロトコル部分を構成します。

4.データ伝送レイヤーとも呼ばれるレイヤー0は、OSIモデルの最下層に対応し、主にブロックチェーンと従来のネットワークの組み合わせを含みます。

5.オンチェーン容量拡張とも呼ばれるレイヤー1容量拡張ソリューションは、ブロックチェーンベースレイヤープロトコルに実装された容量拡張ソリューションを指します。

6.レイヤー2拡張スキームは、オフチェーン拡張とも呼ばれ、基本的なプロトコルやブロックチェーンの基本ルールを変更せずに、状態チャネルやサイドチェーンなどのソリューションを通じてトランザクション処理速度を向上させることを意味します。

仮想通貨ニュースでは、スケーラビリティ、レイヤー0/1/2は間違いなく、よく言及される一連の用語です。特にイーサリアムが積極的に拡大を目指している今、レイヤー2は間違いなく最もホットなトピックの1つです。では、ブロックチェーンのレイヤー0、レイヤー1、レイヤー2とは何ですか？また、これらの3層アーキテクチャのさまざまな特性と用途は何ですか？

ブロックチェーンの6層アーキテクチャから始まります

2009年1月、謎のギーク・サトシナカモトがヘルシンキのサーバー上にビットコインブロックを生成しました。現在、ビットコインは世界中に数万のノードを持ち、総市場価値が1兆ドルを超える巨大なネットワークに発展しています。ビットコインは、デジタル世界における価値表現の問題を完全に解決し、ブロックチェーンテクノロジーを人類にもたらします。ビットコインシステムの構造を注意深く分析すると、機能に応じて、データ層、ネットワーク層、コンセンサス層、インセンティブ層、アプリケーション層の5つの層に分けることができます。

その後、スマートコントラクトによるイーサリアムの急速な台頭により、ブロックチェーンシステムの新しいパラダイムが確立され、システムのインセンティブレイヤーとアプリケーションレイヤーの間にコントラクトレイヤーが追加されました。下から順に詳しく見ていきましょう。

データ層とネットワーク層は、ブロックチェーンの基本アーキテクチャであり、ブロックチェーンシステム全体の最下層です。

データレイヤーには、マークルツリーなどの各ブロックのデータ構造だけでなく、さまざまなブロックがエンドツーエンドで接続され、チェーンに接続される方法も含まれます。さらに、データレイヤーには、ブロックチェーンの不変性を保証するために使用されるハッシュ暗号化アルゴリズムと非対称暗号化アルゴリズムも含まれています。

ブロックチェーンデータレイヤーは、分散特性と不変特性を備えたデータベースと見なすことができます。この分散データベースは、システムのすべてのノードによって共同で維持される必要があります。これにより、ブロックチェーンのネットワーク層につながります。

ネットレイヤーは、ブロックチェーン内のすべてのノードで構成される巨大なP2Pネットワークを表します。この分散型のピアツーピアネットワークでは、ノードが新しいブロックを作成すると、ブロードキャストメカニズム（送信メカニズム）を介して、近くのいくつかのノードに情報を送信します。他のノードがブロックの検証（認証メカニズム）を完了した後、他のノードはデータを他のノードに再度送信します。最後に、システム全体のほとんどのノードがブロックの検証を完了した後、ブロックは正式にブロックチェーンに接続されます。

基本アーキテクチャに加えて、コンセンサスレイヤー、インセンティブレイヤー、コントラクトレイヤー、アプリケーションレイヤーが一緒になって、ブロックチェーンのプロトコルレイヤーを構成します。

コンセンサスレイヤーには、主にブロックチェーンのコンセンサスメカニズムアルゴリズムが含まれています。ブロックチェーンネットワークでは、相互に関係のない多くのノードが、コンセンサスアルゴリズムを通じて相互に統一を実現し、データレイヤーデータの一貫性を維持します。

現在、より一般的なコンセンサスメカニズムには、ビットコインで使用されるプルーフオブワーク（PoW）、イーサリアム2.0で使用されるプルーフオブステーク（PoS）、およびEOSで使用される委任プルーフオブステーク（委任プルーフオブステーク、DPoS）などが含まれます。

コンセンサスメカニズムは、ブロックチェーンテクノロジーのコアイノベーションの1つであり、システムのセキュリティと運用効率に大きな影響を与えます。さらに、コンセンサスアルゴリズムは、ブロックチェーンがコミュニティガバナンスを実施するための主要な手段でもあります。

アクチュエータ層には、主にブロックチェーンの発行メカニズムと配布メカニズムが含まれています。インセンティブメカニズムの設計により、システム内のノードはブロックチェーンネットワーク全体のセキュリティを自発的に維持します。たとえば、ビットコインPoWメカニズムでは、新しく発行されたビットコインは、ノードをパッケージ化するマイナーに配布されます。コンセンサスに達する方法は「より多くの作業、より多くの支払い」に近く、より大きな計算能力を持つノードはブロックを正常にパッケージ化する可能性が高く、アカウンティング権も取得できます。一部のインセンティブメカニズムでは、不正を行うノードもシステムによって罰せられます。

ビットコインは、経済的インセンティブメカニズムをアルゴリズムに創造的に統合し、計算能力の競争を通じて簿記権を取得するマイナーを形成します。取引システムを維持しながら、新しいトークンが発行され、新しく発行されたトークンがマイナーに配布されます。したがって、安定した安全な閉鎖ループが形成されます。その過程で、ビットコインの電子現金としての機能も実現しました。トップレベルに移りましょう。

コントラクトレイヤーには、主にさまざまなスクリプトコード、アルゴリズム、およびコントラクトのみが含まれ、ブロックチェーンの多くの高度な機能を実現するための基礎にもなります。ブロックチェーンでは、いわゆる「コード・イズ・ロー」が真に実現されており、コントラクトアルゴリズムが有効になると、サードパーティの介入や宣伝なしに、必然的に元の設定に従って実行されます。さらに、スマートコントラクトのチューリング完全性により、コントラクトレイヤーもプログラム可能であり、ブロックチェーンネットワーク全体が仮想マシンに似たものになります。

アプリケーション層は、ブロックチェーンのさまざまなアプリケーションシナリオを含む、ブロックチェーンシステム全体の最上位層です。ビットコインブロックチェーンの場合、完全な配布、転送、および会計機能を備えた電子キャッシュシステムであるビットコインがその「アプリケーション層」を構成します。一方、イーサリアムなどのプログラム可能なブロックチェーンの場合、多くの高度な機能と多くのDAppが一緒になってアプリケーション層を構成します。

レイヤー0、レイヤー1、レイヤー2

ブロックチェーンシステムの6つのレベルは、構造が切り離せないものであり、ブロックチェーンの機能を共同で実現します。この記事の冒頭で述べた拡張の問題に戻ると、業界は一般に通信業界のオープンシステム相互接続参照モデル（OSI）を参照し、ブロックチェーンシステムの6つのレベルを下から上に3つの層に再分類します。レイヤー0、レイヤー1、およびレイヤー2。

その中で、データ伝送レイヤーとも呼ばれるレイヤー0は、OSIモデルの最下層に対応し、主にブロックチェーンと従来のネットワークの組み合わせを含みます。対応するレイヤー0拡張計画は、ブロックチェーン構造を変更せず、元のエコロジールールを保持するパフォーマンス改善計画を指します。ブロックチェーン自体に影響を与えないため、レイヤー0拡張方式は汎用性が高く、同時にレイヤー0拡張方式はレイヤー1/2拡張方式とも互換性があり、連携して役割を果たし、改善を倍増させることができます。エリア。ブロックチェーンネットワークのパフォーマンス。基盤となるネットワークプロトコルには、最適化に値するパフォーマンスに影響を与える多くの問題がまだあります。既存のレイヤー0容量拡張テクノロジーには、BDN（Distribution Network）とQUICUDPプロトコルが含まれます。

さらに、Polkadotはレイヤー0ブロックチェーンとも呼ばれます。これは、リレーチェーンとしてのPolkadotメインネットが、主要な並列チェーンにセキュリティと相互運用性を提供する役割のみを果たしているためです。Polkadotに基づいて、Ethereumと同様のレイヤー1ブロックチェーンは、Solidity言語もサポートするMoonbeamチェーンなどのスロットを介してリンクできます。

レイヤー1は、6レイヤーモデルのデータレイヤー、ネットワークレイヤー、コンセンサスレイヤー、インセンティブレイヤーに対応します。ほとんどの暗号通貨では、レイヤー1はすべてのトランザクション決済が行われる唯一のパブリックチェーンです。オンチェーン容量拡張とも呼ばれるレイヤー1容量拡張ソリューションは、ブロックチェーンベースレイヤープロトコルに実装された容量拡張ソリューションを指します。一般に、トランザクション機能を向上させるには、ブロック容量、ブロック生成時間、コンセンサスメカニズムなどのブロックチェーンの固有のプロパティを変更する必要があります。具体的には、ビットコインの拡張アップグレードにより、各ビットコインブロックの容量が増加し、より多くのトランザクションに対応できます。ビットコインSegWitは、平均的な単一トランザクションが占めるスペースを削減し、各ブロックがより多くのトランザクションを保持できるようにします。DPoSにアップグレードします。また、ある程度の分散化とセキュリティを犠牲にして、パフォーマンスを向上させることもできます。ただし、物理的、経済的、およびその他の要因により、レイヤー1拡張の効率は制限されます。

レイヤー1拡張の原則と制限については、以前のブログ投稿を参照してください。

ブテリンがマスクに反論する記事とは？スケーリングにより、ドージコインは「真の通貨」になれるのか？

レイヤー2は、ブロックチェーンのコントラクトレイヤーとアプリケーションレイヤーに対応します。レイヤー2拡張スキームはオフチェーン拡張とも呼ばれます。これは、ブロックチェーンの基盤となるプロトコルと基本ルールが変更されず、トランザクション処理速度が向上することを意味します。ステートチャネルやサイドチェーンなどのソリューションを介して。レイヤー2はメインチェーンの外側に拡張されます。これはレイヤー1との補完的な関係です。つまり、レイヤー2は基盤となるブロックチェーン上に構築されたインフラストラクチャであり、ブロックチェーンの性別により優れたスケーラビリティ、可用性、プライバシーを提供します。セキュリティと分散化を追求するレイヤー1と比較して、レイヤー2は究極の効率とパフォーマンスを追求します。現在、一般的なレイヤー2ソリューションは、サイドチェーン、プラズマ、ステートチャネル、ロールアップなどです。

イーサリアムの一般的なレイヤー2ソリューションについては、以前のブログ投稿

「イーサリアムレイヤー2とは？イーサリアムの拡張とアップグレードについて」を参照してください。

まとめ

ビットコインとイーサリアムの急速な発展以来、不十分なパフォーマンスの問題は常に古いパブリックチェーンの先頭に残っている闇雲のようなものでした。「不可能な三角形」を打ち破り、スケーラビリティ、分散化、セキュリティの中で最適なソリューションを実現する方法も、ブロックチェーン分野の「聖杯」と見なされています。

フォローアップ記事では、主要なブロックチェーン拡張スキームの詳細な紹介、業界のフロンティアの追跡、最新の拡張テクノロジーの進歩の報告を行いますので、ご期待ください。

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