最近、ビットコインをはじめとした仮想通貨の話題でよく出てくる、セカンドレイヤーをご存知でしょうか?​

ライトニングネットワークや、ライデンネットワークなど、最新の有名なプロジェクトで広く使われている技術です。

​今回は、セカンドレイヤーと呼ばれる技術について、その意味から、仕組みを始め、メリットや実装例、問題点などを、初心者の方が詳しくなれるレベルまで分かりやすく解説します!

セカンドレイヤーはこれからのビットコイン2.0などと言われる、次世代の仮想通貨の技術に欠かせない概念です。これを読んで、最新技術に遅れを取らないようにしましょう!


ブロックチェーンのセカンドレイヤー(レイヤー2)とは?

​セカンドレイヤーとは

ブロックチェーンのセカンドレイヤーとは、ブロックチェーンネットワークの上に重ねて、様々な便利な利用方法を実現するための構造のことを言います。何かしらの具体的なシステムのことを指している訳ではありません。

皆さんの生活の中で、物理的な原理を知らずに使っている技術は多いと思います。例えば、パソコンの一番下の原理は、物理的な接続と電気信号です。しかし、皆さんはそのことを意識する必要はなく、パソコンを開いてWebブラウザを開けば、すぐにネットサーフィンができます。

このように、原理的な要素を一番下の層として、その上に層のように構造を重ね、最も上に操作が簡単な要素を重ねる構造を、レイヤーモデルと言います。

レイヤーモデルの、2番目の層にあたるのがセカンドレイヤーです。ブロックチェーンについていうと、1層目がメインのブロックチェーンのネットワークであり、サイドチェーンや、ライトニングネットワークなどのオフチェーンネットワークがセカンドレイヤーとなります。

セカンドレイヤーの仕組み​

上の図のように、セカンドレイヤーはブロックチェーンの情報を元に、セカンドレイヤー上でオフチェーン取引や、サイドチェーンシステムを動かし、その結果をブロックチェーンに再び記録することで、メインチェーンと相互に影響を与え合っています。先ほど言った、レイヤーモデルの下層の原理を知らなくても上層で動かせると言ったように、このとき、セカンドレイヤーとブロックチェーンのやりとりは多くの場合自動化されており、ブロックチェーンのことを意識することなく、セカンドレイヤー上のやり取りだけを見ることとなります。

セカンドレイヤーのメリットと目的

​​メインチェーンの負担を軽減できる

ブロックチェーンはトランザクションを承認するのにマイニングを行う必要があるため、手数料・時間が多くかかります。時間は一定になるように設定されていますが、手数料はトランザクションの混み具合によって変化し、場合によっては非常に高額になります。トランザクションの数が、ブロックサイズと呼ばれる容量を超えるようになると、承認が追いつかなくなり、取引が承認されないまま放置される送金詰まりが起きてしまいます。

セカンドレイヤー上で取引の一部を行い、メインチェーン上でのトランザクションを削減することで、負担を軽減することができます。

利用者の目線でいうと、「送金手数料が安くなる」ことや、「取引承認までの時間が大幅に削減される」ことがメリットとして挙げられます。

メインチェーンに影響を及ぼさずに実験できる

仕組みの項で、ブロックチェーンとセカンドレイヤーは相互影響を与え合うというように述べましたが、厳密にはその影響の仕方は少し異なります。ブロックチェーンからセカンドレイヤーへの影響はシステムの変化などであり、セカンドレイヤーからブロックチェーンへの影響はコインの移動などとなります。

しかし、ブロックチェーンからセカンドレイヤーへの影響は必ず起こるものであり、セカンドレイヤーからブロックチェーンへの影響は、ブロックチェーン側から認めない限り、起こることはありません

したがって、メインチェーンは迅速なシステム変更や、改善が行いづらいのに対して、セカンドレイヤーはメインチェーンに対して影響を及ぼすことなく変更の実験を行うことができます。

クロスチェーンを実現しうる

​レイヤーモデルを形成させる上で重要なメリットは、上の層に向かってだんだん抽象化されていくということです。下の層の違いを上の層が吸収して、一つのシステムにまとめるということです。

例えば、ブロックチェーンの抽象化の例として、クロスチェーンが挙げられます。これはまだ実装段階にはない技術なのですが、「ビットコインとライトコインを仲介なしで直接交換する」ことを可能にするものです。異なるブロックチェーン同士をクロスさせるということです。分散型取引所(DEX)などはアトミックスワップを利用して、クロスチェーンさせることで、中央集権所のない取引所を実現させようとしています。

上の例では、ブロックチェーン同士の抽象化でしたが、将来的には共通のスマートコントラクトで全てのチェーン上で動くプログラムが書けるようになることなどが期待されています。抽象化は下層のチェーンの形を変えずとも、それらをまとめることができ、今後の仮想通貨業界を大きく変化させる構想であり、非常に期待が持てます。

セカンドレイヤーの実装例 

​まだ、クロスチェーンさせるようなセカンドレイヤーは実装していませんが、メインチェーンの働きを助けるためのセカンドレイヤーはいくつか開発されています。ここでは、いくつかの代表的なセカンドレイヤー技術をご紹介します。

ライトニングネットワーク 

​今注目されているライトニングネットワークは、ビットコインネットワークのセカンドレイヤーの中で最も有名なものです。これは、ビットコインにおけるスケーラビリティ問題を解決すると同時に、マイクロペイメントを実現するために開発されています。

ライトニングネットワークの特徴としては、これ自体がメインネットの手助けのためだけに存在しているということです。何かしらの中央集権所が作ったわけではなく、ビットコイン同様、分散型のネットワークを形成して、コインの取引のために存在しています。

ライトニングネットワークの詳しい仕組みや、技術については下の記事をご覧ください

目次ライトニングネットワークとは?ライトニングネットワークの仕組みライトニングネットワークのメリットライトニングネットワークの懸念点・問題点ライトニングネットワークに関するQ&Aライトニングネットワークまとめ ライトニングネットワークとは? ​ ​ ライトニングネットワークとは、オフチェーン上でトランザクションをまとめてからブロックチェーン上に効率化されたトランザクションだけを送ることで、マイクロペイメントを可能にした技術です。ライトニングネットワークの導入には、Segwitの導入が必須なので、ビットコインにSegwitが実装されたことによってライトニングネットワークの実現性が高まったと話題になりました。手数料、スケーラビリティなどたくさんの問題を持ったビットコイン、モナコイン、ライトコインなどの弱点を解決する可能性を秘めた技術です。 まずはマイクロペイメントについて知ろう! マイクロペイメントとは、少額単位での支払いを可能にする送金システムのことです。一円以下での支払いが出来るので、デジタルコンテンツに対する支払いなどに向いています。例えば、動画視聴に対して1秒に0.1円といった支払いです。今の法定通貨でこれをやろうとすると、どうしてもクレジットカードで支払わなければならず、クレジットカードの手数料が5~10円程かかってしまうので秒単位での支払いをするには手数料がばかになりません。仮想通貨を用いることでより少ない手数料でマイクロペイメントを行うことができますが、ビットコインでもまだ問題があります。 それは、細かい額のトランザクションを作るときにやはりマイナーフィーがかかってしまうので結局手数料がかかってしまうことと、送金に10分かかることです。 マイクロペイメントに関して詳しく知りたい方はこちらの記事を読んで下さい!!! マイクロペイメントとは?ビットコインや仮想通貨の可能性を東大生が解説マイクロペイメントとは、少額の決済が可能になるサービスです。今まで少額の決済をするのに手数料が決済価格よりも大きいなど、現実的ではありませんでした。今後仮想通貨を使って可能になる可能性があるマイクロペイメントの仕組みや将来性を解説します!続きを読む ですが、そんな問題を解決する技術が存在して、それをペイメントチャネルといいます。

ライデンネットワーク 

​ライトニングネットワークが、ビットコインに最適化されたセカンドレイヤーであるのに対して、イーサリアムに最適化したものがライデンネットワークです。

ライデンネットワークも、ライトニングネットワーク同様、イーサリアムのスケーラビリティ問題を解決する可能性を持ったプロジェクトですが、大きく異なる点として、RDNという独自トークンを発行し、ICOを行ったところです。RDNはライデンネットワーク内のサービスを利用するための手数料のために必要なのですが、イーサリアムの開発者からは批判を受けています。

ライデンネットワーク の詳しい仕組みや、技術については下の記事をご覧ください。​

目次Raiden Networkとはコインオタク独自のICOを選ぶ基準!上場直後の伸びは正直何とも言えない長期的に価格はあがる!Raiden Networkのプロジェクト概要Raiden Networkのプロジェクトメンバー市場でのRaiden Networkの評価Raiden NetwrorkのメリットRaiden NetworkのデメリットRaiden Networkの入手方法Raiden Networkまとめ Raiden Networkとは Raiden Networkは、イーサリアムのブロックチェーン上のトランザクション情報量を減らし取引を高速化・低額化するサービスで、Raiden Network上で使われるRDNを単位とする仮想通貨も同じ名前を持ちます。最近話題のスケーラビリティ問題の解決策として注目が集まっています。今後注目が必要なICOです! 英語ですが、Raiden Networkについて説明した動画があります コインオタク独自のICOを選ぶ基準! 詐欺コインの可能性があるか 上場をしなかったり、システムが実体のない詐欺コインも存在するため注意が必要です。 プロジェクトメンバーがしっかりしてるか プロジェクトの方向性を決めるメンバーがプロジェクトの信頼度を決める一つの指針になります。 トークン設計が実用的か トークンの利用価値が高ければ高いほどコインの価値が上がりやすいです。 プロジェクトに将来性があるか プロジェクトが発展すればコインに信用も生まれますます需要が高まります。 上場後に価格が上がっていくようなロジックがあるか 上場とともに一旦値が上がるのが傾向ですが、そのごも価値を発揮するかは別問題です。 上場直後の伸びは正直何とも言えない 上場後は基本的に伸びるもの 基本的にICOで販売されるトークンは期間が限られているため、トークンを買うことができなかった人がトークンを買いたがるため上場直後に買いが増える傾向にあります。またただ単に期待や注目が上場までに増えたことで上場後に値を上げることもあります。たとえば、今年6月に上場したICOトークンIOTAは、上場後にその値を500倍にまで上げました。さすがにここまで上がるケースは珍しいですが、数倍に上がるケースは珍しくないです。そのためRaiden

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サイドチェーン

​サイドチェーンはリスク(Lisk)などが実装しようとしている、「メインチェーンを分岐させて、分岐したチェーン上で独自のシステムを構築させる」技術です。サイドチェーン上では独自のトークンやコンセンサスアルゴリズム、さらにはスマートコントラクトが実装することができます。

サイドチェーンの詳しい仕組みや、技術については下の記事をご覧ください。

目次サイドチェーンとはサイドチェーン(Sidechains)の仕組みビットコインのブロックチェーンとサイドチェーンの関係Lisk(リスク)で使われているサイドチェーンサイドチェーンに変わるブロックチェーンまとめ サイドチェーンとは ​ サイドチェーンとは、複数のブロックチェーン間で、トランザクション(取引)やその他の情報などをやり取りし、1つのブロックチェーンではできなかったことや処理が間に合わなかったことなどを改善し、機能を拡大するために実装されたブロックチェーンのことです。 主にビットコインのブロックチェーンを親チェーンとし、その他の相互関係があるブロックチェーンをサイドチェーンと呼びます。 サイドチェーンの登場により、機能を加えたり今までよりも速く処理を行えたりできるようになると期待されています。 ブロックチェーンの仕組みと理論をわかりやすく説明!初心者向けから上級者向けまでブロックチェーンの仕組みを知っていますか?ビットコインをはじめとした仮想通貨で広く用いられているのに、きちんと知っている人は意外と少ないです。初心者向けの簡単な説明から始めて、他のサイトではなかなか教えてくれない細かい仕組みまで教えます!続きを読む サイドチェーン(Sidechains)の仕組み ​ ビットコインのブロックチェーンとは ビットコインにおけるブロックチェーンとは、分散型データベース上に送信者が受信者に何BTC送られてたかなどの取引情報(トランザクション)を記録するためのシステムです。 1つのブロックサイズが1MBと決められており、1ブロックあたりのトランザクション処理速度が10分とされています。この時のトランザクションの処理は世界中のマイナーが行なっており、処理速度=決済速度であるため、マイナーがどれだけビットコインに集まっていて、どれだけの速度で処理しているかが重要になります。 最近では、取引量が増加しトランザクションの処理速度が追いつかないために取り引きの遅延や手数料の増加、マイナーの移動などが起こるなど、ビットコンのブロックチェーンだけでは手に終えないという状況が起き始めています。 そこで、その問題を解決するための手段として、サイドチェーンに注目が集まっています。 <コインオタクの関連記事はこちら>

 

セカンドレイヤーのデメリットと問題点

​セカンドレイヤーは、ブロックチェーンに対して、全ての面で優れているというものではありません。セカンドレイヤーは、あくまでブロックチェーンを補完・拡張するものです。ここではセカンドレイヤー技術がもつデメリットや問題点をご紹介します。

セキュリティが脆弱になる

セカンドレイヤーは、ブロックチェーンと比べてセキュリティが脆弱になることが懸念されています。

セカンドレイヤーは一時的にブロックチェーンから切り離されたところでネットワークを形成します。ゆえに、その移動の途中で攻撃を受けやすくなってしまいます。

ブロックチェーンは、手軽さの面でいったら不便と言わざるを得ません。しかしながら、不便でありスピード感が遅いからこそ、オフラインで通貨が保管できたり、マイニングが安定したりなど、そのセキュリティは極めて強固なものとなっています。セカンドレイヤーはそれと比べて、手軽さを追求しており、ブロックチェーンのように取引記録が共有されるわけではないので、セキュリティ面では不安が残ります。

利便性と安全性はトレードオフであると言えるのです。

取引がブラックボックス化する

​ビットコインなどのブロックチェーンは、他のトランザクションを参照すること、ネットワーク上全ての取引記録を確認することができます。それこそがブロックチェーンの正当性の保証となっています。それに対して、セカンドレイヤー上の取引の多くは、取引記録の確認や、監視を行うことができません。ゆえに、セカンドレイヤーはブラックボックスと化すことが考えられます。

しかし、一般的には、確認や監視行わなくても済むようなシステムが構築されているようです。例えばライトニングネットワークの場合、その取引は両者の合意がないと行われないようになっており、プログラム上で不正を防止しています。

従来のマイナーからの反感

短期的に見ると、メインチェーンでのトランザクションの数が減少することによって、送信者からの追加の手数料が減少し、マイナーにとってはマイニングで得られる報酬が減ることにつながります。例えばライトニングネットワークの場合、トランザクションを作る必要があるのは一連の取引の最初と最後の2回だけです。

現状、ビットコインを始めとして、多くの仮想通貨のネットワークの支配力は大手のマイニングプールが持っています。したがって、セカンドレイヤーを導入を検討する際、そうしたマイニングプールが反発し、ハードフォークを起こしたり、分散してしまう危険性があります。

しかし、長期的に見た場合、マイニングで得られるその通貨の絶対量が減ったとしても、利便性が向上したことで流動性が上がり、価格が上昇することで、得られる相対的な価値は上昇することが期待できます。なので、マイニングプールは、導入されるセカンドレイヤーが、本当に価値のあるものなのか評価する立場にあります。

まとめ​

​​これからの仮想通貨技術の中心になっていくに違いない、「セカンドレイヤー」について開設しました。

ブロックチェーン自体が安定化してくると、そこに変化を及ぼすことのリスクは大きくなります。セカンドレイヤーはそうしたリスクを軽減し、さらにはクロスチェーンなどの可能性も持った、今後確実に開発が進む領域です。

ブロックチェーンとの関係性を正しく理解するようにしましょう!