4) Near Nightshade Shards: Near は、シャーディングと呼ばれる技術を使用してネットワークを拡張するブロックチェーン プラットフォームです。シャードは、メインのニアブロックチェーンに接続された独立したブロックチェーンです。最も人気のあるニアエンド シャードには、オーロラ シャードやオクトパス シャードなどがあります。
5) Fantom Opera Chains: Fantom は、Lachesis と呼ばれるコンセンサス アルゴリズムを使用して高スループットと低遅延を実現するブロックチェーン プラットフォームです。 Fantom は、特定の目的に使用できる独立したブロックチェーンである Opera Chain の作成をサポートしています。
サブネット vs. L2: 2 つのブロックチェーン スケーリング ソリューションの違いと可能性
著者: Kyrian Alex、翻訳: Huohuo/Blockchain in Vernacular
ブロックチェーン技術は近年多くの注目と採用を集めていますが、その人気が高まり続けるにつれて、スケーラブルなソリューションの必要性がますます重要になっています。 **サブネット化とレイヤー 2 スケーリング ソリューション (L2) は、ブロックチェーン ネットワークにおけるスケーラビリティの課題を解決することを目的とした 2 つのアプローチです。 **
この記事では、サブネットと L2 の複雑さを掘り下げ、それらの違い、利点、欠点、使用例、ブロックチェーン スケーリングの将来の可能性を強調します。
1. サブネット
1. サブネットを理解する
**サブネットは、独立して動作し、独自のルール、バリデータ、およびコンセンサス メカニズムのセットを持つ、ブロックチェーン エコシステム内の分散型ネットワークです。これらは、トランザクションとスマート コントラクトの並列処理を可能にすることで、スケーラビリティを強化し、パフォーマンスを向上させるように設計されています。 **
イーサリアムなどの暗号通貨ネットワークでは、トランザクションと計算の需要が高いため、メイン チェーンが混雑する可能性があります。この混雑により、トランザクション処理時間が遅くなり、手数料が増加する可能性があります。サブネットワークは、トランザクションとスマート コントラクトの計算の一部を処理できる追加のネットワーク層またはサブチェーンを作成することで、この問題を解決します。
これらのサブネットワークは独立した環境として動作し、それぞれに独自のバリデーターとブロックプロデューサーのセットがあり、メインチェーンと並行して実行されます。 **独立してトランザクションを処理し、スマート コントラクトを実行することで、メイン チェーンの輻輳を軽減し、全体的なネットワーク パフォーマンスを向上させることができます。 **
サブネットは多くの場合、特定のニーズに合わせて調整されたさまざまなコンセンサス メカニズムやスケーリング ソリューションを採用しています。たとえば、プルーフ オブ ステーク (PoS) または委任プルーフ オブ ステーク (DPoS) メカニズム、シャーディング、またはその他のレイヤー 2 ソリューションを使用して、スケーラビリティとスループットを強化する場合があります。ワークロードを複数のサブネットに分散することにより、ネットワーク全体の容量と効率が大幅に向上します。
2. 業界で最も有名なサブネットには次のようなものがあります。
1) Avalanche サブネット**:** Avalanche は、開発者が独自のルールとトークン エコノミーを持つカスタム サブネットを作成できるブロックチェーン プラットフォームです。最も人気のある Avalanche サブネットには、DeFi Kingdoms サブネット、Aavegotchi サブネット、Pangolin DEX サブネットなどがあります。
2) Cosmos SDK サブネット: Cosmos SDK は、開発者が他の Cosmos ベースのブロックチェーンと相互運用できるカスタム ブロックチェーンを作成できるようにするブロックチェーン フレームワークです。最も人気のある Cosmos SDK サブネットには、Binance Smart Chain サブネットや Secret Network サブネットなどがあります。
3) Polkadot パラチェーン**: **Polkadot は、開発者がカスタム パラチェーンを作成できるブロックチェーン プラットフォームです。カスタム パラチェーンは、Polkadot リレー チェーンによって保護された独立したブロックチェーンです。
4) Near Nightshade Shards: Near は、シャーディングと呼ばれる技術を使用してネットワークを拡張するブロックチェーン プラットフォームです。シャードは、メインのニアブロックチェーンに接続された独立したブロックチェーンです。最も人気のあるニアエンド シャードには、オーロラ シャードやオクトパス シャードなどがあります。
5) Fantom Opera Chains: Fantom は、Lachesis と呼ばれるコンセンサス アルゴリズムを使用して高スループットと低遅延を実現するブロックチェーン プラットフォームです。 Fantom は、特定の目的に使用できる独立したブロックチェーンである Opera Chain の作成をサポートしています。
**各サブネットは独自のルールとガバナンス メカニズムのセットを持つことができるため、メイン チェーンの安定性に影響を与えることなく、新しい機能、プロトコル、またはアップグレードをより柔軟に試すことができます。 **さらに、これらのサブネットワークは特殊な機能を有効にしたり、特定のユースケースに対応したりできるため、ブロックチェーン エコシステム内でイノベーションと多様性を促進できます。
2階・2階(L2)
1. 第 2 層 (L2) を理解する
L2 またはレイヤー 2 ソリューションは、既存のブロックチェーン ネットワーク上に構築された補助プロトコルまたはフレームワークを指します。彼らの目標は、スケーラビリティの問題を解決し、ブロックチェーン システムの効率を高めることです。
L2 ソリューションは、オフチェーンまたはより効率的な方法でトランザクションを処理し、基礎となるブロックチェーンのセキュリティとトラストフリーの性質を維持しながら、メインのブロックチェーン ネットワークの負荷を軽減します。
2. 第 2 層の分類
レイヤ 2 ソリューションにはいくつかの種類があり、それぞれが異なるメカニズムを採用してスケーラビリティを強化しています。一般的に使用される L2 ソリューションをいくつか示します。
1) サイドチェーン: サイドチェーンは、メインのブロックチェーンと並行して実行されますが、依然としてメインのブロックチェーンに接続されている独立したチェーンです。メインチェーンではなくサイドチェーンでトランザクションを処理することで、より高速かつ安価なトランザクションが可能になります。サイドチェーンは独自のコンセンサスメカニズム、ルール、ガバナンス構造を持つことができるため、開発者は特定のユースケースに合わせて最適化する柔軟性を得ることができます。
**2) ステート チャネル: **ステート チャネルを使用すると、参加者は各トランザクションをメイン ブロックチェーンに公開することなく、複数のオフチェーン トランザクションを実行できます。これらのトランザクションは参加者間で非公開で行われ、最終結果のみがメインチェーンに記録されます。状態チャネルは、ゲームや即時支払いなど、頻繁な対話やマイクロトランザクションを必要とするアプリケーションに特に役立ちます。
3) Plasma: Plasma は、メインのブロックチェーンと並行して実行される、相互接続された子チェーン (プラズマ チェーンとも呼ばれる) のネットワークを作成するスケーリング テクノロジです。これらのサブチェーンはトランザクションを独立して処理し、メイン チェーンに定期的に概要データを送信して、チェーンの負荷を軽減します。 Plasma は、複数のトランザクションをメイン チェーン上の 1 つのブロックに集約することでスケーラビリティを提供し、ネットワーク全体のスループットを向上させます。
4) ロールアップ: ロールアップは、複数のトランザクションをまとめてそれらのトランザクションの圧縮バージョンをメイン チェーンに送信するレイヤー 2 ソリューションです。ロールアップには、オプティミスティック ロールアップと zk ロールアップの 2 種類があります。楽観的ロールアップは不正行為の証明に依存しており、トランザクションは最初にオフチェーンで処理され、参加者はメインチェーン上で証明を提出することで無効なトランザクションに異議を唱えることができます。一方、zk-rollup はゼロ知識証明を利用して、各トランザクションのオンチェーン検証を必要とせずにトランザクションの正当性を保証します。
これらのレイヤー 2 ソリューションは、スケーラビリティ、セキュリティ、分散化の点でさまざまなトレードオフを提供します。 L2 ソリューションは、トランザクション処理の大部分をオフチェーンに移動することで、トランザクション スループットを大幅に向上させ、手数料を削減し、ユーザー エクスペリエンスを向上させることができます。ただし、レイヤー 2 ソリューションではさらに複雑さが増し、メイン チェーンとの統合が必要になり、特定の実装に応じて信頼の仮定が含まれる可能性があることに注意することが重要です。
**現在、最も有名な L2 は、zksync、starknet、optimism、arbitrum です。 **
3. サブネットと L2 を比較する
レイヤ 2 ソリューション (L2) とサブネット化はどちらも、ブロックチェーン ネットワークのスケーラビリティとパフォーマンスを強化するために使用される方法です。ただし、その基礎となるメカニズムとスケーラビリティの課題に対処する方法は異なります。 L2 とサブネットの比較は次のとおりです。
1. スケーラビリティの方法:
**- L2: **レイヤー 2 ソリューションは、トランザクションをオフチェーンまたはより効率的な方法で処理することでスケーラビリティを実現し、それによってメインのブロックチェーンをオフロードします。彼らの目標は、サイドチェーン、ステートチャネル、プラズマ、ロールアップなどのテクノロジーを活用することで、トランザクションのスループットを向上させ、手数料を削減することです。
**- サブネット: **一方、サブネットは、メインのブロックチェーン ネットワークをより小さなサブネットまたはシャードに分割することに重点を置いています。各サブネットは独立して動作し、合計トランザクション負荷のサブセットを処理します。ワークロードを複数のサブネットに分割することで、トランザクションを並行して処理できるようになり、スケーラビリティが実現します。
2. メインチェーンとの関係:
- L2: 既存のメインのブロックチェーン ネットワーク上に構築されたレイヤー 2 ソリューション。彼らは、トランザクションの安全性と最終的な決済を保証するためにメインチェーンに依存しています。 L2 ソリューションは、オフチェーン トランザクションの整合性を確保するために、集約されたデータまたは証明をメイン チェーンに定期的に送信します。
3. トレードオフ:
**- L2: **レイヤー 2 ソリューションは通常、メイン チェーンと比較して、より高いスケーラビリティとより速いトランザクション処理速度を提供します。ただし、特定の実装によっては、追加の複雑さが生じたり、メインチェーンとの統合が必要になったり、信頼の仮定が含まれる場合があります。
**- サブネット: **サブネットは、複数のチェーンにわたる並列処理を可能にすることでスケーラビリティを提供しますが、クロスチェーン通信、コンセンサス同期、サブネット間のセキュリティ維持に関連する課題が発生する可能性があります。
4. 使用例:
**- L2: **L2 ソリューションは主に、ブロックチェーン アプリケーションのスケーラビリティとコスト効率の向上に焦点を当てています。 L2 ソリューションは、メイン チェーン上の追加レイヤーとして動作し、トランザクション スループットを向上させ、手数料を削減するように設計されています。これは、オフチェーン処理を実行するか、代替のコンセンサスメカニズムを利用することによって行われます。 L2 ソリューションは、分散型金融 (DeFi) プラットフォーム、ゲーム、マイクロペイメントなど、高いトランザクション スループットと低い手数料を必要とするアプリケーションに特に有益です。 L2 ソリューションを活用することで、これらのアプリケーションは、基盤となるメイン チェーンによって提供されるセキュリティと分散化を損なうことなく、より高速かつ安価なトランザクションを実現できます。
- サブネット: サブネットは、さまざまな方法でスケーラビリティとパフォーマンスの課題を解決するように設計されています。サブネットは本質的に、ブロックチェーン ネットワーク内の独立したチェーンです。これらにより、ネットワークは大量のトランザクションを処理したり、さまざまなパフォーマンス要件を持つさまざまなアプリケーションをサポートしたりできるようになります。サブネットは、ワークロードを複数のチェーンに分散することで水平方向のスケーラビリティを可能にし、ネットワーク全体の容量を増加させます。サブネットを使用すると、ネットワークのさまざまな部分が独自のコンセンサス メカニズム、ガバナンス構造、およびパフォーマンス特性で動作できます。このため、サブネットは、大量のトランザクションを処理したり、さまざまなアプリケーションを同時にサポートしたりする必要があるシナリオに最適です。
4 つ目、サブネットと L2: 長所と短所
サブネット化と L2 の長所と短所を見てみましょう。
1. サブネットの利点:
**1) スケーラビリティ: **サブネットは、ブロックチェーン ネットワークをより小さなサブネットまたはシャードに分割することで、水平方向のスケーラビリティを可能にします。これにより、トランザクションを並行して処理できるようになり、ネットワーク全体のトランザクション スループットが大幅に向上します。
**2) 柔軟性: **サブネットは、さまざまなユースケースやアプリケーションに合わせて特定のサブネットを調整する柔軟性を提供します。各サブネットは独自のコンセンサス メカニズム、ルール、バリデータを持つことができ、そのサブネット上で実行されるアプリケーションの要件に基づいてカスタマイズと最適化が可能になります。
**3) パフォーマンスの向上: **並列処理により、サブネットは同時に多数のトランザクションを処理できるため、トランザクションの確認時間が短縮され、待ち時間が短縮されます。これにより、サブネットは、リアルタイムのトランザクション処理が重要な要求の厳しいアプリケーションやシナリオに適したものになります。
**4) ネットワーク容量の増加: **複数のサブネット間でトランザクション負荷を分散することにより、ネットワークの大量のトランザクション処理能力が拡張され、輻輳や潜在的なボトルネックが軽減されます。
2. サブネットの欠点:
**1) クロスサブネット通信: ** サブネット間の相互通信は複雑になる場合があり、追加のデータ交換メカニズム (メッセージ パッシング、クロスサブネット API、アトミック スワップなど)、コンセンサス同期、クロスチェーン送信が必要になります。サブネット間でシームレスな対話と相互運用性を確保するには、技術的な課題が生じる可能性があります。
サブネットワークのインターワーキングのシナリオ例としては、金融、サプライ チェーン、ヘルスケアなどのさまざまな業界やユースケースに個別のサブネットワークを備えたブロックチェーン ネットワークが挙げられます。これらのサブネットは、境界を越えてデータや資産を共有する必要がある場合があります。シームレスな対話を実現するには、安全なデータ交換プロトコルの開発、資産の相互運用性のためのクロスチェーン転送メカニズムの実装、ネットワークの整合性を維持するためのコンセンサス同期の確保が必要です。これには多くの作業が必要となり、サブネットがさらに潜在的なセキュリティ問題にさらされることになります。
2) セキュリティに関する考慮事項: サブネットのセキュリティは、各サブネット内の個別のコンセンサス メカニズムとバリデータに依存します。すべてのサブネットのセキュリティを維持し、潜在的な攻撃や侵害を防ぐことは複雑な場合があります。
**3) 分散化のトレードオフ: **設計上、サブネットにはスケーラビリティと分散化の間にトレードオフがある場合があります。サブネットの数が増えると、サブネットごとに必要なバリデーターの数が減少する可能性があり、少数のバリデーターに権限が集中する可能性があります。
3. L2 の利点:
**1) スケーラビリティの向上: **L2 ソリューションは、オフチェーンまたはより効率的な方法でトランザクションを処理することにより、メイン ブロックチェーンの負担を軽減します。これによりスケーラビリティが向上し、多数のトランザクションを迅速かつ低コストで処理できるようになります。
**2) コスト効率: **L2 ソリューションは、トランザクションをオフチェーンで処理するか、複数のトランザクションを単一のオンチェーン トランザクションに集約することにより、トランザクション手数料を大幅に削減できます。これにより、特に頻繁で小規模なトランザクションを伴うユースケースにおいて、ブロックチェーンベースのアプリケーションのコスト効率が向上します。
**3) より高速なトランザクション確認: **メイン チェーンへの依存を減らすことで、L2 はより高速なトランザクション確認を実現し、全体的なユーザー エクスペリエンスを向上させ、ほぼ瞬時のトランザクションの終了を可能にします。
**4) 互換性と相互運用性: **L2 ソリューションは、既存のブロックチェーン インフラストラクチャと互換性があるように設計でき、さまざまな分散アプリケーション (DApps) およびプロトコルとのシームレスな統合が可能になります。これにより相互運用性が促進され、より広範なブロックチェーン エコシステムでの L2 ソリューションの導入が促進されます。
4. L2 の欠点:
**1) セキュリティのトレードオフ: ** 特定の実装によっては、L2 ソリューションではセキュリティのトレードオフが発生する可能性があります。オフチェーン処理、またはトランザクション検証のために外部エンティティに依存する場合は、信頼の仮定が必要となる場合があり、新しい攻撃ベクトルや脆弱性が導入される可能性があります。決済チャネル ネットワークと呼ばれる L2 ソリューションを採用することでスケーラビリティの向上を目指す、ブロックチェーン ベースの決済システムがあるとします。このネットワークでは、ユーザーは相互に支払いチャネルを開くことができ、より高速かつ安価なオフチェーントランザクションが可能になります。これらのトランザクションの最終決済はメインチェーンに記録されます。
この L2 ソリューションに伴うセキュリティのトレードオフは、支払いチャネルの参加者を信頼する必要があることです。取引はオフチェーンで行われるため、参加者は相手が不正行為を試みるのではなく、合意された残高を遵守することを信頼する必要があります。
たとえば、アリスとボブが支払いチャネルを開き、アリスとボブが複数のトランザクションを開始してチャネルの残高を更新するとします。しかし、ボブは古いチャネル状態をメインチェーンにブロードキャストして、その状態を復元し、資格がある以上の資金を要求することを決定します。これは「チャネル状態攻撃」と呼ばれます。
この場合、アリスがネットワークを継続的に監視せず、正しく更新されたチャネル状態で応答できなかった場合、資金を失う可能性があります。この攻撃ベクトルは、オフチェーン処理への依存と、支払いチャネルの参加者に関連する信頼の前提によって導入されます。
**2) 統合の複雑さ: ** L2 ソリューションの実装とメイン チェーンとの統合は複雑になる場合があり、既存のスマート コントラクトまたはインフラストラクチャへの変更が必要になります。 L2 とメイン チェーン間の互換性とスムーズな相互作用を確保するには、技術的な課題が生じる可能性があります。これは、スマート コントラクトは、L2 とメイン チェーン間の相互運用性と通信をサポートするように設計する必要があるためです。これには、コントラクト ロジックの一部を書き換えたり、L2 固有の操作を処理するための追加機能を導入したりすることが含まれる場合があります。
**3) 適用性の制限: **L2 ソリューションは、すべての種類のブロックチェーン アプリケーションに適しているわけではありません。複雑なスマート コントラクトの相互作用や絶対的なオンチェーンの透明性要件など、特定のユースケースは、L2 ソリューションにあまり適していない可能性があります。その理由は、L2 ソリューションには通常、より高速で安価なトランザクションを可能にするオフチェーン処理またはコンセンサス メカニズムが含まれますが、オンチェーンの透明性とセキュリティがある程度犠牲になる可能性があるためです。
＃＃ 5。結論
サブネットとレイヤー 2 (L2) ネットワークのどちらを選択するかは、アプリケーションの特定のニーズによって異なります。高度なセキュリティと分散化を優先するアプリケーションの場合は、サブネットの方が適切な場合があります。一方、低遅延と高スループットを重視するアプリケーションでは、L2 ネットワークが好まれる場合があります。これらの要素はアプリケーションのパフォーマンスと機能に大きな影響を与える可能性があるため、どのオプションを選択するかを決定する際には、これらの要素を慎重に考慮することが重要です。