Layer-0とは？メインチェーンとサイドチェーンで再定義するブロックチェーン

ブロックチェーンの世界は、複数の階層から成るテクノロジースタックによって、その革新的な機能を実現しています。Layer-1やLayer-2といった概念がプロトコルの進化形として広まりましたが、新たにLayer-0が登場しています。Layer-0は、多くのコインやトークンが様々な暗号資産プラットフォームで取引される基盤となるブロックチェーンプロトコルです。

ブロックチェーン基礎の振り返り

Layer-0を理解する前に、ブロックチェーンの基本を再確認しましょう。ブロックチェーンとは、公開型で分散管理されるデジタル台帳であり、暗号技術によってセキュリティが確保されています。ブロックチェーンは、ハードウェアインフラ、データ、ネットワーク、コンセンサス、アプリケーションの5層で構成され、それぞれが不可欠な役割を果たします。トランザクションデータの保存や、ネットワーク全体での合意形成を実現することが、効率的なシステム運用の前提です。

ブロックチェーンプロトコルの仕組みとLayer-0の役割

ブロックチェーン技術を探求する際、Layer-1やLayer-2などの名称に必ず出会います。これらは異なるタイプのブロックチェーンプロトコルであり、広範なエコシステムの中で固有の役割を持ちます。EthereumやPolygonのようなLayer-1やLayer-2は広く知られていますが、Layer-0は、ブロックチェーン全体のスケーラビリティおよび相互運用性の点で急速に注目を集めています。

Layer-1 ブロックチェーンプロトコル

Layer-1は、一般的に最も認知されているプロトコルで、ネイティブコインが暗号資産市場で大きな関心を集めます。BitcoinやEthereumなどのLayer-1チェーンは、半減期や大型アップグレードの際に注目されます。Layer-1ブロックチェーンは独立したネットワークであり、トランザクションの処理、高度な暗号セキュリティ、ブロック生成を担います。しかし、利用者が増加するにつれてメインチェーンが混雑し、トランザクションの遅延やガス代の高騰が発生する傾向があります。

Layer-2 ブロックチェーンプロトコル

Layer-2ソリューションは既存のLayer-1チェーン上に構築され、Layer-1の負荷を軽減しスケーラビリティを高めることに特化しています。Layer-1が渋滞した高速道路だとすれば、Layer-2はその混雑を解消する専用レーンの役割を担います。オフチェーンでトランザクションを処理することでLayer-1のボトルネックを緩和し、ブロックチェーン全体のユーザー体験をより高速かつ円滑なものにします。

Layer-0 ブロックチェーンプロトコル

Layer-0プロトコルは、Layer-1チェーンを構築するためのインフラ基盤です。ブロックチェーン間のアーキテクチャと通信規格を定め、相互運用性とデータ交換をシームレスに実現します。Layer-1の限定的な相互運用性やスケーラビリティの課題を解消し、モノリシックなブロックチェーンの硬直性を取り除きます。モジュール設計によって、コミュニティごとに最適なブロックチェーンの構築が可能となります。この分野は進化を続け、開発者からの関心も高まっています。

Layer-0の仕組みとは

Layer-0プロトコルはサイドチェーンベースの構造を持ち、主に3つの要素で構成されます：

• メインチェーン—Layer-0上に構築された複数のLayer-1間でデータ転送を担う。
• サイドチェーン—メインチェーンに接続されたアプリケーション特化型のLayer-1。
• インターチェーン通信プロトコル—Layer-1間のデータ交換規格を策定。

たとえば、Layer-0の代表例であるPolkadotは、リレーチェーンをメインチェーンとし、パラチェーン（アプリケーション特化型Layer-1サイドチェーン）がその上で稼働します。PolkadotのCross-Consensus Message Passing（XCMP）プロトコルは、異なるコンセンサスシステム間の互換性と通信を実現しています。この仕組みにより、Layer-0はクロスチェーン相互運用の中核となっています。

Layer-0ブロックチェーンプロトコルのメリット

スケーラビリティ：Layer-0は複数の層にトランザクションを分散し、ネットワークの効率性を高めます。高いセキュリティを維持したまま大量処理が可能となる点が、従来方式との大きな違いです。

カスタマイズ性：Layer-0の相互運用性を活かし、開発者は特定要件に特化したLayer-1チェーンを構築できます。GameFiやDAppなど、用途ごとに最適化されたチェーンの実現が可能です。

イノベーション：Layer-0のモジュール設計は開発や実験を加速し、新機能やアプリケーション創出を推進します。例として、Venomブロックチェーンは動的シャーディングを採用し、ネットワーク需要に応じてシャードチェーンの数や規模を自動調整します。

Layer-0とLayer-1の主な違い

ブロックチェーン分野では、Layer-0とLayer-1の比較が避けられません。

共通点

Layer-0とLayer-1はいずれも、分散型ネットワークのメリット最大化とブロックチェーン・トリレンマの克服を目指しています。共通点は以下の通りです：

• 分散性：どちらもガバナンスと運用を複数ノードに分散し、中央集権的なコントロールを排除します。
• セキュリティ：強固な暗号技術でネットワークの完全性とデータ保護を実現します。
• スケーラビリティ：ネットワーク参加者の増加に合わせてスループット最大化、迅速な合意形成など高い処理能力を目指します。
• 透明性：ブロックチェーンエクスプローラーを使い、誰でもトランザクションやネットワーク状態を確認できます。

相違点

このほか、Layer-0とLayer-1には以下のような違いがあります：

• 基盤の役割：Layer-0はブロックチェーン構築のためのインフラを提供し、Layer-1はトランザクション処理や合意形成を直接担います。
• スケーラビリティのアプローチ：Layer-1はモノリシックな構造のためスケーラビリティ課題がありますが、Layer-0は異なるLayer-1間の相互運用性を促進し、複数チェーンでのトランザクションルーティングを容易にします。
• 柔軟性：Layer-0は柔軟かつモジュール型設計で、Layer-1のような特定コンセンサスメカニズムやデータ保存要件による制約がありません。

代表的なLayer-0プロトコルの例

主なLayer-0プロトコルは以下の通りです：

• AvalancheとAVAX： AvalancheはPチェーン、Xチェーン、Cチェーンという複数のメインチェーンにより多様なLayer-1チェーンを支えています。各チェーンは特定の機能に最適化され、高いパフォーマンスと多様なユーザーニーズに応えます。高速処理、低手数料、高いセキュリティ、開発者向けツールが充実しており、GameFiプロジェクトの構築・運用にも最適なLayer-0アーキテクチャの好例です。

• CosmosとATOM： 「ブロックチェーンのインターネット」と呼ばれるCosmosは、モジュール型設計と開発者の自由度が高いLayer-0です。プロジェクトドキュメントではCosmos Hubをエコシステム全体の開発モデルと位置付けており、BNB ChainやCronosなどの人気Layer-1チェーンがそのアーキテクチャ上に構築されています。

• PolkadotとDOT： Polkadotはリレーチェーンを中核に、異なるブロックチェーン同士の連携を実現する主要なLayer-0プロトコルです。Nominated Proof-of-Stakeコンセンサスを用い、特定用途に特化したブロックチェーンの構築に適したセキュアでスケーラブルな基盤を提供します。Layer-0設計によって信頼性の高いクロスチェーン相互運用性が実現されています。

まとめ

Cosmos、Polkadot、Avalancheといったプロトコルの成功により、Layer-0はブロックチェーン設計・運用の新たなパラダイムとして認識されています。

従来のLayer-1ブロックチェーンが抱えていたスケーラビリティや相互運用性の課題をLayer-0プロトコルが解決し、モジュール型サイドチェーンや専用通信プロトコルによって高い互換性と拡張性を実現します。Layer-0技術によって、多様でカスタマイズ可能なLayer-1が堅牢なLayer-0基盤上に構築され、新時代の相互運用ブロックチェーンエコシステムが形成されています。

Layer-0プロトコルは、効率的・スケーラブル・相互運用性に優れた分散型インフラの次なる進化を象徴します。今後もLayer-0は、クロスチェーン接続の未来を切り拓く開発者や投資家から高い注目を集めていくでしょう。

FAQ

Layer-0とは？

Layer-0はブロックチェーンの基盤となるネットワークインフラであり、プロトコルや接続、ハードウェアでエコシステム全体を支えます。スマートコントラクト型システムに代わるスケーラブルな選択肢です。

Layer-0ブロックチェーンの例は？

StarkExは、Layer-1ネットワークにスケーラビリティと相互運用性をもたらすLayer-0ブロックチェーンの一例です。Layer-0プロトコルは、スケーラビリティ・相互運用性・柔軟性といった主要課題の解決に寄与します。

Layer-0、Layer-1、Layer-2とは？

Layer-0はPolkadotのような基盤層、Layer-1はEthereumのような主要ブロックチェーン、Layer-2はLayer-1上で機能するスケーリングソリューションを指します。

BitcoinはLayer-0ですか？

いいえ、BitcoinはLayer-0ではありません。独自ブロックチェーン上で動作しており、Layer-0とは他のブロックチェーンを支える基盤プロトコルを指します。BitcoinのプロトコルはLayer-0には該当しません。