対話Nervos呂国寧：Layer2ソリューションの考え方と進展の詳細

最近、チェーンキャッチャーはNervosの共同創設者である呂国寧を招待し、キャッチャーアカデミーで「Layer2の現状と未来の詳細解説」をテーマにしたAMAイベントを開催しました。

公式資料によると、Nervosはオープンソースの公共ブロックチェーンシステムであり、ブロックチェーンのコアプロトコルやインフラストラクチャの構築に焦点を当てており、ブロックチェーンのスケーラビリティの問題を大きく解決することができます。Layer 2技術は通常「オフチェーン」ソリューションと呼ばれ、基盤層（ルートチェーン）の負担を軽減することでデータを処理し、メインチェーンの一部のデータ処理をLayer 2に移行することで、全体のブロックチェーンネットワークのスケーラビリティを向上させます。

イベント中、呂国寧はコミュニティユーザーにLayer 2の主要なソリューションの考え方、現在直面している主な課題、そして今後の発展のトレンドについて紹介しました。以下に全文を整理しましたので、読者の皆様にとって何らかのインスピレーションとなれば幸いです。

チェーンキャッチャー: DeFiなどのアプリケーションがブロックチェーンの性能に対する要求を高める中、Layer 2はますます市場の焦点となっています。まずLayer 2の運用メカニズムや関連概念について簡単に紹介していただけますか？

呂国寧: Layer 2は広義には、取引計算を基盤となるブロックチェーンの外部の仮想層で完了させ、最終的な結果を基盤となるブロックチェーンに渡して検証を行うことで、スケーリング効果を達成するものです。

近年の発展に伴い、Layer 2という広範な概念は、異なる時点で異なるLayer 2の流派が発展してきました。現在、簡単に言えば、以下のいくつかの分岐に分けることができます。

1. チャネル（Channel）とチャネルネットワーク：特定の個人、グループ、または彼らが構成するネットワークのためにオフチェーンでチャネルを開設し、すべての取引が終了してブロックチェーンで決済する際に、オフチェーンのチャネルを閉じてブロックチェーンに上げる技術です。この技術からは、ステートチャネルやライトニングネットワークなどの技術が派生しています。

2. サイドチェーン：メインチェーンとは完全に独立したブロックチェーンを構築し、自身の検証者を通じてサイドチェーン上の取引をパッケージ化し、メインチェーンにマッピングなどの方法で追加します。例えば、Rollupが台頭する前に多く議論されたPlasmaやSkale、Omesigoなどの独立したサイドチェーンプロジェクトがあります。

3. Rollupの原理は、多くのブロック内の取引データを「空間圧縮」された取引にパッケージ化し、空間の圧縮を通じてメインチェーンのスループットを増加させることです。この前提の下で、Rollup上の取引がLayer 1で検証されることを保証するためのさまざまな方法が生まれ、ゼロ知識証明に基づくZK-Rollupやペナルティメカニズムに基づくOptimistic Rollupが生まれました。

チェーンキャッチャー: 現在市場で主流のLayer 2ソリューションにはどのようなものがありますか？進展状況はどうですか？

呂国寧: どのソリューションが主流かというのは主観的な表現かもしれませんが、前の質問で設定した構造分類に基づいて、これらの分類におけるいくつかの一般的なプロジェクトの進展を共有します。

まず、チャネル（Channel Network）に基づくソリューションですが、オフチェーンのチャネルは最も古いスケーリングソリューションの一つであり、取引はすべてオフチェーンのチャネルで発生します。したがって、支払いチャネルネットワークには非常に重要な特徴があり、ほぼ無限のスケーリングを達成でき、特定の対象や頻度の取引に対して非常に効率的な資金利用が可能です。

初期のビットコインネットワークでは、ビットコイン自体の性能やビットコインブロックチェーンの限られた検証能力に制約されていたため、最も成功したビットコインのLayer 2ソリューションは、チャネルの分野におけるライトニングネットワーク（Lightening Network）です。

ライトニングネットワークは、現在のビットコインのスケーリングチャネルソリューションの中で最も成功したものであり、ペナルティメカニズムなどの設計を通じて、ライトニングネットワーク以前のビットコインの支払いチャネルソリューションが直面した悪用問題を解決しました。また、取引の両者がチャネルを開閉できることを保証し、設計の初期段階から取引の「プライバシー」を考慮しました。

現在でも、ライトニングネットワークは継続的に進化しており、最近ではライトニングネットワークの開発チームであるLightning LabsがLightning Poolを通じて、ライトニングネットワークに流動性を提供するレンタル市場を開設し、ビットコイン上のLightning Finance（LiFi）を開始しました。

次に、サイドチェーンソリューション（Side Chain）です。

サイドチェーンはLayer 1の外にある独立したチェーンであり、一般的な意味でのサイドチェーンプロジェクトの他に、昨年イーサリアムコミュニティによって放棄されたPlasmaもその一つです。現在、サイドチェーンには多くのチームが研究を行っています。例えば、Skale network、Celer Network、Omesigo、Matic、そして私たちのGrantsチームであるLeapDaoです。

現在のところ、サイドチェーンの利点は、L1のスマートコントラクトプラットフォーム（例えばEVM）との互換性を持つ柔軟なスペースを持つことです。しかし、現在のサイドチェーンには2つの重要な問題があります。一つは安全性、もう一つはLayer 1との相互作用の方法です。

第三のRollupソリューションは、現在まだ中国語名がありません。Rollupは最近、ETH上で最も人気のあるLayer 2ソリューションになる可能性があり、Zk RollupとOptimistic Rollupの2つの大きな陣営に分かれています。彼らはそれぞれゼロ知識証明とゲーム理論を用いてRollup技術の使用可能性を保証し、各自に支持者がいます。その中には多くのDeFiのスタープロジェクトが含まれており、これはDeFiが前回の熱潮を経て、スケーリングの問題に直面しなければならないことを反映しています。

例えば、ZKRollupの背後にはLoopringループリングプロトコルやCurveがあり、Optimistic RollupにはSynthetixやUniswapなどのプロジェクトが支持を表明しています。Rollupはサイドチェーンに比べて、より妥協的で実用主義的なアプローチです。Rollupのスケーリング能力はサイドチェーンほどではありませんが、Rollupは取引を圧縮し、一定のデータ構造に整理してブロックチェーンに提出するため、このメカニズムの下で、以前のLayer 2、特にPlasmaがLayer 1と相互作用する際に発生したデータの可用性の問題をある程度解決しました。

しかし、現在Rollup技術はすべてテストネット段階にあり、特定のシナリオ（例えばDEXなどのシナリオに設計されたRollupソリューション）で限定的な条件下で試みが行われています。現在、Rollupには安全性、効率性、相互運用性などの問題に対して、より多くのリソースと人力を投入して解決する必要があります。

チェーンキャッチャー: あなたは今後、Layer 1とLayer 2の存在関係と状態がどのようになると考えていますか？それぞれの価値捕獲メカニズムはどのようなものですか？

呂国寧: まず、Layer 2はLayer 1の上に構築される必要があります。Layer 2はLayer 1から独立して存在することはできません。次に、Layer 2はLayer 1の外で取引を相互検証することで、各取引をLayer 1の全ネットワークにブロードキャストする必要を回避します。最後に、Layer 2がLayer 1への依存度が低ければ低いほど、Layer 2の取引手数料は低くなり、効率は高くなります。理想的な状況では、取引の当事者間に争いがある場合のみLayer 1で取引を検証し、Layer 1を通じて仲裁を実現します。

以上がLayer 1とLayer 2の存在関係ですが、具体的なシナリオに応じて異なる選択が可能です。特にLayer 2のために特別に設計されていないLayer 1は、基盤の効率により重点を置くことが多く、スループットや取引遅延に関心を持つことが一般的です。

このようなLayer 1は、その上での取引とLayer 2を無差別にサポートします。このようなLayer 1は通常、Layer 2に特別な最適化を行わず、むしろLayer 1のスループットと取引帯域幅がLayer 2の清算効力を決定します。このようなシナリオでは、Layer 2がもたらす価値創造はLayer 1によって捕獲されることが非常に難しいです。

別のLayer 1の場合、基盤ネットワークの安全性や分散化がより重要な役割を果たし、性能はLayer 2に任せ、Layer 1はLayer 2が生成した取引の論理が正しいかどうかを検証する役割を果たします。このような基盤の下で、Layer 1の価値捕獲は、全体のチェーン上の価値創造と成長に正の相関があるべきです。

したがって、価値捕獲の経済モデルをこの方向に沿って設計することが非常に重要になります。例えば、取引手数料はLayer 2が価値を捕獲する重要な部分になる可能性があり、Layer 1を通じて取引価値を捕獲し、Layer 1がより高い安全性を提供してLayer 2の取引規模の成長を促進するようにする必要があります。

しかし、このような価値捕獲関係は、初日から完備された設計が必要であり、そうでなければメインネットが立ち上がった後に調整を行うと、ネットワーク内の利害関係者に大きな影響を与え、抵抗を引き起こす可能性があります。

チェーンキャッチャー: 11月5日、イーサリアム財団は12月初めにETH2.0バージョンの更新を発表し、正式にETH2.0を開始します。このタイミングでイーサリアム2.0が動きを見せることをどう理解しますか？これがLayer 2エコシステムやパブリックチェーンの競争構造にどのような影響を与えるでしょうか？

呂国寧: 私たちが完全に異なる別のパブリックチェーンを構築しているにもかかわらず、私たちは長期にわたりイーサリアムに高い関心を持っています。ETH 2.0 Phase 0はもともと今年の中頃に開始される予定でしたが、いくつかの要因で年末に延期されました。毎回の延期は、今後のPhase 1とPhase 2にとって、より長い待機時間を意味します。

現在、ETH 2.0の最初のステップは、このネットワークに十分な担保者を提供するために、担保契約をメインネットにデプロイすることです。これは既定の計画であり、イーサリアムが計画したロードマップの第一段階を予定通りに完了できることを期待しています。

さらに、Eth 2.0の全体的な発展は長期的なプロセスであるため、短期的にはEth1.0からEth2.0への契約の切り替えには関与しません。したがって、短期的にはイーサリアムの取引帯域幅不足の問題を解決するためには、Layer 2に依存してスケーリングを行う必要があります。また、他の移行コストが小さく、ユーザーが移行を感じないような他のパブリックチェーンを代替案として探す必要があります。イーサリアムの現在の開発進捗に基づくと、シャーディングは少なくとも2年以上かかると予想され、これは他のパブリックチェーンにとって最良の突破口となるかもしれません。

大多数の人々は、イーサリアムのPhase 0段階が信標チェーンを起動するためのものであり、信標チェーンの段階では、ステーキングされたETHトークンはロックされていることを理解していません。また、ロック期間は実際には不確定です。

現在、ETH 2.0に参加するためのステーキングは、Phase 1段階に達するまで移転が可能ではなく、Phase 2段階に達するまでステーキングから退出することはできません。Phase 2までの時間は、今日から2、3年かかる可能性があります。この3年間、イーサリアムは全く異なる新しいシステムを構築し、Layer 2を適切にサポートしながらシャーディングを成功裏に開始し、開発者とユーザーをすべて2.0のネットワークに移行させるという課題に直面しています。これは巨大で、底なしの挑戦であり、私はこのプロセスが3年以内に完了することは不可能で、より長い時間、5年、さらにはそれ以上かかる可能性があると考えています。

すべてが順調に進むことを願っています。要するに、イーサリアム2.0の道のりは、イーサリアム全体のコミュニティと支持者が超長期的な努力を払わなければ実現できないでしょう。

チェーンキャッチャー: では、NervosがLayer 2の方向での優位性はどこにあると考えていますか？具体的な例を挙げてお話しいただけますか？

呂国寧: Nervosは現在、層別設計のために構築された唯一のブロックチェーンシステムです。Nervos Networkでは、Layer 1はネットワーク全体の価値保存層です。これは、安全性と検閲耐性を最大限に保証し、分散化された価値と暗号資産の保管者として機能することを目的としています。

Layer 2はLayer 1ブロックチェーンの安全性の上に、無限のスケーラビリティと最低の取引手数料を提供し、特定のアプリケーションに対して信頼モデル、プライバシー、最終性のトレードオフを許可します。社会組織に例えるなら、Layer 1は信託+裁判所のようなもので、Layer 2は具体的な商取引です。Layer 1は資産の安全性と取引の争いの裁定を提供し、Layer 2は取引の低コストと利便性を提供します。

このような設計理念はNervosが立ち上がった初日から設定されており、私たちはこの理念に基づいて、ビットコインやイーサリアムとは異なる一整套のブロックチェーンを再構築しています。Nervosの優位性についていくつかの点を挙げてお話しします。

第一に、Nervosの経済モデルはL1とL2の利益を整合させることを保証しています。Nervos上では、Layer 2の発展が盛んであり、Layer 1との競争関係を生むことはなく、むしろNervosのネイティブトークンCKByteがチェーン上のストレージスペースをも表すため、Layer 1がより多くの価値を保存することができます。これにより、Nervosは土地のような存在になります。

Layer 2はその上に建つ高層ビルのようなもので、dAppはこれらのビルの中のさまざまな店舗です。したがって、Layer 2のエコシステムが繁栄すればするほど、Layer 1の土地自体もより価値が高まります。このような利益整合の関係は、私たちのシステム設計の初日から確立されています。

第二に、Nervos CKBの仮想マシンは、さまざまなLayer 2の暗号学的原理のデプロイを柔軟にサポートします。Nervos CKBの仮想マシンCKB-VMはRISC-Vに基づいて構築されており、最大の利点はさまざまな基盤の暗号学をサポートできることです。

最近、Vitalikは「Rollupを中心にしたロードマップ」というタイトルの文章を発表しました。詳細に見ると、イーサリアムがZKRollupを完全にサポートするためには、重要な前提としてハードフォークを通じて、基盤のEVM仮想マシンがZKRollupで使用されるゼロ知識証明を検証できるようにする必要があります。

しかし、特定の暗号学的原理をサポートするためにハードフォークを使用するのにかかる時間は… 誰も知りません。現在のところ、Layer 2をより良くサポートするためのいくつかのコアEIPが、次回の来年上半期に実行される予定のベルリンフォークから削除されたという情報が見られます。これは、再び無関係で安全に問題のないフォークをもたらすことになります。

幸運なことに、この問題はNervosには存在しません。Nervos上の任意の暗号学的原理は、ハードフォークなしでデプロイできるため、より先進的な署名アルゴリズムやゼロ知識証明が直接Nervos CKBにデプロイされ、Nervos上のLayer 2がより迅速に発展できることを保証します。

第三に、Layer 2上の取引データはLayer 1の強力な安全性によって保護されています。Nervosのシステムアーキテクチャの下で、Layer 1は全体の資産取引の安全性を保証する役割を果たします。Nervosは立ち上げ以来、PoWを堅持しており、私たちはPoWが基盤ブロックチェーンに最も適したメカニズムであると信じています。幸運なことに、Nervosは立ち上げから半年も経たないうちに、多くの企業が自動的にASICマイニング機器を生産してくれました。

現在、算力は自主的にオンラインになって以来、200倍に成長しました。今後、Nervosは長年の安全保証を経て、攻撃のコストと難易度が徐々に高まることを保証できるようになります。

チェーンキャッチャー: 一般ユーザーにとって、Layer 2アプリケーションやトークンの使用プロセスや体験に重要な変化はありますか？投資家にはどのような機会がありますか？

呂国寧: 原則として、Layer 2上のアプリケーションは現在あまり明確な進展がなく、多くはまだ実験段階です。しかし、確実に言えることは、dApp開発者がイーサリアムLayer 1からLayer 2（または他のパブリックチェーン）に移行する場合、最も望ましいのは新しい環境が、より良い性能を持ち、ユーザーが過去と同じ使用習慣を維持できることです。この点はLayer 2にとっての試練です。

同時に、資産をLayer 2に移動させる場合やLayer 2からLayer 1に戻す場合、原則として退出期間（チャレンジ期間）が存在します。これは全体の資産の安全性を確保するためですが、この退出期間の長さはユーザーの実際の使用体験に影響を与えます。したがって、全体のLayer 2のメカニズム設計において、流動性提供者のような役割が存在するかどうかが重要であり、一般ユーザーに資金を先に提供し、彼らが事前に実現できるようにすることが、Layer 2がスムーズに機能するための鍵となります。

このように、全体のエコシステムはLayer 2をよりスムーズに機能させる利害関係者に対して、Rollup、サイドチェーン、またはチャネルの取引を円滑に完了させる役割を果たすためのインセンティブメカニズムを設計する必要があります。私はこのようなメカニズム設計が全体の経済モデルと密接に関連していると考えています。また、Layer 2のネイティブトークンの使用とも関連があるかもしれません。

チェーンキャッチャー: 現在、イーサリアムやポルカドットのエコシステムがますます多様化していますが、これがあなたたちにプレッシャーを与えていますか？

呂国寧: もちろんプレッシャーがあります。プレッシャーがないわけがありません。なぜなら、CKBの優位性は異なる道を歩んでおり、現在のブロックチェーンが未来の発展に直面しているボトルネックや抵抗を解決しようとしているからです。また、CKBはハードコアな技術路線を堅持していますが、後発者として、私たちは開発者やユーザーが試したり移行したりすることを望むためには、10倍以上の優位性を持たなければなりません。これは当然、巨大な挑戦とプレッシャーであり、どの新しいプロトコル層のプロジェクトにも当てはまります。ましてや、私たちは中国から来た、世界規模で競争を目指すパブリックチェーンチームです。

チェーンキャッチャー: プロジェクト側にとって、彼らはどのように自分たちに適したLayer 2ソリューションを選択すべきですか？注意すべき点は何ですか？

呂国寧: 特性やビジネスの異なるプロジェクトはLayer 2に対して異なるニーズを持ちます。原則として、いくつかの考慮すべき側面があります。

第一に、dAppの安全性に対する考慮です。現在、多くのdAppはスケーリングに対する切実なニーズを持っており、その中には多くのDeFiアプリケーションがあります。しかし、DeFiアプリケーションは「資産の安全性」に対して非常に高い要求を持っています。この面では、サイドチェーンの安全性はチャネルやRollupなどのソリューションよりも劣ります。

同時に、Rollupの中では、ZK Rollupは暗号学によって保護された安全性が、メカニズム設計によるOptimistic Rollupよりも優れています。したがって、安全性の要求に応じて、多くの異なるdAppが異なるLayer 2の選択を行うことになります。

第二の側面は、性能向上の緊急性です。

性能向上の緊急性も、開発者がLayer 2ソリューションを採用するかどうかに影響を与えます。例えば、現在開発速度が最も速いLayer 2は、ライトニングネットワークを除けば、Rollupの進捗が最も前に進んでいる可能性が高いです。これは多くのDeFiプロジェクトにとって、混雑問題を解決するための選択肢の一つとなります。

第三の側面は、前提コストの考慮です。まず、ビジネスコードを再度書き直す必要があるかどうかを確認する必要があります。現在、Rollupはデータの可用性の利点により、以前のサイドチェーンやチャネルなどのオフチェーンLayer 2ソリューションよりもイーサリアム上での実行可能性が高いです。

しかし、ZK Rollupは汎用のスマートコントラクトをサポートできないという問題に直面しており、ZK Rollupを採用しているMatter Labsは、独自にゼロ知識証明のスマートコントラクト言語Zincを実装する必要があります。これは開発者の開発コストや契約監査コストを深刻に増加させることになります。それに対して、Optimistic Rollupやサイドチェーンは、EVMのような主流のスマートコントラクトプラットフォームとの互換性が相対的に強いです。

次に、ユーザーの移行コストです。開発者がLayer 2に移行するかどうかを考慮する際、重要な考慮点はユーザーが流出しないことです。これが現在、多くのパブリックチェーンがイーサリアムよりも性能が優れている可能性があるにもかかわらず、イーサリアムが依然として巨大なエコシステムの優位性を持っている理由です。したがって、Layer 2に移行した後、ユーザーの使用習慣が変わる必要がある場合、これはdApp運営者が望まないことです。

最近のZK Rollup上のCurveのテストネットバージョンやOptimistic Rollup上のSynthetixは、イーサリアムユーザーの習慣に合わせたウォレットであるmetamaskなどをログイン方法として統合するよう努めています。

最後のポイントは、ビジネスシーンの考慮です。異なるビジネスシーンには異なるLayer 2ソリューションが適しています。Rollupはチェーン上の占有スペースを圧縮することができますが、依然として限られたスケーリングしか達成できません。DeFiの緊急なスケーリングニーズの一部を解決できますが、すべてのシーンでRollupを便利に適用できるわけではありません。例えば、将来のIoTやAPIが導く流動的な支払いなどのピアツーピアの高頻度取引は、支払いチャネルが得意とするシーンです。

チェーンキャッチャー: 多くの意見では、現在プロジェクトがLayer 1からLayer 2に移行するコストとハードルが依然として高いため、大規模なプロジェクト移行が形成されていないとされています。この見解についてどう思いますか？なぜLayer 2はまだ大規模に使用されていないのでしょうか？

呂国寧: 現在の主流のLayer 2ソリューションはすべてEthereumプラットフォームに基づいて設計されていますが、多くのLayer 2は必ずしもEVMと互換性があるわけではなく、スマートコントラクトを再実装する必要があります。

Layer 2がEVMと互換性がない場合、そのLayer 2上で開発するには、異なる言語で同じビジネスロジックのアプリケーションを再度書き直さなければなりません。これには大量の時間コストがかかり、書き終えた後にはコード監査に時間とお金を費やす必要があります。開発者にとっては負担です。

したがって、zkRollup上のzkSyncのように、EVMと100%互換性がない場合でも、EVMに似た言語を構築するために多くの時間を費やすことに努めています。イーサリアムプラットフォームに戻ると、多くの暗号学的原理はハードフォークを通じてしか互換性を持たないため、ゼロ知識証明の署名アルゴリズムのRollupアプリケーションにとって大きな技術的発展の制限となります。

安全性については、現在のLayer 2の安全仮定と実装は、検証に時間がかかります。Layer 2上のdAppは現在非常に少なく、誰もLayer 2の環境が本当に安全で信頼できるかどうかを簡単に断言できません。技術的な証明や監査の他に、時間がその安全性を証明する必要があります。

最後の問題はLayer 2の相互運用性の問題です。Layer 2同士は互通性がなく、ネットワーク効果を生むことができません。現在のLayer 2は、互いに相互作用することができず、安全性、相互運用性、プログラミング言語が障害となっています。

現在のブロックチェーンで最も人気のあるDeFi分野が絶えず革新を生み出す理由は、ETH Layer 1上でさまざまなDeFiのレゴブロックのような組み合わせ革新が可能だからです。

新しい環境では、単一のLayer 2上のdAppは非常に少なく、異なるLayer 2同士は契約相互作用の機会が不足しているため、DeFiなどのアプリケーションが最も誇るネットワーク効果が大きく損なわれています。

チェーンキャッチャー: あなたはLayer 2市場が現在直面している主要な課題は何だと思いますか？今後どのような発展のトレンドが見られるでしょうか？

呂国寧: Layer 2の課題として、Layer 2と競合する多くの過去に「Eth Killer」と称されたLayer 1があります。今後のLayer 2は、実際にはイーサリアム環境と高度に類似した他のLayer 1パブリックチェーンと多くの競争に直面します。彼らは実際にLayer 2の強力な対抗者となるでしょう。

彼らはイーサリアムと資産のクロスチェーンを行う特徴を持ち、元々イーサリアムのアーキテクチャを引き継いでいるため、EVM環境に対してより良い互換性を持つことができます。したがって、彼らはETH上のLayer 2に対して競争関係を生む可能性があり、さらには多くの面でより大きな優位性を持つかもしれません。

未来は多チェーン共存の世界になることは必至であり、各チェーンにはそれぞれのニーズと得意なビジネスシーンがあります。未来の世界は、多チェーン共存の大航海時代になることは間違いありません。異なるチェーンはそれぞれ異なる得意分野を持つことになるでしょう。例えば、あるパブリックチェーンは金融を主打ちし、別のものはNFTやゲームを主打ちし、さらに別のものはストレージを主打ちするでしょう。

私はこれらのパブリックチェーンの中で、最終的に特に価値のある資産が生まれ、特定のビジネスシーンで際立つことになると考えています。その時、上層のLayer 2はより多くの役割を果たす必要があり、単にスケーリングを助けるだけでなく、クロスチェーンなどの相互運用性に関連する作業も担うことになるでしょう。