Layer 1 ブロックチェーンとは何か？

分散化は Bitcoin (BTC) などの仮想通貨の本質的な特徴ですが、中央管理者がいないからといって混沌としているわけではありません。実際、暗号資産ネットワークの技術構造を詳しく見ると、ブロックチェーン技術の高度な仕組みと秩序が際立っています。仮想通貨は、ピアツーピア (P2P) 送金を安全かつ確実に支える強固で自律的なプロトコルに依存しています。多くの暗号資産プロジェクトにおいて、Layer 1 (L1) ブロックチェーンがソフトウェアアーキテクチャの土台となっており、この革新的技術を理解する最良の出発点です。

Layer 1 ブロックチェーンとは？

Layer 1 (L1) ブロックチェーンは、暗号資産アーキテクチャの基盤として機能し、多くのデジタル通貨の根幹となる分散型ソフトウェアプロトコルです。これらのプロトコルは、暗号資産エコシステムのルールを定め、それを維持・実行します。L1プロトコルの基本コードがネットワークノード（コンピュータ）の統一基準を確立し、ノードが新しいトランザクションを安全に送信・検証・記録する方法を公開台帳上で管理します。

L1ブロックチェーンは、暗号資産の運用に必要な指示全般、トランザクション処理、セキュリティ対策、ネットワークの合意形成プロトコルを含みます。暗号資産アーキテクチャの最下層に位置するため、「基礎層」または「ベースレイヤー」と呼ばれます。開発者は「メインネット」とL1を同じ意味で使うことが多く、L1プロトコルには暗号資産の運用に必要なすべての重要な要素が含まれています。

Layer 1 ブロックチェーンは暗号資産でどのように機能するか？

各暗号資産は独自のコーディング基準とプロトコルを持ちますが、すべてのL1ブロックチェーンは、分散型ノード運営者間の信頼を確立するためにコンセンサスメカニズムに頼っています。コンセンサスメカニズムは、暗号資産トランザクションの正確な処理ルールを定義・実施する複雑なアルゴリズムです。

L1ブロックチェーン分野では、2つの主要なコンセンサスメカニズムが普及しています。Bitcoinブロックチェーンはプルーフ・オブ・ワーク (PoW) を採用し、ノードが10分ごとに複雑な数式を解いて新しいBTCトランザクションを記録します。一方、Ethereum (ETH) や Solana (SOL) などのL1ブロックチェーンはプルーフ・オブ・ステーク (PoS) を採用し、ノードが暗号資産をブロックチェーンにロックしてトランザクション検証の権利を得ます。

PoWとPoSネットワークは、ブロックの発行に成功したノード運営者にネイティブ暗号資産で報酬を与え、参加を促します。たとえば、BitcoinノードはBTCを、EthereumノードはETHを獲得します。コンセンサスアルゴリズムのほか、L1ブロックチェーンはプロセスの完全性を守り、悪意ある行為者を排除するための追加セキュリティ対策も備えています。多くのPoSブロックチェーンは「スラッシング」規定を導入し、ルール違反したノードからステークした資産を没収します。Bitcoinでは、BTC送金を台帳に永久記録する前に6回の独立した確認が必要です。

Layer 1プロトコルは、トランザクション手数料（ガス代）や暗号資産発行スケジュールも管理します。BitcoinのL1ブロックチェーンは「半減期」と呼ばれるイベントによって、BTC流通量を4年ごとに自動的に減らします。一方、L1 Ethereumは発行・バーンの動的システムを採用し、ネットワーク状況に応じてETH流通量を自動調整します。2021年のEIP-1559アップグレード以降、Ethereumはユーザー手数料の一部をバーンし、ETHインフレを管理しています。

Layer 1 ブロックチェーンの例

Bitcoinは2009年に、成功したL1ブロックチェーンのモデルを確立し、以降、数百種類の暗号資産が独自のL1チェーンを構築してきました。現在最も広く利用されている暗号資産は、ネットワークセキュリティの基盤としてL1ブロックチェーンに依存しています。

Bitcoin は2009年、Satoshi Nakamotoの匿名名義でローンチされた最古かつ最大の暗号資産です。BTC L1ブロックチェーンはエネルギー消費の多いPoWコンセンサスを採用し、ノードが10分ごとに数学的な問題解決を競って新たな取引を記録します。

Ethereum は時価総額でBitcoinに次ぎ、L1プロトコル上でサードパーティ開発者が分散型アプリケーション (dApps) を構築できるのが特徴です。2015年にPoW L1ブロックチェーンとして登場しましたが、Ethereum は2022年の「Merge」アップグレード後、PoSコンセンサスに移行しました。

Litecoin (LTC) は、高速かつ低コストなP2P仮想通貨送金のために開発されました。LitecoinはL1アーキテクチャで異なるアルゴリズムを使用しますが、Bitcoinと同様のPoWコンセンサスを維持しています。

Solana は「Ethereum競合」とされ、同様のサービスを高速な確定処理や低手数料など独自の強みとともに提供します。SolanaのL1 PoSブロックチェーンは高い処理能力を持ち、最大50,000件/秒 (TPS) のトランザクション処理が可能です。

Cardano もEthereum競合カテゴリのL1 PoSブロックチェーンで、2015年に元Ethereum開発者のCharles Hoskinsonによってローンチされました。Cardanoは査読済み研究を重視し、サードパーティ開発者によるdApps構築をL1ブロックチェーン上で可能にしています。

Layer 1 プロトコルの限界とは？

安全で効率的な暗号資産トランザクション処理に不可欠なLayer 1プロトコルですが、柔軟性に欠ける傾向があります。L1ブロックチェーンのアルゴリズムは意図的に決定論的で、ネットワーク参加者全員が同じルールに従うことを保証します。この厳格な設計は予測性とセキュリティを高めますが、イノベーションや拡張性を制約することが多いです。

Ethereum共同創設者のVitalik ButerinはL1の拡張性問題を「ブロックチェーントリレンマ」と呼び、暗号資産開発者は分散性・セキュリティ・拡張性のいずれかを必ず犠牲にせざるを得ないと指摘しました。しかしEthereumなどのL1チェーン開発者は、「シャーディング」など新しいスケーリングソリューションを考案しており、メインブロックチェーンを小さなデータ断片に分割して各ノード運営者の負担を軽減し、ネットワークの速度と効率を向上させています。

もう一つの大きなL1の課題は、他のブロックチェーンプロジェクトとの連携の難しさです。各L1は独立したシステムで独自のコーディング基準を持つため、異なるL1間で安全にコインを送信したりクロスチェーンアプリケーションを連動させたりすることは困難です。この課題を「相互運用性問題」と呼ぶ暗号資産コミュニティもあり、CosmosやPolkadotなどはIBC (Inter-Blockchain Communication) に注力しています。

Layer 1とLayer 2プロトコル：ブロックチェーンレイヤーの主な違い

暗号資産の初期段階ではL1という概念はなく、すべてのブロックチェーンが同様の処理技術と目的（トランザクション処理とネットワークセキュリティ）を担っていました。新しい暗号資産がベースチェーン上で開発され始めると、開発者はL1と新しいプロトコルを区別する用語が必要となり、Layer 2 (L2) の概念が生まれました。

L2はLayer 1ブロックチェーンのセキュリティ基盤を活用する暗号資産プロジェクトです。L2はEthereumのような確立したL1の分散性を活用して、新規ユースケースやベースプロトコルの拡張性向上を実現します。たとえばArbitrum、Optimism、PolygonなどのL2ネットワークはEthereum上で稼働し、ユーザーに高速な取引や低い平均手数料を提供します。これらのEthereum系L2を利用する際には、ユーザーは資産をL2に預けてサービスを利用し、最終的なトランザクション決済はEthereumメインネットで行われます。

L2が独自の暗号資産を発行する場合、それは「トークン」と呼ばれ、L1上にネイティブで存在する「コイン」とは異なります。トークンはL1ブロックチェーン上でのみ存在し、コインはL1プロトコルの不可欠な構成要素です。トークンはL1エコシステムに機能拡張を加え、コインはブロックチェーンの主要な決済手段となります。L2トークン例として、MATIC (Polygon)、ARB (Arbitrum)、OP (Optimism) などがあります。

まとめ

Layer 1ブロックチェーンは暗号資産エコシステムの礎であり、分散型デジタル通貨を実現するコアプロトコルとセキュリティメカニズムを担っています。BitcoinのPoWコンセンサスからEthereum、Solana、Cardanoの高度なPoS実装まで、L1ブロックチェーンは暗号資産ネットワークの技術的洗練を体現しています。Layer 1プロトコルは拡張性の制約、ブロックチェーントリレンマ、相互運用性の課題などに直面していますが、シャーディングやL2ソリューションなどのイノベーションによって可能性を拡大し続けています。L1ブロックチェーンの理解は、暗号資産がネットワークを守り、取引を処理し、分散型アプリケーションの成長するエコシステムを支える仕組みを把握する上で不可欠です。技術が進化する中、Layer 1ブロックチェーンは分散性・セキュリティ・拡張性のバランスを保ちながら、拡大するデジタル経済の中心的な存在であり続けます。

FAQ

Layer 1プロトコルとは？

Layer 1プロトコルは、コンセンサスやトランザクション検証などの基礎的な運用を担うコアとなるブロックチェーンフレームワークです。ブロックチェーンネットワークの基盤です。

Layer 1とLayer 2プロトコルの違いは？

Layer 1プロトコルはベースとなるブロックチェーンであり、Layer 2プロトコルはその上に構築されて拡張性・処理速度・手数料削減を実現します。

Layer 1、Layer 2、Layer 3とは？

Layer 1は基礎となるブロックチェーン、Layer 2はスケーリングソリューション、Layer 3はその上に構築されるアプリケーションやサービスです。