ブロックチェーンのL1層の主な機能は何ですか？

L1レイヤーは、データストレージ、コンセンサスメカニズム、スマートコントラクトの実行、ネットワーク通信、アカウント管理、トランザクション処理を担当するブロックチェーンシステムの基礎です。

2025/02/25 17:37

データストレージ

• レイヤーL1は、基本的なデータストレージ構造を提供する責任があります。各ノードにトランザクションデータ、ステータス情報などを、分散型台帳の形式で保存します。このストレージ方法により、データの冗長バックアップが保証され、データの信頼性が向上します。一部のノードが失敗したとしても、データは失われません。

• メルケルツリーなどのデータ構造を使用して、データを整理および検証します。メルケルツリーは、データの整合性を効率的に検証し、基礎となるデータのハッシュ値を生成し、レイヤーごとに上向きのレイヤーを計算し、最後にルートハッシュを生成できます。ルートハッシュを確認して、ツリー全体のデータが改ざんされているかどうかを迅速に確認してください。

コンセンサスメカニズム

• L1層でのコンセンサスメカニズムは、分散ノード間のデータの一貫性を確保するための鍵です。 Bitcoinの仕事の証明（POW）を例にとると、複雑な数学的問題を計算するために競合するノード、および回答が最初に会計上の権利を取得し、それによってネットワーク全体でデータの統一を保証するノード。

• Ethereumが使用するSport of Stake（POS）は、ノードが保有するステークの数に基づいて会計ノードを選択します。株式が多いほど、アカウントを保持するために選択される可能性が高くなります。この方法は、POWよりも省エネであり、コンセンサスに到達する効率を向上させます。

• また、委任されたSport of Stake（DPOS）があり、これにより、ノードは代表的なノードに投票してアカウントを登録できます。これらの代表的なノードは、トランザクション処理速度を大幅に改善する簿記に交代します。たとえば、EOSはこのコンセンサスメカニズムを採用しています。

スマートコントラクトの実行

• L1レイヤーは、スマートコントラクトの運用のための環境を提供します。スマート契約は、コードの形式でブロックチェーン上に展開される自動実行された契約条項です。プリセット条件が満たされると、スマートコントラクトは対応する操作を自動的に実行します。

• Ethereumの仮想マシン（EVM）は、スマートコントラクトの実行の中心にあります。スマートコントラクトのセキュリティと予測可能性を確保するために、スマートコントラクトに孤立した運用環境を提供します。開発者は、Solidityなどのプログラミング言語でスマートコントラクトを作成し、EVMで実行するためにそれらを展開できます。

• L1レイヤーは、スマートコントラクトの結果の実行順序と一貫性を確保する必要があります。コンセンサスメカニズムを通じて、各ノードはスマートコントラクトの実行プロセスを検証します。コンセンサスに到達した場合にのみ、実行結果がブロックチェーンに書き込まれ、スマートコントラクトの実行の公平性が保証されます。

ネットワーク通信

• L1レイヤーは、ブロックチェーンネットワークの通信基盤を構築します。 P2Pネットワークを介したノード間の通信は、トランザクション情報、ブロックデータなどの普及を実現するために実行されます。この分散ネットワーク構造により、ブロックチェーンは中央サーバーなしで分散化の特性を持ち、単一の障害を回避します。

• 特定のネットワークプロトコルを使用して、ノード間の通信を調節します。たとえば、ビットコインネットワークで使用されるビットコインプロトコルは、ノード間の効率的で安定した通信を確保するために、メッセージ形式、ノード発見、接続などのルールを定義します。

• レイヤーL1は、ネットワーク内のデータ同期の問題にも対処する必要があります。新しいノードがネットワークに参加する場合、他のノードから完全なブロックチェーンデータを取得する必要があります。データ同期メカニズムを通じて、新しいノードはネットワーク全体の状態に迅速に追いつき、ネットワーク全体の一貫性を確保できます。

アカウント管理

• L1レイヤーは、ブロックチェーン上のアカウントシステムを管理します。各アカウントには、銀行口座番号と同様の一意のアドレスがあります。ユーザーは、アドレスを介してトランザクションを開始および受信します。アドレスは、ハッシュ計算を通じて公開キーによって生成され、アドレスの独自性とセキュリティを確保します。

• アカウントの残高とステータス情報を維持します。トランザクションが発生すると、アカウントの残高がそれに応じて増加または減少し、アカウントの状況（凍結しているかどうかなど）もブロックチェーンに記録され、アカウント情報の精度とトレーサビリティが確保されます。 。

• L1レイヤーは、アカウント認証メカニズムも提供します。秘密鍵を介してトランザクションに署名して、署名の正確性を確認して、アカウント所有者の身元を確認します。正しい秘密鍵を保持しているユーザーのみがアカウントで動作し、アカウントのセキュリティを確保します。

トランザクション処理

• レイヤーL1は、トランザクションの受信、検証、およびパッケージングの責任を負います。ユーザーによって開始されたトランザクションは、最初にネットワークにブロードキャストされます。トランザクションを受信した後、L1レイヤーのノードはトランザクション形式、署名などを検証し、法的トランザクションのみが受け入れられます。

• 検証済みのトランザクションはブロックにパッケージ化されます。ノードは、特定のルールに従ってブロックに配置されるトランザクションを選択します。たとえば、取引手数料やその他の要因に基づいて、処理料の高い取引が最初にパッケージ化され、ノードが会計への参加を促します。

• ブロックが作成された後、コンセンサスメカニズムを通じてネットワーク全体に広がって確認されます。ブロックがほとんどのノードによって確認されると、その中に含まれるトランザクションが有効と見なされ、トランザクションの結果はブロックチェーンに記録され、値の転送が実現されます。