ビットコインのL2エコシステムについて詳しく説明した記事

Author: Calibre, Web3 Venture Builder Source: mirror Translated by: Good Oba, Golden Finance

Bitcoin Layer 2 Overview

入り組んだ金融テクノロジーの世界において、ビットコインは最も複雑な存在です。-align: left;">ビットコイン・レイヤー2の概要

フィンテックの入り組んだ世界において、ビットコインは革新の道標であり、伝統的な金融仲介機関を迂回し、仲介者のいないピアツーピア取引を可能にするデジタル通貨である。しかし、その台頭とともに、固有の課題、特にスケーラビリティとトランザクション処理能力に関連する課題が山積しています。

これらの課題はビットコイン特有のものではなく、イーサも柔軟なアプリケーション開発機能を備えて設計されているものの、同様の問題に悩まされています。サイドチェーン、レイヤー2、ペイメントゲートウェイネットワークなど、これら2つの問題に対処するために多くのソリューションが提案されてきた。Etherでは、レイヤー2のエコシステムが急速に拡大しており、EVMのロールアップ、ロールアップに移行するサイドチェーン、さまざまな程度の分散化とセキュリティを達成しようと努力するプロジェクトなど、さまざまなソリューションが提供されている。レイヤー2ソリューションのセキュリティ上の意味は、特に資産の保証と、これらのシステムがイーサネット・ブロックチェーンの変更を読み取り、それに適応する能力に焦点を当てている。より高いセキュリティは、スケーラビリティとコスト効率を犠牲にすることが多いという、重要なトレードオフを浮き彫りにしている。

ビットコインはその機能性の向上において目覚ましい進歩を遂げましたが、イーサネットのようなレイヤー2（L2）ソリューションの開発においては、まだいくつかの大きな課題に直面しています。ビットコインの設計上の限界は、ビットコインのレイヤー2ソリューションにおける引き出しの安全性に関して特に明白です。そのスクリプト言語は意図的に機能が制限されており、チューリング完全性を欠いているため、複雑な計算を実行し、高度な機能をサポートする能力が制限されています。この設計上の選択は、ビットコインのセキュリティと効率性を優先しているが、イーサなどのより柔軟なブロックチェーンプラットフォームと比較すると、そのプログラマビリティを制限している。また、確率的な最終性はレイヤー2ソリューションに必要な信頼性とスピードを損ない、取引の耐久性に影響を与えるチェーンの再編成などの問題につながる可能性がある。ビットコインは信頼性とセキュリティの原則に基づいて構築されていますが、これらの側面は、そのL2システムが新しい変化に迅速に適応することを困難にしています。

SegWitとTaprootは、ビットコインのゲームチェンジャーです。 SegWitは、署名データを分離することでビットコインのインフラを最適化し、取引速度を向上させ、ライトニングネットワークでの高速な支払い処理を可能にしました。それ以来、Taprootはトランザクションデータを圧縮し、トランザクションの複雑さを遮蔽することで、効率性とプライバシーを向上させてきました。SegWitとTaprootは共に、将来のレイヤー2設計のバックボーンとなるレイヤー2イノベーションの新しい波を巻き起こし、デジタル通貨としての本来の範囲を超えてビットコインの能力を大幅に拡大しました。

ビットコインのレイヤー2ソリューションを理解する

ビットコインのL2トリレンマ

拡大し続けるビットコインのレイヤー2ソリューションの分野では、多くの新しい展開が見られます。レイヤー2ソリューションの分野では、スケーラビリティを強化し、さまざまな方法で普及を促進するように設計された、さまざまなシステムが登場しています。これらのソリューションは、ビットコインに内蔵された制限を克服するユニークな方法を提供している。Trevor Owens [2]が説明するように、これらのソリューションを分類する1つの方法は、ビットコインのL2トリレンマに対する解決策に従って整理することです。これは、L2ソリューションをオフチェーンネットワーク、分散型サイドチェーン、連合型サイドチェーンに分類し、それぞれが特徴づけとトレードオフに対する独自のアプローチを提示します：

• オフチェーンネットワーク：スケーラビリティとプライバシーを優先しますが、ユーザーエクスペリエンスに課題をもたらす可能性があります。例えば、 Lightning & RGB.

• 非中央集権型サイドチェーン：機能を拡張するために新しいトークンとコンセンサスメカニズムを導入しますが、ユーザーエクスペリエンスを複雑にし、中央集権化の懸念を助長する可能性があります。例としては、Stacks、 Babylon、 Interlayなどがあります。

• 連合型サイドチェーン：運用を簡素化し、信頼できるコンソーシアムを通じて効率性を提供しますが、ビットコインの根底にある分散性を犠牲にする可能性があります。例としては、 Liquid, Rootstock, Botanix.

このトリレンマは、ビットコインのレイヤー2ソリューションを分類する有用な方法を提供しますが、その設計の複雑な詳細をすべて完全に捉えることはできないかもしれません。加えて、解決不可能な障害ではなく、現在のソリューションのトレードオフを指摘しており、トリレンマのこれらの要素が開発者の意思決定プロセスの一部であることを示唆している。

例えば、セキュリティを向上させ、ネットワークへの参加を促進するために新しいトークンを発行する 分散型サイドチェーン は、ユーザーとのやりとりを複雑にし、ビットコイン純粋主義者には人気がないかもしれません。一方、 連合型サイドチェーン は、ユーザー体験をスムーズにし、ビットコインコミュニティ内の抵抗を減らすために、新しいトークンを省略することを選択する。もう一つの選択肢は、完全な仮想マシン／グローバル・ステートを使用することで、スマート・コントラクト・プラットフォーム上での新しいトークンの生成を含む複雑な機能を可能にすることだ。しかし、このアプローチはシステムをより複雑にし、一般的に攻撃に対する脆弱性を増加させます。

技術的分類

別の技術的観点から、主要な技術的特徴に基づいてビットコインのレイヤー2ソリューションをグループ分けしました。この多様な分類は、ビットコインのスケーラビリティ、セキュリティ、機能性を強化するという包括的な目標に各ソリューションがどのように貢献するかについて、ニュアンスに富んだ理解を提供しながら、さまざまな技術的詳細やアーキテクチャに目を向けています。各アプローチは独自の目的を果たしており、これらの目的が互いに衝突したり、トリレンマを生み出したりすることはない。しかし、各アプローチにはセキュリティとスケーラビリティの面でそれぞれ長所と短所がある。したがって、システムによっては、これらのアプローチを組み合わせて利用することもできる。これについては、本稿の次のセクションで詳しく説明する。

• 双方向アンカリングプロトコルを利用するサイドチェーン：これらのサイドチェーンは、双方向アンカリングとして知られる方法でビットコインのレイヤー2に接続するのと同様の働きをします。このセットアップにより、メインのブロックチェーンとサイドチェーンの間でビットコインの伝送が可能になり、メインのブロックチェーンが直接サポートしていない機能の実験や実装が可能になる。このアプローチは、より幅広い用途をサポートすることで、より多くのトランザクションやさまざまな種類のアプリケーションを処理するビットコインの能力を向上させる。双方向のアンカリングメカニズムは、BTCの価値をサイドチェーンに移転する上で重要な役割を果たしている。これらのサイドチェーンでは、開発者はさまざまな環境を構築する。EVM互換のエコシステムを使用することを選択する人もいれば、独自のスマートコントラクトを使用してVM環境を作成することを選択する人もいる。nbsp;Rootstock、  Liquid、  Botanixなど

• 例えば、  B2ネットワーク、   nbsp;BitVM

• 例えば、Lightning と RGB<。

このように分解することで、各ツールがどのようにビットコインを改善し、よりスケーラブルで安全で多用途なものにするのに役立つかをより明確に把握することができます。

2双方向アンカリングプロトコル：

双方向アンカリングは、2つの異なるブロックチェーン（通常はメインチェーンとサイドチェーン）間で資産を転送することを可能にします。このシステムは、アセットを一方のチェーンにロックし、その後、もう一方のチェーンでロックを解除したり、鋳造したりすることを可能にし、元のアセットとアンカーされたアセットとの間の固定為替レートを維持します。

アンカリングプロセスを理解する

あなたの資産をメインチェーン（ビットコインなど）からサイドチェーンに移動する旅を始めることを想像してみてください。アンカリングプロセスが出発点です。ここで、あなたの資産はメインチェーン上で安全にロックされ、金庫に保管するのと同じような状態になります。その後、メインチェーン上で取引が行われ、このロックが強固なものになる。サイドチェーンはそのトランザクションを認識した後、同量のアンカーされたアセットを鋳造する。このプロセスは、外国で同価値のバウチャーを受け取るのと似ており、元の資産が無傷で安全なままであることを保証しながら、新しい環境で富を使用することができます。

ブートストラップ・アンカーリングアウト・プロセス

ターンアウト・アンカーリングアウト・プロセスは、資産を元のマスターチェーンに戻すことを決めたときに登場します。これはバックホールプロセスであり、サイドチェーン上のアンカーされたアセットが比喩的に「焼かれる」またはロックされます。そして、この操作の証拠をメインチェーンに提供する。メインチェーンがあなたの主張を検証すると、元の資産と同等の価値をあなたに解放します。この仕組みにより、両方のブロックチェーンにおける資産分配の整合性とバランスが保証され、重複や損失を防ぐことができます。

双方向アンカリングシステムの実装：

ルートストック

RSKの双方向アンカリングシステムは、ビットコインをシームレスに統合するように設計された高度なフレームワークです。RSKプラットフォームを通じてビットコインとスマートコントラクト機能をシームレスに統合するように設計された高度なフレームワークです。効率的なトランザクション検証のためのSPV、トランザクション承認のための強固なフェデレーションモデル、SegWitとTaprootの統合を活用することで、RSKはトランザクションの効率を向上させるだけでなく、ビットコインのセキュリティモデルと緊密に統合します。さらに、マージマイニングのアプローチは、システムのセキュリティレベルを向上させ、より多くのマイナーが参加するインセンティブを与えます。

• RSKフェデレーションモデル:

  ペグノラトリーズは、このブリッジの守護者または管理者である役人の選ばれたグループです。ブリッジの守護者、あるいはこの連盟モデルにおける信頼の管理者であり、移籍のたびに合意されたプロトコルが順守されることを保証する。この役人たちは、それぞれが金庫の鍵を握っている守護者の集まりだと考えてほしい。彼らの役割は非常に重要で、すべてのブリッジ取引が誠意と合意に基づいて行われることを保証し、この重要な回廊に沿ってデジタル資産の安全で秩序ある流れを維持します。

• SegwitとTaproot:

  SegWitは、署名情報をトランザクションデータから分離することで、トランザクションのサイズを縮小し、処理時間を短縮するのに役立ちます。さらに、Schnorr署名スキームとMAST（Merkleised Abstract Syntax Trees）を組み合わせたり、Taprootのその他の機能拡張により、トランザクションをより効率的でプライベートなものにします。

• RSKマージマイニング：

  RSKのマージマイニングアプローチでは、マイナーは追加の計算を必要とせずにビットコインとRSKネットワークの両方を保護するため、RSKのセキュリティが向上します。セキュリティを高める。このアプローチは、ビットコインのマイニングを活用し、マイナーに追加の報酬を提供し、既存のブロックチェーンインフラストラクチャの革新的な使用を示しています。しかし、この統合が成功するかどうかは、ビットコイン・ブロック内のタグをRSKブロックと正確に一致させるかどうかにかかっており、相互接続されたネットワークのセキュリティと一貫性を維持するためには、詳細かつ正確な実装が必要であることが強調されています。

Botanix

Botanixは、ビットコインベースのプルーフ・オブ・ステーク（PoS）コンセンサスと分散型EVMネットワークSpiderchainマルチチェーンを統合しています。EVMネットワークSpiderchainマルチ署名アーキテクチャを統合し、Bitcoinブロックチェーン上でチューリング完全なスマートコントラクトを管理します。ビットコインは主要な決済レイヤーとして機能しますが、Botanixは高度なマルチシグネチャウォレットとオフチェーン暗号検証を使用して、トランザクションの完全性を保証します。

• スパイダーチェーン：Botanix上の実際のビットコインをすべて保護する分散型マルチ署名ネットワーク。

• アーキテクチャ：スパイダーチェーンは、オーケストレーターノードのセットで構成されています。-- ノードのランナーであり、チェーン全体の流動性の源です。ネットワーク内の資産の預託を管理する一連のマルチシグネチャウォレットで構成されています。シリーズ内の各ウォレットでの取引は、単一障害点がないことを保証するために、複数のオーケストレーターの承認を必要とします。

• ダイナミックな操作：新しいビットコインブロックごとに、次の「エポック」（Botanixシステムでビットコインブロック間のサイクルを定義するために使用される用語）に対応するオーケストレーターは、ビットコインブロックのハッシュに基づくハッシュを使用する「ダイナミック」オーケストレーターです。オーケストレーターの後続スロットの選択は、ビットコインブロックのハッシュに基づいて検証可能なランダム関数を使用して決定されます。オーケストレーターの後続スロットの選択は、SHA256を使用してブロックハッシュをハッシュ化し、オーケストレーターの選択が公正かつランダムであることを保証するためにアクティブなオーケストレーターの数（N）をモジュロすることによって計算されます。これにより、運用タスクの公平で安全な分配が保証され、集中化のリスクを最小限に抑えることができる。

• 双方向アンカリングシステム： マルチシグネチャウォレットはここで重要な役割を果たし、トランザクションを実行するために選択されたオーケストレーター間のコンセンサスを必要とします。

• アンカリングプロセス：ユーザーはビットコインを新しいマルチシグネチャウォレットに送り、そこで安全にロックします。安全にロックされます。このウォレットを作成するには、複数のオーケストレーターが関与し、全員が同意して署名する必要があるため、ウォレットを独立に管理することはできません。

• アンカリングからの移行プロセス：代わりに、アンカリングから移行するために、合成BTCが燃やされ、対応するビットコインがマルチシグネチャウォレットからユーザーのビットコインアドレスに戻されます。このプロセスは同じマルチシグネチャープロトコルによって保護され、トランザクションを承認するために複数のオーケストレーターを必要とします。

• PoSコンセンサスとEVMの実装：

コンセンサス：BotanixのPoSシステムでは、オーケストレーターはネットワークに参加するためにビットコインを誓約します。オーケストレーターは、トランザクションを検証し、Botanixチェーン内に新しいブロックを作成する責任を負います。これらのオーケストレーターの選択プロセスは、彼らのエクイティに基づいており、スパイダーチェーンのセクションで述べた方法を使用してランダム化されます。

• EVMの実装：Botanix上のEVMは、イーサネット互換のすべての操作をサポートし、開発者が複雑なスマートコントラクトを展開・実行できるようにします。

Stacks:

Stacksプラットフォームは、sBTC双方向アンカリング、Proof of Transfer、およびClarityスマートコントラクトなどの革新的なメカニズムを通じて、スマートコントラクトを可能にするように設計されています。Clarityスマートコントラクトなどの革新的なメカニズムにより、スマートコントラクトや分散型アプリケーション（dApps）がビットコインインフラストラクチャを拡張できるように設計されています。

• sBTC双方向アンカリングプロトコル：

• 閾値署名ウォレット：このウォレットは閾値署名スキームを使用しており、アンカリングされたトランザクションの署名に協力するスタッカーの事前定義されたサブセットを必要とします。これらのスタッカーは、検証可能なランダム関数（VRF）を使用してロックされているSTXの数に基づいて選択され、動的なメンバーシップとネットワークの現在の状態との継続的な整合を保証するために、サイクル（通常2週間）ごとにローテーションされます。これにより、参加者間の不正行為や潜在的な共謀を防ぐとともに、公平で予測不可能な選択プロセスを確保することで、アンカー機構のセキュリティと堅牢性が大幅に強化されます。

• 転送証明（PoX）：



• プルーフ・オブ・バーンのようにビットコインを破壊するのではなく、PoXでは採掘者がBTCをスタック・ネットワークに移し、ビットコインの強力なプルーフ・オブ・ワーク・システムを利用することでセキュリティを高める。Stacksのトランザクションはビットコインブロックに固定されており、各Stacksブロックはビットコイントランザクションのハッシュを記録するためにオペコードを使用しています OP_RETURN 。nbsp;これは、 40バイト 任意のデータを埋め込むことを可能にします。このメカニズムにより、Stacksブロックチェーンへの変更はビットコインブロックチェーンへの対応を必要とするため、プロトコルに変更を加えることなくビットコインのセキュリティの恩恵を受けることができます。

• スタック スマートは、契約プログラミング言語クラリティ（Clarity）により、契約内容を予測することができます。コントラクト・プログラミング言語Clarityは、すべての操作が定義どおりに実行され、意図しない結果が発生しないように厳格なルールを適用することで、開発者の予測可能性とセキュリティを保証します。各関数の結果が実行前に判明する決定性を提供するため、不測の事態を防ぎ、コントラクトの信頼性を高めることができます。さらに、Clarityはビットコインのトランザクションと直接やり取りできるため、ビットコインの強力なセキュリティ機能を活用した複雑なアプリケーションの開発が可能です。また、他の言語のインターフェースに似たモジュラー機能もサポートしており、コードの再利用やクリーンなコードベースの維持に役立ちます。

Liquid:

リキッドネットワークは、ビットコインプロトコルのための連合サイドチェーンを提供します。リキッドネットワークのアーキテクチャの中核は、ブロック検証と署名に責任を持つ信頼されたファンクショナリの強力なフェデレーション[6]の概念です。

• ウォッチメン：ウォッチメンはリキッドからビットコインへのアンカリングプロセスを管理し、すべてのトランザクションが認証され有効であることを保証します。

• キーマネジメント：ウォッチメンのハードウェアセキュリティモジュールは、トランザクションの承認に必要なキーを保護します。鍵の管理: Watchmenのハードウェアセキュリティモジュールは、認証された交換に必要な鍵を保護します。

• トランザクションの検証: Watchmenは暗号証明でトランザクションを検証し、Liquidのコンセンサスルールの順守を確認し、セキュリティを高めるためにマルチシグネチャースキームを活用する。

• アンカーメカニズム：

• ペグイン：ビットコインはビットコインブロックチェーンにロックされ（ウォッチメンのマルチシグネチャアドレスを使用）、暗号的に等価なリキッドビットコイン（L-BTC）は、転送の正確性と安全性を保証する暗号化方式を使用して、リキッドサイドチェーン上で発行されます。

• ペグアウト：このプロセスでは、Liquidサイドチェーン上でL-BTCを燃やし、それに応じてビットコインブロックチェーン上で実際のビットコインを放出します。この仕組みは「ウォッチドッグ」と呼ばれる指定されたスタッフによって厳重に監視され、承認された取引のみが行われるようになっています。

• Proof of Reserve（PoR）：ネットワーク上の資産保有に透明性と信頼を提供するためにブロックストリームが開発した重要なツールで、PoRは資金の管理を証明する部分的に署名されたビットコイン取引の作成を伴います。トランザクションは、ビットコインネットワーク上でのブロードキャストには無効であるが、請求された準備金の存在と管理を証明する。これにより、エンティティは資金を動かすことなく、資金の所有を証明することができます。

Babylon

Babylonは、ビットコインをProof of Stake（PoS）エコシステムに統合することを目的としています。ビットコイン・ブロックチェーンを機能させるための直接取引やスマート・コントラクトを必要とすることなく、ビットコインの巨大な時価総額を活用し、PoSチェーンのセキュリティを強化するために、ビットコイン保有者が資産を誓約できるようにします。重要なのは、バビロンが脆弱なブリッジやサードパーティのカストディアンを通してビットコインを移動させたりロックアップしたりしようとしないことで、ブリッジングの複雑さとセキュリティリスクを回避し、それによって担保資産の完全性とセキュリティを保護していることです。

• ビットコインのタイムスタンプ：

• Babylonは、PoSチェーン・データをビットコインのブロックチェーンに直接埋め込むため、タイムスタンプ機構を採用しています。PoSブロック・ハッシュとキープレッジ・イベントをビットコインの不変台帳に固定することで、バビロンは、ビットコインの広範なプルーフ・オブ・ワークによって保護された過去のタイムスタンプを提供します。Bitcoinブロックチェーンを使用したタイムスタンプは、その安全性だけでなく、その分散型信頼モデルも活用します。このアプローチにより、相互接続されたブロックチェーン上のリモート攻撃や状態破壊に対する追加のセキュリティ層が保証されます。

• 責任ある主張：

• Babylonは、責任あるアサーションを用いて、ビットコインのブロックチェーン上で直接誓約契約を管理し、二重署名のような不正行為の際に、システムが誓約者の秘密鍵を公開することを可能にします。この設計では、カメレオン・ハッシュ関数とメルクル木を使用して、誓約者によるアサーションが誓約と暗号的に関連付けられるようにし、自動的な削減を可能にしている。このアプローチは、リスクテイカーによるいかなる逸脱（例えば、矛盾する声明に署名すること）も、その秘密鍵の決定論的な暴露をもたらし、自動的なペナルティを誘発する、暗号的責任を通じてプロトコルの完全性を強制する。

• 誓約合意：

• バビロンの主要な革新のひとつは、その質権設定プロトコルです。このプロトコルは、市場の状況やセキュリティのニーズに基づいて、質権配分の迅速な調整を可能にします。このプロトコルは、迅速なエクイティ・アンバンドリングをサポートし、エクイティ・ホルダーが、PoSチェーンに関連する長いロックアップ期間を経ることなく、資産を迅速に譲渡することを可能にします。さらに、このプロトコルは、様々なPoSコンセンサス・メカニズムと互換性のあるモジュール式プラグインとして構築されています。このモジュラー・アプローチにより、バビロンは、既存のプロトコルに大幅な変更を加えることなく、幅広いPoSチェーンに誓約サービスを提供することができます。

ペイメント・チャンネルとライトニング・ネットワーク:

ペイメント・チャンネルは、2つの当事者間の複数のトランザクションを、そのすべてをすぐにブロックチェーンにコミットすることなくサポートするために設計されたツールです。

• 初期: 両者が共有するマルチシグネチャウォレットを作成する単一のオンチェーン取引でチャネルを開きます。*

• トランザクションの流れ：チャネル内で、当事者はブロックチェーンにブロードキャストすることなく、それぞれの残高を調整するためにインスタント転送によって個人的にトランザクションを行います。*

• 閉じる：チャネルは、相互に合意した最新の取引に基づいて最終的な残高を決済する別のオンチェーン取引によって閉じられます。

  ライトニング・ネットワークを探る:

  ライトニング・ネットワークは、ペイメント・チャネルの考え方に基づき、ユーザーが接続された経路を経由してブロックチェーン全体に支払いを送信できるようにすることで、これらの概念をネットワークに拡張します。

  • 経路: 小道を使って街を通る経路を見つけるように、ネットワークは最終的な受取人への直接の経路がなくても、支払いの経路を見つけます。

  • 効率性：この相互接続されたシステムは、取引手数料と処理時間を大幅に削減し、ビットコインを日常的な取引に適しています。

  • HeartTimeLock（HTLC）：ネットワークは、ハッシュ化されたタイムロック契約と呼ばれる高度な契約を使用して、チャネル間の支払いを保護します。これは、荷物が目的地に到着する前に複数の検問所を安全に通過できるようにするようなものです。また、仲介者の不履行リスクを減らし、ネットワークの信頼性を高める。

  • 安全なプロトコル：意見の相違が生じた場合、ブロックチェーンが裁判官として最新の合意されたバランスを検証し、公平性と安全性を確保します。

  TaprootとSegwitはビットコインネットワークを大きく発展させ、特にライトニングネットワークにプライバシーと効率性の向上という恩恵をもたらしました。

  Taprootはビットコイントランザクションのアグリゲーターのようなもので、複数の署名を1つにまとめます。これはオフチェーン取引をすっきりさせるだけでなく、よりプライベートで安価にします。

• Segwitはビットコインのトランザクションにデータが保存される方法を変更し、ブロックがより多くのトランザクションを含むことを可能にします。ライトニングネットワークにとって、これはチャネルの開設と閉鎖がより安価でスムーズになり、手数料がさらに削減され、トランザクションのスループットが向上することを意味します

インスクリプションベースのレイヤー2ソリューション：

インスクリプションは、新たなトランザクションの火付け役となりました。インスクリプションは、ビットコインのレイヤー2エコシステムにイノベーションの新しい波を巻き起こしました。2つの画期的なアップデート（SegwitとTaproot）により、Ordinalsプロトコルが導入され、誰でもUTXOのTaprootスクリプトに最大4MBの追加データを添付できるようになりました。この開発により、コミュニティはビットコインがデータ利用可能層として機能することに気づきました。セキュリティの面では、インスクリプションは新たな視点を提供する。データ（デジタル工芸品など）は現在、ビットコインネットワーク上に直接保存され、不変となり、外部サーバーの問題による改ざんや紛失を防ぐ。これはデジタル資産のセキュリティを強化するだけでなく、それらをビットコインのブロックに直接埋め込むことで、恒久的な信頼性を確保する。最も重要なのは、ビットコインの集約が現実のものとなったことで、インスクリプションはトランザクションに追加データや機能を組み込むメカニズムを提供する。これにより、メインチェーンのセキュリティモデルに固定されたまま、より複雑な相互作用や状態の変更をメインチェーンの外部で発生させることができます。



インスクリプションベースのレイヤー2ソリューションの実装：

BitVM :

。BitVMは、Optimistic Rollup（楽観的ロールアップ）技術と暗号証明を組み合わせた設計になっています。チューリング完全なスマートコントラクトをオフチェーンに移行することで、BitVMはセキュリティを損なうことなくトランザクション効率を大幅に改善します。Bitcoinが基礎となる決済レイヤーのままである一方、BitVMはBitcoinのスクリプト機能とオフチェーン暗号検証を巧みに活用することで、取引データの完全性を保証する。現在、BitVM はコミュニティによって活発に開発されている。[9]さらに、Bitlayer [7]やCitrea [8]など、いくつかの一流プロジェクトのプラットフォームとなっている。

• インスクリプションのようなストレージ：

  BitVMは、ビットコインのTaprootを利用して、BitVMにデータを埋め込みます。BitVMはBitcoinのTaprootを利用して、Inscriptionプロトコルの概念に似たデータをTapscriptに埋め込みます。このデータには通常、異なるチェックポイントでの仮想マシンの状態、初期状態のハッシュ、計算の最終結果など、重要な計算の詳細が含まれる。この Tapscript を Taproot アドレスに格納される Unused Transaction Output (UTXO) に固定することで、BitVM はトランザクションデータをビットコインのブロックチェーンに効果的に直接統合します。このアプローチは、記録された計算の整合性を保護するビットコインのセキュリティ機能の恩恵を受けながら、データの永続性と不変性を保証します。

• 不正証明：

  BitVMは、不正証明を使用してトランザクションのセキュリティを確保します。ここで、証明者は特定の入力の計算出力を約束し、その約束はチェーン上では実行されず、間接的に検証されます。プロヴァーは、約束が不正確であると疑われる場合、ビットコインのスクリプト機能を利用して約束の不正確さを証明する不正の簡潔な証明を提供することで、それに挑戦することができる。このシステムは、トランザクションの負荷を最小限に抑え、効率を最大化するというビットコインの設計思想に沿い、オンチェーンでの計算を完全に回避することで、ブロックチェーンの計算負荷を大幅に削減する。BitVMは楽観的検証アプローチを採用しており、そうでないことが証明されない限り操作は正しいと仮定され、効率性とスケーラビリティを向上させている。これにより、有効な計算のみが受け入れられ、ネットワーク上の誰もが利用可能な暗号学的証明を使って独立してその正しさを検証できることが保証されます。

• 楽観的なロールアップ:

  BitVMは楽観的な集約を採用し、複数のオフチェーントランザクションを一括処理と検証のためにバッチ処理することで、Bitcoinのスケーラビリティを大幅に向上させます。ビットコインのスケーラビリティ事実上、BitVMはこれらのトランザクションをオフチェーンで処理し、その結果をビットコイン台帳に断続的に記録することで、完全性と可用性を確保している。BitVMにおける楽観的集約の使用は、定期的なオンチェーン検証によってトランザクションの有効性を確保しつつ、オフチェーンの計算能力を活用することで、ビットコイン固有のスケーラビリティの限界を克服する方法を示している。このシステムは、オンチェーンとオフチェーンのリソース間の負荷を効果的にバランスさせ、トランザクション処理のセキュリティと効率を最適化します。

全体として、BitVMは単なるレイヤー2の技術ではなく、ビットコインの拡張と進化の方法における根本的な転換の可能性を示しています。BitVMは、ビットコインの制限に対するユニークなソリューションを提供しますが、その潜在能力をフルに発揮し、コミュニティ内でより広く採用されるためには、さらなる開発と改善が必要です。

B2ネットワーク:

B2ネットワークは、ビットコイン初のゼロ知識証明検証コミットメントのロールアップであり、ロールアップ技術とゼロ知識証明を活用して取引速度を向上させ、コストを最小限に抑えます。このセットアップにより、オフチェーン取引でチューリング完全なスマートコントラクトを実行できるようになり、効率が大幅に向上する。ビットコインはB2ネットワークの基本的な決済レイヤーとして機能し、B2集約データが保存される。このセットアップにより、B2アグリゲートトランザクションはビットコインの碑文を使って完全に検索または復元できる。さらに、B2集約トランザクションの計算上の有効性は、ビットコイン上のゼロ知識証明確認によって検証される。

• 碑文の重要な役割：

  B2ネットワークは、ビットコインの碑文を使用して追加データを埋め込みます。このデータには、集約されたデータの保存パス、集約されたデータのメルクルツリールートハッシュ、zk証明データ、親B2インスクリプションUTXOハッシュなどの重要な情報が含まれます。このTapscriptをUTXOに書き込み、Taprootアドレスに送信することで、B2は集約されたデータをビットコインのブロックチェーンに効果的に直接埋め込みます。このアプローチは、データの永続性と不変性を保証するだけでなく、ビットコインの強力なセキュリティメカニズムを活用して、集約されたデータの整合性を保護します。

• セキュリティ強化のためのゼロ知識証明：

  B2のセキュリティへのコミットメントは、ゼロ知識証明の使用によってさらに実証されています。これらの証明により、ネットワークはトランザクションの詳細を公開することなくトランザクションを検証し、プライバシーとセキュリティを保護することができます。B2の文脈では、ネットワークは計算単位をより小さな単位に分解し、それぞれをTapleafスクリプトのビット値の約束として表現する。これらのコミットメントはマスタールート構造で一緒にリンクされ、ビットコインとB2ネットワーク上のトランザクションの有効性を検証するためのコンパクトで安全な方法を提供します。

• スケーラブルなロールアップ技術：

  B2アーキテクチャの中核にあるのは、ロールアップ技術、特に複数のオフチェーン取引を単一の取引に集約するZK-Rollupです。.このアプローチは、スループットを大幅に向上させ、トランザクション手数料を削減し、ビットコインの最も差し迫ったスケーラビリティ問題の2つを解決します。B2ネットワークのアグリゲーション層は、ユーザートランザクションを処理し、対応する証明を生成し、トランザクションが有効であることを保証し、ビットコインのブロックチェーン上で確定します。

• 質問応答メカニズム：B2ネットワークでは、トランザクションがバッチ処理され、zk証明を使用して検証された後、ノードには、バッチに無効なトランザクションが含まれている疑いがある場合に質問する機会があります。この重要な段階は不正証明メカニズムを利用し、バッチを続行する前にチャレンジを最終的に解決しなければならない。このステップにより、正当であると検証されたトランザクションのみが最終検証に進むことが保証される。指定されたタイムロック内にチャレンジが発生しないか、既存のチャレンジが失敗した場合、バッチはビットコインのブロックチェーン上で確認される。一方、いずれかのチャレンジが検証されると、集約が再開されます。



最後に思うこと：

良い点：

• DeFi市場のロック解除：EVM互換のレイヤー2ソリューションを通じてスマートコントラクトのような機能を有効にすることで、ビットコインは数十億ドル規模のDeFi市場に参入できます。これはビットコインの有用性を拡大するだけでなく、以前はイーサや同様のプログラム可能なブロックチェーンを通じてのみアクセス可能だった新しい金融市場のロックを解除することでもあります。

• ユースケースの拡大：これらのレイヤー2プラットフォームは、金融取引だけでなく、金融、ゲーム、NFT、識別システムなどの分野におけるさまざまなアプリケーションをサポートします。単純な通貨としての本来の範囲をはるかに超えています[3, 4, 5]。

悪い点：

• 中央集権リスク：いくつかのレイヤー2ソリューションに含まれるメカニズムの一部は、中央集権につながる可能性があります。一部のレイヤー2ソリューションに含まれるメカニズムによっては、中央集権化が進む可能性があります。例えば、BTCの価値をロックする必要があるメカニズムでは、イーサのレイヤー2ソリューションとは異なり、レイヤー2からビットコインへの相互作用はビットコインのセキュリティモデルによって保護されていません。その代わりに、信頼モデルのセキュリティを弱める可能性のある小規模な分散型ネットワークや連合モデルに依存する。この構造的な違いは、分散型モデルには存在しない障害点をもたらす可能性があります。

• 取引コストの増大とブロックチェーンの肥大化：シリアル番号やその他の記名プロトコルなど、データ集約的な利用はブロックチェーンの肥大化を招き、ネットワークを遅くし、すべてのユーザーの取引コストを増大させる可能性があります。その結果、コストが上昇し、トランザクションの検証時間が遅くなり、ネットワークの効率に影響を与える可能性があります。

• 複雑性とユーザーエクスペリエンス：レイヤー2のソリューションを理解し、相互作用するための技術的な複雑さは、採用の大きな障壁となる可能性があります。ユーザーは、Lightning Networkでの支払いチャネルや、Liquidのようなプラットフォームで異なるトークンタイプを扱うなど、他の要素を管理する必要があります。

醜い点：

• 規制上および倫理上の問題：これらの記章の不変性は、技術的な利点がある一方で、潜在的な問題を引き起こします。li>

  規制上および倫理上の問題：これらの銘文の不変性は、技術的な利点がある一方で、潜在的な規制上および倫理上の問題を引き起こす。データが違法、非倫理的、または単に間違っている場合、追跡できない永続的な結果につながる可能性のある重大な課題が生じます。

• 代替性への影響：特定のビットコインに非金融データが「タグ付け」された場合、その代替性（各単位は別のものと区別できないはずです）に影響し、特定のビットコインの価値や受容性が失われる可能性があります。(各単位は別のものと区別できないはずです）、その結果、一部のビットコインの価値や受容性が他のビットコインよりも低くなる可能性があります。