ビットコインエコシステムの発展：万億市場の潜在能力を解き放つ

ビットコインエコシステムに関する議論の熱が暗号市場で次第に高まる中、業界関係者は次の周期のブロックチェーン指数型成長がビットコインの大規模な応用から生まれることを期待しています。ビットコインスクリプト上でクライアント検証ソリューションを利用してスマートコントラクトを構築し、同時に無限のスケーラビリティを持つライトニングネットワークを活用してチャネル取引を行うことが、「安全性、分散化、スケーラビリティ」の三角形を同時に保証するブロックチェーンの大規模応用ソリューションになる可能性があります。

この記事では、ビットコインエコシステムのいくつかの基本的な概念について解説します。内容には、大規模な応用を妨げる「ブロックチェーンの不可能な三角形」、これを克服する「不可能な三角形のビットコイン」ライトニングネットワーク、現在のビットコインスクリプトに対する解決策およびUTXOモデルの原理が含まれます。

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ブロックチェーンの大規模な応用の障害

ブロックチェーン分野の専門家たちは、ブロックチェーンネットワークは安全性、非中央集権、スケーラビリティを同時に実現することができない、つまり「ブロックチェーンの不可能な三角形」であると提起しています。この難題は長い間、ブロックチェーンの大規模な応用を妨げてきました。

イーサリアムは過去10年間、分散型の開発に重点を置き、基盤となるパブリックチェーンのインフラ層で革新を続けて、パブリックチェーンのスケーラビリティを拡大しています。そのため、イーサリアムは様々なエアアルゴリズム、シャーディング、ロールアップなどの技術を反復開発しています。

しかし、イーサリアムやそのLayer2の試みから見ると、ソリューションがブロックチェーン内に限られている限り、性能には上限が存在します。現在最も強力な性能を持つブロックチェーンでさえ、TPS（毎秒取引量）の上限を突破することは難しく、百万級TPSの大規模商業アプリケーションの要求や、世界的な工業レベルで数億級TPSを実現する目標にはまだ大きなギャップがあります。主流のパブリックチェーン、イーサリアムでもビットコインでも、スケーラビリティのボトルネックをどのように解決するかという課題に直面しています。

ライトニングネットワークの運作原理

ライトニングネットワークは、オフチェーン計算の方法である「支払いチャネル」を利用して、「不可能な三角形」のスケーラビリティ問題を完全に解決しました。十分な数のチャネルを構築すれば、任意の数の同時取引を処理することができます。

ライトニングネットワークの原理

ライトニングネットワークは銀行の決済方法を模倣しています：ユーザーAとBはライトニングネットワークを介して二者間にライトニングチャネルを開設します。チャネルが開設されると、AとBはチャネルを利用してライトニングネットワーク上で直接決済を行い、ビットコインブロックチェーン上での決済は不要です。チャネルが閉じられるときにのみ、AとBはライトニングネットワークを越えてビットコインブロックチェーン上で決済を行う必要があります。

シャーディングチャネル操作フロー

1. 準備金の支払い：ライトニングネットワークチャネルを開通するには、ビットコインの準備金を支払う必要があります。
2. オフチェーン取引の記帳：ライトニングネットワークを通じて、各取引を逐次記帳し、各記帳には罰則契約を締結する必要があります。
3. チェーン上の決済記録：ライトニングチャネルを閉じた後、過去の取引データを一括してパッケージ化して決済し、最終的にビットコインブロックチェーンに送信します。

ライトニングネットワークはどのようにオンチェーン詐欺を回避しますか

もしチャネル取引の過程で、Aが詐欺行為（チャネルを早期に閉じてビットコインを清算する）を実行した場合、チャネルが閉じると、ビットコインチェーン上にすぐに詐欺取引が発生します。ビットコインチェーンのオープン性に基づいて、Bはタイムリーにそれを観察でき、あらかじめ締結された罰則協定を用いてAに罰を与えることができます。罰の内容はAの全ての準備金を没収することです。

ライトニングネットワークの大規模な応用のボトルネック

理論的に、ライトニングネットワークは無限のスケーラビリティを実現し、ブロックチェーンの不可能な三角形を克服しました。しかし、ライトニングネットワークが大規模なアプリケーションを実現するのを妨げている最も重要な問題は、ライトニングネットワークがビットコインと同じスクリプトを使用していることで、ビットコインチェーン上にはスマートコントラクトがなく、単純なスクリプトしかなく、複雑なアプリケーションをサポートできないことです。ライトニングネットワークが克服する必要がある最大の問題は「ビットコイン上でスマートコントラクトをどのように実現するか」です。

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ビットコインブロックチェーン"機能"の既存のソリューション

1. サイドチェーン（Side Chain）：スマートコントラクト機能を持つチェーンを作成し、それをビットコインのメインチェーンと双方向で接続することにより、ビットコイン資産をメインチェーンとサイドチェーン間でシームレスに移動させ、スマートコントラクトを実現します。しかし、現在は十分に分散化された双方向接続技術が存在しません。

2. カラードコイン（Colored Coins）：ビットコインスクリプトのOP_RETURN命令を利用し、後ろに80バイトの任意の文字を追加し、指定されたフォーマットで文字列を設計することによって、人為的に文字列の意味を「カラードコイン」として指定し、より複雑なスマートコントラクトを作成します。しかし、80バイトのスペースは小さすぎて、複雑な機能を実現することはできません。

3. クライアント検証（Client-Validation）：従来の契約署名方式を模倣することで、両者だけが契約内容のプライバシーを知る前提を保証し、第三者の参加を必要とせず、完全な非中央集権を実現します。取引を実行する際には、取引発起者が必要な完全な取引履歴データを提供し、相手方が自ら検証することで、詐欺の問題を防ぎます。

UTXOモデルの補足説明

未使用の取引出力（UTXO）は、あるアドレスから別のアドレスに送信されたが、まだ受取人によって引き出されていない暗号通貨の合計であり、後続の取引で他の人に資金を送るために使用されます。

例えば、AliceがBobに1つのビットコインを送ると、BobがAliceから受け取ったBTCを使わない限り、彼はUTXOを持っています。Bobが1つのBTCを使った瞬間、UTXOのライフサイクルは終了します。

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ビットコインエコシステムの未来展望

ビットコインの演進過程において、クライアント検証の設計は巧妙にサイドチェーンやカラーコインの中央集権的な問題を回避し、一回限りのシール機構を導入してさらなる安全性を高めました。ビットコインエコシステムは新しいプロトコルの誕生を迎えており、その中でRGBプロトコルは前述の理念を引き継ぎ、ライトニングネットワークとの互換性を提案し、無限のスケーラビリティの基盤を築いています。

私たちは、次のサイクルのブロックチェーン指数的成長がビットコインエコシステムの爆発によって促進されるブロックチェーンの大規模な採用から生まれると期待する理由があります。ビットコインが従来の単一の価値保存を突破し、その通貨属性を示しながら、多様なソリューションを通じてビットコインエコシステムにさらなるアプリケーションを接続し、エコシステムの拡張性と持続可能な発展を促進し、ブロックチェーンの世界に無限の可能性をもたらし続けると信じています。