RGBがビットコインを再び偉大にする: 支払いからスマートコントラクトへ、Web3の新たな旅を始める

Web3技術は十年以上にわたる繁栄の中で、さまざまなレベルの革新を生み出してきました。ビットコインは分散型の特性と安全性を損なうことなく、プライバシー保護能力を継続的に向上させ、Schnorr署名やTaprootなどの高度な機能を実現し、次の技術革新の基盤を築きました。イーサリアムを代表とするオンチェーンスマートコントラクトの進化は、ブロックチェーンアプリケーション(、例えばDeFi)の黄金時代を生み出し、2回のブルマーケットをもたらしました。しかし、2022年以降、Web3業界の革新は方向を失ったようで、ブロックチェーン技術は常に不可能な三角形の束縛から脱却できず、大規模なアプリケーションの実現が難しくなっています。

さて、私たちはすでに技術の限界に達したのでしょうか？まだ探求を待つより深い未知の領域が隠れているのでしょうか？おそらく、これらの探求の過程で、ビットコインの二層プロトコルRGBは静かに時を待ち、徐々に成熟し、既存の技術的限界に挑戦し、輝かしい光を示すことでしょう。

ビットコイン:確立として通貨層の地位

Web3とWeb2の最大の違いは、内蔵された経済システムにあり、すべての経済システムは通貨を基盤としており、通貨層の上にプロトコル層とアプリケーション層があります。Web3の通貨は暗号通貨と呼ばれ、ブロックチェーンによって発行されます。

以下のいくつかの重要な要因により、ビットコインは最も安全で安定した暗号通貨として認識され、その価値は世界的な合意を得ています:

まず、ビットコインネットワークは世界中に広がり、1万以上のフルノードが協力して取引の検証と記録を行っています。この分散性により、攻撃者が取引履歴を改ざんすることが難しくなっています。次に、ビットコインは強力なハッシュ計算能力を作業証明メカニズムとして採用しており、これはネットワークの安全性の基盤です。ブロックの検証やマイニングにおいて、大量の計算能力を消費することで攻撃者がネットワークを制御することが困難になります。さらに、ビットコインのコンセンサスルールは歴史的に重大な変化を経験しておらず、この安定性はネットワークの一貫性と安全性を維持するのに役立っています。他のブロックチェーンプロジェクトと比較して、ビットコインのコンセンサスルールは過激な変更を受けにくいです。ビットコインコミュニティはネットワークの安全性と安定性に非常に関心を持っており、コアプロトコルの安全性に焦点を当てています。コアプロトコルの変更は慎重に議論され、テストされて、ネットワークの安定性を確保します。要するに、ビットコインは多くのブロックチェーンの中で最も安全で安定していると公認されており、卓越した分散性、コンセンサスメカニズム、安定性、そしてコミュニティの関心により、Web3通貨層の選択肢となっています。

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安全と簡潔性を両立させるビットコインスクリプト

ビットコインはWeb3世界の基盤通貨層として重要な役割を果たしており、コアプロトコルは慎重な議論とテストを経て徐々に進化しています。特に注目すべきはそのスクリプトシステムの発展です。ビットコインスクリプト言語の初衷は安全性を確保し、潜在的なリスクを回避することであるため、設計上機能を意図的に制限し、同時にチップ命令セットに似た簡潔さと安全性を保持しています。ビットコインスクリプトは逆ポーランド記法に基づいたスタックベースの実行言語であり、限られたハードウェア上で実行されることを目的としています。

ビットコイン主流ノードコードにおいて、開発者は実行可能なスクリプトタイプにいくつかの制限を設けており、"標準スクリプト"と呼ばれるいくつかのタイプの取引のみが実行されることを許可しています。その中で最も重要なのはP2SH (Pay to Script Hash)取引であり、実際には任意のビットコインスクリプトが実行されることを許可しています。これにより、ビットコイン上で一定の複雑な機能を持つスクリプトを実行することが可能になります。例えば、ライトニングネットワークは、小額高頻度ビットコイン支払いの事実上の標準となっています。

Schnorr署名とTaprootソフトフォークアップグレードの導入により、ビットコインは重要な一歩を踏み出し、重要なマイルストーンを示しました。これにより、ビットコインは第二層プロトコルの発展をより良くサポートできるようになり、将来のWeb3の世界におけるその役割をさらに高めました。

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Schnorr署名とTaprootに焦点を当てる

Schnorr署名とTaprootの背後には、一連の技術革新が存在し、ビットコインに新たな機会を創出しています。まず、Taprootはより柔軟な支払いチャネルを導入し、さまざまな取引タイプをよりプライバシー保護された方法でチェーン上で実行できるようにしました。複雑な多者署名スクリプトを単一のスクリプトに隠すことにより、Taprootはさまざまな複雑な取引を通常の単独支払いのように見せることで、プライバシーと安全性を向上させました。Schnorr署名の導入により、ビットコインネットワークの取引はよりコンパクトになり、取引手数料が削減され、スケーラビリティが向上し、Web3の世界の効率的な取引要求と密接に結びついています。

この2つの革新は、ビットコインの性能とプライバシーを向上させるだけでなく、エコシステムにさらなる革新の可能性をもたらします。より効率的なスクリプトと署名技術は、クロスチェーン操作、ライトニングネットワークの拡張、そして複雑なスマートコントラクトをサポートします。これにより、ビットコインはWeb3の核心に再焦点を合わせ、より安全で効率的な分散型金融およびアプリケーションエコシステムの構築への道を開きます。

#Schnorr 署名の影響

ビットコインプロトコルの初期設計段階で、中本聡は署名アルゴリズムの多くの要因を総合的に考慮する必要がありました。これには、署名の長さ、オープンソース性、特許問題、安全性検証の時間、パフォーマンスなどが含まれます。最終的に、彼は楕円曲線デジタル署名アルゴリズム(ECDSA)を選択し、特定の楕円曲線secp256k1を選びました。このアルゴリズムのパフォーマンスと安全性に基づいています。しかし、ECDSAの他にも条件を満たす他のデジタル署名アルゴリズムが存在します。特にSchnorr Signatureです。中本聡がこのアルゴリズムを採用しなかった理由は、Schnorr Signatureの特許がビットコインの誕生年にはまだ有効だったためだと考えられます。ドイツの数学者および暗号学者クラウス・ピーター・シュノールは1990年に関連特許を申請し、取得しました。そのため、特許の有効期間内にオープンソースコミュニティはこの技術を採用できませんでした。そうでなければ、中本聡は初版ビットコインプロトコルでこの署名メカニズムを採用できたかもしれません。

ECDSAと比較して、Schnorr Signatureはビットコインの署名の本質により適しています。性能が優れているだけでなく、署名の長さも短く、線形特性を備えているため、鍵の集約が簡単になり、マルチサインに必要な特別な技術が不要になります。この線形特性は理解しやすく、参加者の鍵は簡単なメカニズムで集約され、新しい鍵を形成します。集約メカニズムにはいくつかの方法があり、例えばBlockstreamが提案したMuSigやその更新版のMuSig2があります。MuSig2のスキームでは、複数の署名がそれぞれの秘密鍵から1つの集約公開鍵を生成し、その後共同でその公開鍵に対して有効な署名を生成します。相互のラウンド数は元々の3ラウンド(MuSig)からわずか2ラウンドに最適化されます。

したがって、2-3のマルチシグ取引の観点から見ると、従来の方法では、3つの公開鍵と2つの署名が必要で、取引を開始することができます。

そして、Schnorr Signature のシーンでは、オンチェーン取引には一つの集約された公開鍵と一つの署名だけが必要であり、取引のバイト数が大幅に削減され、つまり送金コストが低下しました。

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Taprootスクリプトの革新

Taprootは、Taprootタイプの取引アドレスの使用方法と解析方法を規定することを目的とした革新的なビットコインスクリプト構造です。Taprootのインスピレーションは、ビットコイン開発者によるメルクル抽象構文木(MAST)の研究に最初に由来しているため、TaprootはMASTの特別な実装と見なすことができます。Taprootを使用することで、複数の異なる分岐スクリプトを持つビットコインUTXOは、支出時にそのうちの1つの分岐のみを公開し、残りの分岐は決してブロックチェーンに表示されないため、取引のプライバシーと効率を大幅に向上させます。この技術により、より安全な前提の下、複雑なスクリプトの使用がより便利で効率的になります。

ビットコインプロトコルでは、「ロックスクリプト」(出力スクリプト)はビットコイン(UTXO)の受け取り条件を定義し、「アンロックスクリプト」(入力スクリプト)はビットコイン(UTXO)の使用方法を定義します。前者は鍵のように見え、後者は対応する鍵です。隔離証人(SegWit)アップグレードでは、ビットコインのスクリプトルールが全面的にアップグレードされました。2つの新しいスクリプトルール、すなわち P2WPKH(はウィットネス公開鍵ハッシュ)に支払うもので、P2WSH(はウィットネススクリプトハッシュ)に支払うものです。これらのルールにより、bc1で始まるアドレスが使用できるようになりました。P2WPKHは主に通常のアドレスに使用され、P2WSHは主にマルチシグネチャアドレスに使用されます。

隔離証明のアップグレードでは、スクリプトにバージョン番号の概念が導入され、以前の隔離証明ルールはV0バージョンとしてマークされました。そして、Taprootは隔離証明フレームワーク上でさらにアップグレードを行い、バージョン番号はV1に更新され、これがBIP 341の「SegWit V1」タイトルの由来となっています。したがって、この新しいスクリプトルールはP2TR(に支払われ、Taproot)に対応し、P2WPKHおよびP2WSHと対応しています。

さらに、Schnorr SignatureとTaprootを組み合わせることで、複数の署名(の方法が非常に多様化しています。ビットコインコミュニティの先駆者であるSteve Leeは、その講演の中で、しきい値署名やMusigツリー)Musig Keytree(など、さまざまな方法を紹介しました。

例えば、取引所のホットウォレットに関しては、2-3のマルチシグプランを使用でき、3つのプライベートキーが関与します: 取引所のプライベートキー、信頼できる第三者のプライベートキー、そしてコールドウォレットのバックアッププライベートキー。しきい値署名では、複数の署名者がMuSigメカニズムを通じて受取先アドレスを事前に構築します。実際の取引時には、2つの署名を集約するだけで、取引が完了します。

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) LNP/BP:"ビットコインプロトコル/ライトニングネットワークプロトコル"の成熟

前文では、ビットコインネットワークがSchnorr署名とTaprootソフトフォークアップグレードを導入することによって示した先見性について深く掘り下げました。同時に、テクノロジーの奇跡が決して止まらない中で、LNP/BPスタンダード協会は裏方で静かに努力を重ねており、まるで精巧に彫刻された芸術品のように、ビットコインエコシステムにさらなる革新の可能性をもたらしています。LNP/BPコードベースは、ビットコインの第2層およびそれ以上の標準とベストプラクティスをカバーしており、ビットコインブロックチェーンレベルのソフトフォークやハードフォークを必要とせず、また、ライトニングネットワークRFC###BOLTs(がカバーしている内容とは直接的な関連性はありません。要するに、LNP/BPスタンダードはビットコイン取引に関連するすべての内容をカバーしており、第2層およびそれ以上の解決策の基本的な構築モジュールを定義し、これらのモジュールに基づいて構築された複雑なユースケースを説明しています。これは金融資産、ストレージ、メッセージング、コンピューティングなどの分野や、ビットコインのセキュリティモデルやビットコインを支払い手段/交換媒体として利用する二次市場などに可能性を提供しています。

ここでは、Web3の未来に重要な影響を与えるいくつかの重要なポイントについて紹介します。例えば、状態チャネルにおける重要な段階の取引や、いくつかの重要なプロトコルと技術です: 双方向チャネル)、PTLC、eltoo、チャネルファクトリ(、離散対数契約)、高頻度マイクロペイメント(、そしてSphinxなどです。

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)# ステートチャネル同段階取引概要

注資取引(Funding Transactions): 注資取引は、ライトニングネットワーク内で支払いチャネルを作成するための初期取引です。それは、関係者の資金をマルチシグアドレスに集め、支払いチャネルの保証金として機能します。注資取引は、参加者が支払いチャネルでオフチェーン取引を開始する前に、一定の金額の資金をコミットしたことを保証します。注資取引は、支払いチャネルを作成するための第一歩であり、チャネルの安全性と可用性を確保します。

部分署名ビットコイン取引(PSBT,部分署名ビットコイン取引):