Galaxy：7つのテーマから見る2023年Q4のビットコイン技術の進展

撰文：Gabe Parker、Guillaume Girard

编译：松雪，金色财经

摘要：

この記事では、2023年10月と11月のビットコインエコシステムにおける重要な技術的進展について焦点を当てています。以下の7つのテーマを取り上げます：

• BitVM ホワイトペーパーの公開
• Taproot Assets のメインネットローンチ
• OP_CAT 提案
• OP_TXHASH 提案
• Lightning Timeout Trees 提案
• MuSig2-PSBT 提案
• BIP-324 提案

前言

2023年11月、ビットコインのオンチェーン取引数は前月比で62%増加し、これは主にオーディナルズとBRC-20の復活によるものです。11月のビットコインのドル換算での総移転価値は1470億ドルを超え、前月比で21%の大幅な増加を記録しました。この成長は主にドル建てのBTC価格の上昇によるものですが、現物市場でのBTC取引量も前月比で18%増加し、先物取引量はそれぞれ前月比で1%減少しました。

ビットコインの月次データ指標

2023年1月にオーディナルズが登場して以来、ビットコイン開発コミュニティは新しい代替トークンプロトコル、スケーラビリティソリューション、スマートコントラクトの実装を探求する上で顕著な復活を遂げています。全体として、オーディナルズ以降のビットコイン開発の風景は拡大し、過去数年のどの時期よりも熱心にオンチェーンおよびオフチェーンアプリケーションのユースケースを強化しています。本説明では、2023年第4四半期のビットコインにおける7つの主要な進展と提案に焦点を当てます。これらの進展は、ビットコインエコシステムの開発者がビットコインの適用範囲を拡大し、ユースケースをサポートする新たなコミットメントを強調しています。

技術発展

BitVM

BitVMとは：BitVMはビットコイン上で表現力豊かなスマートコントラクトを実現します。ビットコインの設計の性質を考慮すると、ビットコイン上でスマートコントラクトを直接実行することは遅く、コストがかかります。BitVMを使用すると、スマートコントラクトはオフチェーンで実行され、参加者は争いが発生した場合にのみビットコイン上のコードを直接使用し、ビットコインのネイティブスクリプトを利用して契約ルールを実行します。BitVMの動作は、イーサリアムエコシステムで使用されるオプティミスティックロールアップに似ており、詐欺証明や挑戦応答プロトコルなどの要素を含みます。

BitVM契約の構造は、2者がイベントを引き起こす事前署名取引のシーケンスに合意することです。オプティミスティックロールアップと同様に、これらのタイプの契約は、あなたが不正を行わないと仮定しますが、不正を行った場合、誠実な側には不正者に挑戦する機会があります。重要なのは、BitVMはビットコインのLayer 1ブロックチェーンをアップグレードする必要がないことです。BitVMは、ハッシュロック、タイムロック、Tapscriptなど、ビットコインで既に理解されている原始的な要素のみを使用します。

なぜ重要か：ビットコインはしばしば、イノベーションの欠如やイーサリアムやソラナなどの他のより汎用的なLayer 1との直接競争能力の欠如を理由に批判されます。ビットコインは常に基盤層の機能を拡張しようとするのではなく、レイヤーの拡張を優先してきました。ライトニングネットワークは、ビットコインの上に構築された、支払い中心の高性能ネットワークの一例です。BitVMを使用することで、ビットコインの上に構築されたレイヤーでより複雑な計算を実行できるようになり、コアプロトコルをアップグレードするのではなく、レイヤーを通じてビットコインを拡張し続けることができます。

Taproot Assets のメインネットローンチ

Taproot Assets プロトコルとは：Lightning Labsは、ビットコインのライトニングネットワーク向けにソフトウェアを構築するブロックチェーン開発会社であり、ライトニングネットワーク上でステーブルコインやその他の資産を発行するための新しいプロトコルを発表しました。Taproot Assetsプロトコル（以前はTAROと呼ばれていました）は、開発者がビットコインベースの資産を発行、送信、受信できるようにします。長年にわたり、ライトニングラボはライトニングネットワーク上で資産を発行する方法を提案し、取り組んできましたが、今回のメインネットのリリースは重要なマイルストーンです。

Taproot Assetsは、任意のデータをメインルートスクリプト（Tapscript）に入力することによって作成されます。Tapscriptは、Taprootアップグレードプロセス中にさまざまな新しい取引タイプを有効にするためのスクリプト言語です。Taproot資産は、Taptree（Merkleツリーのデータ構造）を使用して、トークンデータをTaproot出力に保存します。すべてのTaproot資産は、基盤層の標準Taproot取引を介してオンチェーンで発行されます。

Taproot資産はビットコインの基盤層上で発行および決済されますが、ライトニングラボはTaproot資産をライトニングネットワークと互換性があるように特別に設計しました。Taproot資産の機能は、部分署名ビットコイン取引（PSBT）の改良版を通じて実現され、この取引はオーディナルズやBRC-20の取引にも使用され、仮想部分署名ビットコイン取引（vPSBT）と呼ばれます。このメカニズムは、ライトニングネットワーク上で信頼を必要としない方法でTaproot資産を取引する方法です。

なぜ重要か：Taproot Assetsは、ビットコイン上で代替トークンを作成するための効果的な方法を提供します。2023年4月、オーディナルズの開発者はBRC-20と呼ばれる新しい代替トークン標準を作成しました。このトークン標準は、ユーザーが任意のデータを単一のサトシ（ビットコインの最小単位）に添付できるようにする銘文技術を使用しています。BRC-20の登場は、ビットコイン上にNFTの需要が存在することを証明しましたが、BRC-20標準の非効率性は有名です。2023年10月18日にTaproot Assetsが正式にリリースされることで、ビットコイン上のNFTがライトニングネットワーク上で繁栄する機会が生まれました。ライトニングネットワーク上でNFTを所有する利点には、ビットコインのローカルチェーン上のネットワーク混雑の軽減が含まれます。

全体として、Taproot Assetsはビットコイン上にNFTを導入し、より多くのユーザーをライトニングネットワークに参加させるための非常に有望なソリューションです。

OP_CAT 提案

OPCAT提案とは：ビットコイン研究者のEthan HeilmanがBitcoin-Devメールリストにビットコイン改善提案（BIP）を提出し、ビットコインスクリプト言語にOPCATオペコードを追加することを提案しました。このオペコードにより、開発者はTapscript内でMerkleツリーやその他のハッシュデータ構造を構築および評価できるようになります。Tapscriptは、Taprootアップグレードプロセス中に新しい取引タイプを有効にするためのネイティブスクリプト言語です。

OPCATは新しいアイデアではありません。ビットコイン開発者は以前、データ集約型スクリプトを構築できるため、ビットコインノードの計算リソースに負担をかける可能性があるため、ビットコインスクリプトからこのオペコードを削除しました。しかし、TaprootアップグレードがTaprootスクリプトのサイズ制限（520バイト）を導入したため、OPCATは開発者にとって有用なツールとなり、ノードオペレーターに過度の計算負荷をかけることはありません。

なぜ重要か：2021年11月のTaprootアップグレード以前、ビットコインは完全にビットコインスクリプトに依存してプログラマビリティを実現していました。しかし、Taprootアップグレードはビットコインの取引プログラマビリティ能力を大幅に拡張しました。OP_CATを有効にすることで、以前に課せられた制限が取り除かれ、ビットコインのプログラマビリティがさらに強化され、さまざまなユースケースのための新しい機会が生まれます。

OP_TXHASH 提案草案

OPTXHASH提案草案とは：ビットコインコア開発者のSteven Rooseが、ビットコインスクリプト言語に2つの新しいオペコードOPTXHASHとOPCHECKTXHASHVERIFYを実装する利点に焦点を当てたBIPを提案しました。OPTXHASHオペコードは、現在のビットコインの2つの主要な契約提案であるBIP-118とBIP-119と直接競合します。契約は、ビットコイン取引に対して事前に決定された支出条件を課すものです。たとえば、ユーザーは、取引受取人がそのアドレスに送信されたBTCを200ブロック後にのみ使用できるようにする契約を作成できます。

なぜ重要か：契約を有効にすることは、ビットコインの次の重大なアップグレードの原動力となる可能性があります。TXHASHは主要なBIPの1つであり、開発者は1〜2年以内にアクティブ化を希望しています。TXHASHは、ビットコイン取引内で取引フィールドをカスタマイズできるようにし、より適応的な契約表現を提供します。この柔軟性により、ユーザーは取引手数料を調整でき、これは不確実で変動する料金を扱う際の重要な機能であり、BIP-119などの他の契約提案ではサポートされていません。さらに、OPCATなどの他のBIPと組み合わせることで、OPTXHASHはBIP-118の機能を複製する可能性があり、これはビットコインコミュニティが現在評価している別の主要な契約提案です。

Lightning Timeout Trees 提案

Lightning Timeout Trees提案とは：ライトニングネットワークはビットコインの主要な第2層であり、過去数年間で広く採用されています。さらなる採用の重要な障害の1つは、ユーザーがライトニングネットワークを使用する際に、資金をオフチェーンに移動するために少なくとも1つのオンチェーンビットコイン取引を開始する必要があることです。この制限は、特にオンチェーン取引手数料が高い場合に、資産をオフチェーンに移動できるユーザーの数を制限します。

長期的に探求されている解決策の1つは、「チャネルファクトリー」と呼ばれる概念であり、複数のユーザーが1回のビットコイン取引でライトニングネットワークに参加できるようにします。チャネルファクトリーの実装は、複数のユーザー間でライトニングチャネルを開くコストを削減することにより、ライトニングネットワークへの参入障壁を大幅に低下させる可能性があります。

なぜ重要か：ビットコインの理論は何年も存在していますが、そのスクリプトの制限により、誰もが説得力があり安全な解決策を考案することが難しくなっています。しかし、ジョン・ローの「Lightning Timeout Trees」提案は、契約（すなわちBTC取引出力の支出条件）を使用する解決策を見つけた可能性があります。この提案は、ユーザーのチャネルの開閉を監視するコーディネーター（またはライトニングサービスプロバイダー - LSP）の概念を導入します。契約を使用することで、コーディネーターは適切な承認なしにユーザーのBTCを使用することが制限されます。この提案には限界がないわけではありませんが、契約を利用した最初のチャネルファクトリーアーキテクチャであり、契約はBTCに支出条件を追加するための強力なメカニズムであり、ビットコイン開発者の間でますます人気が高まっています。さまざまなユースケース（BIP 345を参照）に適用されます。

更新されたMusig2提案

MuSig2提案とは：MuSig2はMuSig1のアップグレード版であり、MuSig1はビットコイン上のマルチシグネチャスキームで、プライバシーとスケーラビリティを実現します。MuSigは、複数の当事者がそれぞれのキーを使用して1つの秘密鍵を制御できるようにします。共有された秘密鍵は、オンチェーンのマルチシグネチャ取引のようには見えず、最小限のオンチェーンの足跡を残します。MuSig1はSchnorr署名に基づく進歩であり、ECDSAに依存するビットコインの従来のマルチシグネチャスキームと比較して、著しい強化を提供します。

MuSig2（BIP-327）は、MuSig1の改良版であり、2ラウンドのマルチシグネチャスキームとして機能することで、優れたセキュリティ、効率、プライバシー機能を提供します。これにより、署名者間の2ラウンドの通信のみで有効な署名を生成でき、3ラウンドは不要です。10月、ビットコインコアの開発者Andrew Chowは、MuSig2の開発に焦点を当てた2つの新しいBIPを提案しました。提案されたBIPはMuSig2-PSBTとMuSig2-ディスクリプタです。

なぜ重要か：MuSig2-PSBTは、部分署名ビットコイン取引（PSBT）にプライベートマルチシグネチャスキームを有効にする標準的なBIPです。この進展は、他のユーザーに加えて、資産の販売を促進するためにPSBTを使用するオーディナルズやBRC-20のユーザーや市場にも利益をもたらします。MuSig2をPSBTに統合することで、マルチシグネチャ取引を単一署名取引のように見せることで、これらのタイプのオンチェーン取引を隠すのに役立ちます。2つ目のBIPであるMuSig2-ディスクリプタは、MuSig2ウォレットが制御する取引出力を記述する方法を提供することで、ウォレットプロバイダーがMuSig2-PSBTを実装するのを支援する情報的なBIPです。注目すべきは、MuSig2-PSBTのBIPはまだ初期のレビュー中であり、BIP番号の割り当てが必要であるため、このBIPは短期的には（6〜12ヶ月）出荷の準備が整っていないということです。

BIP-324 -- V2 伝送

BIP-324とは：BIP-324は、ビットコインのP2P層に対するプライバシー指向の改善です。この層は、ビットコインノード間のデータ伝送を促進します。ビットコインのP2P層はデータの高速道路として機能しますが、ほとんどのデータは平文情報であり、さまざまなタイプの攻撃に対して脆弱です。潜在的な攻撃者は、ノードの活動を監視してIPアドレスや取引の出所に関する情報を収集する受動的な方法を採用するか、ノードが送信するデータを傍受して改ざんするなどの能動的な技術を使用する可能性があります。これらの攻撃はMITM（中間者）攻撃と呼ばれます。BIP-324は、以前はBIP-151として知られており、ビットコインのP2P層でのデータを暗号化することを提案し、ビットコインに対する受動的および能動的攻撃に対する耐性を強化します。

なぜ重要か：最新のBitcoin Core（v0.26）は、BIP-324で指定されたバージョン2の暗号化P2P伝送のサポートを追加しました。この機能はデフォルトで無効になっていますが、誰でもそれを有効にして追加の保護を受けることができます。これはビットコインのP2Pレベルのプライバシーにとって重要なステップであり、2021年以来初めてBIPがビットコイン上でアクティブ化されたことを示しています（ただし、BIP-324はソフトフォークを必要としません）。