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

Web3技術は長年の発展を経て、多様なイノベーションが生まれました。ビットコインは去中心化とセキュリティを維持しながら、プライバシー保護能力を高め、Schnorr署名やTaprootなどの高度な機能を実現し、今後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の黄金時代をもたらし、二回のブルマーケットを引き起こしました。しかし2022年以降、Web3業界のイノベーションは突然方向を失い、ブロックチェーン技術は常に不可能三角の束縛から抜け出すことができず、大規模なアプリケーションの実現が困難になっています。

私たちは技術の限界に達したのでしょうか？まだ探索を待つ深く未知の領域はあるのでしょうか？おそらく、これらの探索の過程で、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、既存の技術の限界に挑戦し、輝かしい光を放つことでしょう。

ビットコイン:貨幣層としての地位を確立する

Web3とWeb2の最大の違いは、内蔵された経済システムにあります。そして、どんな経済システムも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められ、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を検証し記録しています。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、ネットワークの安全性の基盤となっています。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難しくなります。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更を経ていないため、この安定性が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急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たものとして認められており、卓越した分散性、コンセンサスメカニズム、安定性、コミュニティの関心を活かして、Web3通貨層の最優先となっています。

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安全と簡潔さを両立させた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志は安全性を確保し、潜在的リスクを回避することであり、そのために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シンプル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表記法に基づくスタックベースの実行言語です。このスクリプトは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。

ビットコインの主流ノードコードでは、開発者が実行可能なスクリプトタイプにいくつかの制限を加え、いわゆる「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、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した。例えば、ライトニングネットワークは、小額高頻度のビットコイン決済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伴い、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2層プロトコルの開発をより良くサポートできるようになり、将来のWeb3世界におけるその役割をさらに高めました。

Schnorr Signature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がよりプライバシーを保護し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って、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、プライバシーとセキュリティを向上させています。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ニーズに密接に結びついています。

これらの二つの革新は、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、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の核心に再焦点を当て、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。

シュノールの署名の影響

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方面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、安全検証時間、そして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を使用しました。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、特にSchnorr Signatureがあります。中本聡がこのアルゴリズムを採用しなかった理由は、ビットコインが誕生した年にはSchnorr Signatureの特許がまだ有効だったことにあるかもしれません。ドイツの数学者および暗号学者クラウス＝ペーター・シュノーアは1990年に関連特許を申請し取得したため、特許の有効期間中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、中本聡は初版の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。性能が向上するだけでなく、署名の長さが短く、線形特性を持つため、キーの集約が簡単になり、マルチシグに必要な特殊な技術が不要になります。この線形特性は理解しやすく、各参加者のキーはシンプルなメカニズムで集約されて新しいキーを形成します。集約メカニズムにはさまざまな方法があり、例えばBlockstreamが提案したMuSigやその更新版のMuSig2があります。MuSig2の仕組みでは、複数の署名がそれぞれの秘密鍵から一つの集約公開鍵を生成し、その後、共同でその公開鍵の有効な署名を生成します。インタラクションのラウンド数は、元々の三ラウンド(MuSig)から最適化され、わずか二ラウンドで済むようになります。

したがって、2-3のマルチシグ取引では、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集約された公開鍵と署名のみが必要であり、取引のバイト数が大幅に削減され、送金コストも削減されます。

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Taprootスクリプトの革新

Taprootは、ビットコインの取引アドレスをどのように使用し解析するか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がメルクル抽象構文木(MAST)の研究から得たものであるため、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、複数の異なるブランチスクリプトを持つビットコインUTXOは、消費の際にそのうちの1つのブランチだけを公開し、残りのブランチはブロックチェーン上に決して現れないため、取引のプライバシーと効率が大幅に向上します。この技術により、より安全な前提の下で、複雑なスクリプトの利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)がビットコイン(UTXO)の受け取り条件を定め、"アンロックスクリプト"(入力スクリプト)がビットコイン(UTXO)の使用方法を規定しています。前者は錠前のようなもので、後者は対応する鍵です。隔離証人(SegWit)のアップグレードにおいて、ビットコインのスクリプトルールは全面的にアップグレードされました。新しい二つのスクリプトルール、すなわちP2WPKH(ウィットネスポイント鍵ハッシュ)とP2WSH(ウィットネススクリプトハッシュ)が導入され、これによりbc1で始まるアドレスが利用可能になりました。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でよく使用されます。

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なるアップグレードを行い、バージョン番号は V1 に更新されました。これが BIP 341 の "SegWit V1" のタイトルの由来です。したがって、この新しいスクリプトルールは P2TR( に支払われる Taproot) と呼ばれ、P2WPKH と P2WSH に対応しています。

さらに、Schnorr SignatureとTaprootを組み合わせて、マルチシグ(の構築方法は非常に多様です。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マルチシグプランを使用でき、3つの秘密鍵が関与します: 取引所の秘密鍵、信頼できる第三者の秘密鍵、そしてコールドウォレットのバックアップ秘密鍵です。閾値署名では、複数の署名者がMuSigメカニズムを通じて受取アドレスを事前に構築します。実際の取引の際には、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ソフトフォークのアップグレードを導入することで示した先見性について深く探求しました。同時に、技術の奇跡が止まることなく、LNP/BP標準協会は裏方で静かに耕作を続けており、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二層以上の標準とベストプラクティスを網羅しており、ビットコインブロックチェーンレベルでのソフトフォークやハードフォークを必要とせず、また、Lightning Network RFC)BOLTs(がカバーする内容とは直接的な関連はありません。要するに、LNP/BP標準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、第二層以上のソリューションの基本的な構成要素を定義し、これらの要素に基づいて構築された複雑なユースケースを説明します。これにより、金融資産、ストレージ、メッセージング、計算などの分野、そしてビットコインのセキュリティモデルを利用し、ビットコインを支払い手段/交換媒体とする二次市場における可能性が提供されます。

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。たとえば、状態チャネルにおける重要な段階取引、およびいくつかの重要なプロトコルと技術：双方向チャネル)、PTLC、eltoo、チャネルファクトリー(、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。

) ステータスチャネルの同じステージでのトランザクションの概要

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。これは、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使用されます。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、彼らが一定の資金をコミットしていることを保証します。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):部分署名ビットコイン取引は、複数の参加者が共同で取引を構築し署名することを許可する特別なビットコイン取引形式です。ライトニングネットワークでは、PSBTは支払いチャネルの取引を作成、更新、閉じるために使用されることができます。支払いチャネルの両方の当事者が取引を行う場合、彼らは共同でPSBTを構築し、それぞれ部分署名を行い、その後、部分署名された取引を統合し、最終的に取引を完了してビットコインネットワークに提出します。PSBTは、多者協力の取引プロセスをより柔軟で効率的にします。

状態ベースのビットコイン取引###BSBT,ベース署名ビットコイン取引(: