BitMEX Research：タイムロックはビットコインの長期的安全性にとって極めて重要

2023.12.05

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BitMEX Research：タイムロックはビットコインの長期的安全性にとって極めて重要

ロックアップ期間を取引に追加するという決定は、「共有財産の悲劇」に類似している。

2023.12.05 - 07:50:19

比特币

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ロックアップ期間を取引に追加するという決定は、「共有財産の悲劇」に類似している。

執筆：BitMEX Research

翻訳：1912212.eth、Foresight News

数か月後、おそらく2024年4月に、ビットコインのブロック報酬は半減し、わずか3.125BTCとなる。これまでビットコインはネットワークの安全性を確保するためにブロック報酬に依存してきた。しかし私たちの見解では、今後数年間で、中本聪が描いた「インセンティブが完全に取引手数料に移行し、インフレーションの影響を受けない状態」への移行が試されることになる。ビットコインがこれを実現して安全性を維持できるかどうかについては、議論が続いている。

たとえば、ネットワークの安全性を確保するのに十分な高さの手数料が設定された場合、一部の人気のあるユースケースが排除されてしまうだろうか？また、Ordinalsのような代替的ユースケースが、持続可能なマイナー収入の生成においてどのような役割を果たすのかという点も考慮されるべきである。本レポートでは、手数料への移行における重要な要素と考えられる、しばしば無視されるビットコインのタイムロック機能に焦点を当てる。

ビットコインのタイムロック機能

ビットコインには組み込みのタイムロック機能が4種類存在する。これらのメカニズムにより、ビットコインのトランザクションは特定の時刻または特定のブロック高以降にのみブロックチェーンに含まれるよう制限される。下表は、さまざまなタイプのタイムロックを概観したものである。

以下の例示的なトランザクション構造は、同一のトランザクション内で複数のタイプのタイムロックが使用可能であり、またトランザクション内でのタイムロックの位置を示している。

図は、トランザクションに含めることのできるさまざまなロック時間オプションの配置場所を示している。

出典：BitMEX Research

上記に加え、coinbaseトランザクションの出力には100ブロックの相対タイムロック期間が存在し、これは別のタイプのタイムロックとして考えられる。

手数料競合とマイナーインセンティブ

ブロック報酬が減少し、インセンティブが手数料にシフトする際、ネットワークの安全性を提供するのは、新規トランザクションに関連する手数料だけではない。既に確認済みのトランザクションの安全性は、他のトランザクションに関連する手数料にも依存している。例えば、信頼できない環境で1000万ドル相当の高額なビットコイン送金を受け取った場合、1回の確認後であっても、そのトランザクションに付随する手数料が十分なセキュリティを保証するとは限らない。送信者は、50万ドルの手数料を伴うより高い手数料の競合トランザクションを作成し、ダブルスペンディングを試みる可能性がある。これにより、あるマイナーが1ブロック戻って再編成（reorg）することでより高い手数料を得ようとする誘惑に駆られるかもしれない。

もちろん、マイナーはこのような逆方向の再編成を望まない。他のマイナーが最大のPoWチェーン上で作業しているため、マイナーは最前線で採掘することを好む。もしマイナーが逆方向の再編成を試みれば、彼らのブロックは陳腐化する可能性が高く、報酬を得られないリスクがある。一方で、逆方向の再編成によるインセンティブが十分に大きければ、最前線での採掘と再編成との収益差が大きくなるため、悪意のあるマイナーがこの機会を利用しようとする可能性がある。

ビットコインにはこの問題を緩和するいくつかの特性がある。第一にブロック報酬の存在がある。マイナーのインセンティブの大部分が固定されているため、より多くの手数料を得るために過去のブロックを再編成しようとする動機は小さい。ブロック報酬が低下するにつれて、もう一つの防止策として「ディープ・メモリプール（deep mempool）」の概念が重要になる。これは、ビットコインのブロックが常に満杯状態になり、メモリプールに常に一定のトランザクションの積み残しが存在し、それに伴う手数料がマイナーにチェーンを前進させるインセンティブを与えるという考え方である。ディープメモリプールがあれば、最前線での採掘によって常に何らかの収益が得られる。この見解はブロックサイズ論争の時代に非常に議論を呼び、大規模ブロック支持派は満杯ブロックとディープメモリプールに反対していた。いずれにせよ、ロックタイムはここにおいて重要である。送信者が設定するロックタイムが現在のブロック高である場合、このディープメモリプールのセキュリティシステムはより効果的に機能する。

単純化すると、ブロック報酬が低い状況で1ブロック戻る再編成を検討する悪意あるマイナーを考える。もしロックタイムが使われていない場合、マイナーは直前のブロックとメモリプール内のすべてのトランザクション手数料を確認できる。そして、マイナーは2つのバケット（直前ブロックとメモリプール）から最も高い手数料を払うトランザクションを選んでブロックを構築できる。ここで得られる手数料収入が、最前線で新たなブロックを採掘する際に得られる可能性のある収入を大きく上回れば、マイナーは再編成を試みるかもしれない。一方、すべてのユーザーが現在のブロック高を用いてロックタイムを使用している場合、メモリプール内の新しいトランザクションに関して、マイナーが再編成を行ってもそれらの手数料を得ることはできない。再編成したとしても、候補ブロックにはメモリプール中の最高手数料率のトランザクションの一部しか含められない。ロックタイムが有効化された新たな高手数料トランザクションが一度ブロードキャストされれば、それはマイナーに対して最前線での採掘を促す。従って、再編成のインセンティブは減少する。私たちの見解では、この特性はビットコインの長期的な安全性にとって極めて重要である。

Bitcoin Coreのデフォルト設定

2014年末以来、Bitcoin Coreウォレットによって生成されるトランザクションは、デフォルトでロックタイムフィールドを現在のブロック高に設定しており、手数料の奪い合いを防いでいる。Bitcoin Coreのコードベースにあるコメントにもあるように：

大規模マイナーにとって、最適ブロックおよびメモリプール内のトランザクション価値が、故意に2ブロックを採掘して現在の最適ブロックを無効にするコストを上回る可能性がある。nLockTimeを設定することで、そのトランザクションが次ブロックでのみ含まれるように制限し、この行為を阻止する。ブロックサイズが制限され有限であるため、手数料の奪い合いを考慮するマイナーが攻撃を実行する際の選択肢が少なくなる。簡単に言えば、ウォレットの立場としては常にブロックチェーンが前進することを望んでいる。このようにnLockTimeを設定することで、我々はこのトランザクションが次ブロックにのみ出現することを明示している。最適チェーンのフォークの低い高さにトランザクションを許容することで、潜在的に再編成を助長したくないのだ。

私たちの知る限り、他のウォレットでデフォルトでロックタイムを使用しているものはほとんどなく、ほとんどの導入はBitcoin Coreユーザーによるものである。したがって、ロックタイムの使用率は一般的にBitcoin Coreウォレットの使用状況を代理的に示すものと見なされている。なお、Electrumビットコインウォレットもロックタイムを最新のブロック高に設定している。

今後数週間以内に、さまざまなタイムロックの使用状況に関するさらなるデータや統計情報を提供する予定である。ただし、タイムロックの普及状況に関するいくつかのグラフは、こちらのウェブサイトで確認できる。

データによると、ブロック高に基づく絶対タイムロックの導入率は2015年初頭に増加し、約20％の水準に達した。これは、Bitcoin Coreウォレットが2014年末に絶対タイムロックをデフォルト設定にしたことが原因だと考えられる。それ以来、導入率は約20％前後で推移していたが、2023年にかけて約10％まで低下した。この低下は、OrdinalsおよびBRC-20トークンの普及が原因だと考えている。こうしたブロックチェーンの新しい利用法は他のユーザーを遠ざけ、私たちの把握する限り、Ordinals関連のトランザクションは通常、デフォルトでロックタイムを有効にしていない。

日付に基づく絶対ロックタイムの導入率は非常に低く、ごく限定的な用途にとどまっている。Ordinals登場以前には、すべてのビットコイントランザクション中で約0.1％までピークに達したが、Ordinalsの台頭後に約0.05％まで低下している。

結論

トランザクションにロックタイムを追加するという決定は、「共有財の悲劇」とよく似た状況である。個々のユーザーは単に自分のトランザクションが確実に承認されることを望んでおり、ロックタイムがビットコインネットワークに提供する広範なセキュリティ上の利点には関心がないかもしれない。一方で、この明らかなゲーム理論的課題の規模は小さく、トランザクションにロックタイムを追加するコストは非常に低い。ほとんどのユーザーはトランザクション単位でこの判断を行うことはなく、多くのユーザーはそもそもロックタイムが何であるかさえ知らない。ほとんどの場合、これはユーザーが使用するウォレットのデフォルト設定に依存する。

私たちは、ロックタイムの導入がビットコインの長期的な安全性にとって極めて重要だと考えており、ウォレット開発者に対してその実装を強く勧める。現在の20％という導入率は明らかに低いと思われる。ビットコイン支持者たちにとっては、新たに宣伝すべきメッセージがもう一つ増えたかもしれない：