Galaxy：2023年第4四半期のビットコイン技術の最新進展
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Galaxy：2023年第4四半期のビットコイン技術の最新進展
2023年10月および11月に、ビットコインエコシステムは重要な技術的進展を遂げた。これにはBitVMのホワイトペーパー発表やTaproot Assetsのリリースなどが含まれる。
Web3業界の深掘り報道に専念し潮流を洞察出典：Galaxy
翻訳：Lynn、火星財経
本資料では、2023年10月および11月におけるビットコインエコシステムの重要な技術的進展について重点的に紹介します。以下の7つのトピックを取り上げます。
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BitVMホワイトペーパーの公開
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Taproot Assetsのメインネットリリース
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OP_CAT提案
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OP_TXHASH提案
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Lightning Timeout Trees提案
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MuSig2-PSBT提案
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BIP-324提案
はじめに
2023年11月、ビットコインのオンチェーン取引件数は前月比（MoM）で62%増加しました。これは主にOrdinalsおよびBRC-20によるものです。11月には、ビットコインが移動した米ドル換算での総価値が1470億ドルを超え、前月比で21%大幅に増加しました。この成長は、米ドル建てBTC価格の上昇によるものですが、現物市場におけるBTC取引量も前月比で18%増加した一方、先物取引量は1%減少しました。
2023年1月のOrdinalsの登場以降、ビットコイン開発コミュニティは、新たな代替可能トークンプロトコル、スケーリングソリューション、スマートコントラクトの実装に関する探求が顕著に復活しています。全体として、Ordinals以降のビットコイン開発環境は拡大しており、オンチェーン・オフチェーンアプリケーションユースケースの強化にこれまで以上に注力しています。本資料では、2023年第4四半期におけるビットコインの主要な7つの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その応用範囲とサポートされるユースケースを拡大するための新たな取り組みを示しています。
BitVM
概要： 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可能にします。ビットコインの設計的性質を考慮すると、ビットコイン上で直接スマートコントラクトを実行することは遅く、高コストです。BitVMを使用することで、スマートコントラクトはオフチェーンで実行され、参加者は紛争が生じた場合のみ、ビットコインのネイティブスクリプトを利用してコントラクトルールを実行できます。BitVMの動作方式は、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と類似しており、詐欺証明やチャレンジ・レスポンスプロトコルなどの要素を含んでいます。
BitVMコントラクトは、双方がイベントにつながる事前署名済みトランザクションシーケンスについて合意することで構成されます。オプティミスティックロールアップと同様に、このようなタイプのコントラクトは「あなたが不正を行わない」と仮定しますが、もし不正を行った場合には、誠実な当事者が不正者に挑戦する機会を持ちます。重要なのは、BitVMはビットコインのレイヤー1ブロックチェーンのアップグレードを必要としない点です。BitVMは、ハッシュロック、タイムロック、Tapscriptなど、ビットコインにすでに理解されているプリミティブのみを使用します。
重要性： ビットコインは、革新性の欠如や、イーサリアムやSolanaのような他の汎用的なレイヤー1との直接競争能力の不足により、しばしば批判されてきました。ビットコインは常に、基礎層の機能拡張よりも階層的スケーリングを優先してきました。ライトニングネットワークは、ビットコイン上に構築された、支払いに特化した高性能ネットワークの一例です。BitVMにより、より複雑な計算をビットコイン上に構築可能なレイヤーで実行できるようになり、コアプロトコルのアップグレードではなく、レイヤーを通じたスケーリングが継続されます。
Taproot Assetsのメインネットリリース
概要： ライトニングネットワーク向けソフトウェアを開発するブロックチェーン企業Lightning Labsは、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新しいプロトコルを発表しました。Taproot Assets（正式名称TARO）により、開発者はビットコインベースの資産を発行、送信、受信できるようになります。長年にわたり、Lightning Labsはライトニングネットワーク上の資産発行方法を提唱・開発してきましたが、今回のメインネット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Taprootスクリプト（Tapscript）に入力することで作成されます。Tapscriptは、Taprootアップグレードでさまざまな新規トランザクションタイプを有効にするために使用されるスクリプト言語です。Taproot Assetsは、Merkleツリー構造であるTaptreeを使用して、トークンデータをTaproot出力内に保存します。すべてのTaproot Assetsは、基礎層の標準Taprootトランザクションを通じてオンチェーンで発行・決済されます。ただし、Lightning Labsは、Taproot Assetsをライトニングネットワークとの互換性を持つように特別に設計しています。Taproot Assetsの機能は、OrdinalsやBRC-20の取引にも使用される部分署名付きビットコインタランザクション（PSBT）の改良版であるvPSBT（virtual PSBT）によって実現されています。このメカニズムにより、Taproot Assetsをライトニングネットワーク上で信頼不要なP2P方式で取引できます。
重要性： Taproot Assetsは、ビットコイン上で代替可能トークンを作成する効率的な方法を提供します。2023年4月、Ordinalsの開発者がBRC-20という新しい代替可能トークン標準を策定しました。このトークン標準はインスクリプション技術を使用し、ユーザーが任意のデータを単一sat（ビットコインの最小単位）に付加できるようにします。BRC-20の登場は、ビットコイン上で代替可能トークンに対する需要があることを証明しましたが、その効率の悪さは有名です。2023年10月18日のTaproot Assetsの正式リリースにより、ビットコイン上の代替可能トークンがライトニングネットワーク上で繁栄する可能性が広がりました。ライトニングネットワーク上で代替可能トークンを利用できる利点には、ビットコインネイティブチェーン上のネットワーク混雑の緩和が含まれます。全体として、Taproot Assetsは、ビットコイン上に代替可能トークンを導入し、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有望なソリューションです。
OP_CAT提案
概要： ビットコイン研究者のEthan Heilman氏は、Bitcoin-Devメーリングリストにビットコイン改善提案（BIP）を提出し、ビットコインのスクリプト言語にOP_CAT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・評価できるようになります。Tapscriptは、Taprootアップグレードで新規トランザクションタイプを有効にするネイティブスクリプト言語です。
OP_CATはまったく新しいアイデアではありません。以前、ビットコイン開発者は、データ集約的なスクリプトを構築可能にし、ビットコインノードの計算リソース負荷を増加させる可能性があるとして、このオペコードを削除していました。しかし、TaprootアップグレードによりTaprootスクリプトのサイズ制限（520バイト）が導入されたことで、OP_CATは開発者にとって有用なツールとなり、ノード運用者に過度な計算負担を課すことはありません。
重要性： 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、ビットコインのトランザクションプログラマビリティを大幅に拡張しました。OP_CATの有効化は、以前課されていた制限を排除し、ビットコインのプログラマビリティをさらに強化することで、さまざまなユースケースに新たな機会を創出します。
OP_TXHASH提案草案
概要： ビットコインコア開発者のSteven Roose氏は、ビットコインスクリプト言語に2つの新規オペコードOP_TXHASHおよびOP_CHECKTXHASHVERIFYを実装するメリットについて述べるBIPを提案しました。OP_TXHASHオペコードは、現在のビットコインの主要な2つの契約提案BIP-118およびBIP-119と直接競合します。契約とは、ビットコイントランザクションに対してあらかじめ決定された支出条件を課す仕組みです。例えば、ユーザーは、受信者が送金されたBTCを200ブロック後までしか使用できないようにする契約を作成できます。
重要性： 契約の有効化は、ビットコインの次なる大き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、開発者が1〜2年以内にアクティベートすることを目指している主要なBIPの一つです。TXHASHは、ビットコインタランザクション内のフィールドをカスタマイズ可能にすることで、より適応性のある契約表現を提供します。この柔軟性により、変動的かつ不確実な手数料レートに対処する際に重要な機能である取引手数料の調整が可能になりますが、BIP-119などの他の契約提案はこれをサポートしていません。また、OP_CATなどの他のBIPと組み合わせることで、OP_TXHASHはBIP-118の機能を再現する可能性があり、これは現在ビットコインコミュニティが評価中のもう一つの主要な契約提案です。
Lightning Timeout Trees
概要： ライトニングネットワークは、過去数年間で広く採用されてきたビットコインの主要なレイヤー2です。さらなる普及の鍵となる障壁の一つは、ユーザーが資金をオフチェーンに移動するために少なくとも1回のオンチェーンビットコインタランザクションを開始しなければならない点です。この制限は、特にオンチェーン取引手数料が高い状況下で、資産をオフチェーンに移行できるユーザー数を制限しています。
長年検討されてきた解決策は、「チャネルファクトリー」と呼ばれる概念です。これは複数のユーザーが1回のビットコインタランザクションでライトニングネットワークに参加できるようにするものです。チャネルファクトリーの実装は、複数ユーザー間でのライトニングチャネル開設コストを削減することで、ライトニングネットワークへの参入障壁を大きく下げることが期待されています。
重要性： チャネルファクトリーの理論自体は長年存在していますが、ビットコインのスクリプト制限により、誰もが説得力があり安全なソリューションを思いつくのが難しくなっていました。しかし、John Law氏の「タイムアウトツリー」提案は、契約（BTCトランザクション出力に対する支出条件）を使用した解決策を見つけた可能性があります。この提案では、ユーザーのチャネル開閉を監督する「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）という概念を導入しています。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を使用できなくなります。この提案には限界もありますが、BTCに支出条件を追加する強力なメカニズムである「契約」を活用した初のチャネルファクトリー構造であり、BTCのホスティングなどさまざまなユースケース（BIP 345参照）で人気が高まっています。
更新されたMuSig2提案
概要： MuSig2は、プライバシーとスケーラビリティを実現するビットコインマルチシグスキームMuSig1のアップグレード版です。MuSigは、複数の当事者がそれぞれの鍵で1つの共有秘密鍵を制御できるようにします。共有秘密鍵は、チェーン上でマルチシグトランザクションのように見えないため、極めて小さなオンチェーンフットプリントを残します。MuSig1はSchnorr署名に基づく進歩であり、ECDSAに依存する従来のビットコインマルチシグスキームと比較して、著しい強化を実現しています。
MuSig2（BIP-327）はMuSig1の改良版であり、署名者間の2回の通信で有効な署名を生成できる2ラウンドマルチシグスキームとして、安全性、効率性、プライバシー機能を向上させます（従来は3ラウンド）。2023年10月、Bitcoin Core開発者のAndrew Chow氏は、MuSig2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およびMuSig2-ディスクリプタです。
重要性： MuSig2-PSBT（標準トラックBIP）は、部分署名付きビットコインタランザクション（PSBT）にプライベートマルチシグスキームを有効にします。この進展は、PSBTを使用して資産販売を促進しているOrdinalsおよびBRC-20のユーザー・市場にとっても有益です。MuSig2をPSBTに統合することで、マルチシグトランザクションを単一署名トランザクションのように見せかけ、こうしたオンチェーン取引を隠蔽することができます。2つ目のBIPであるMuSig2-ディスクリプタは情報提供用BIPであり、MuSig2ウォレットを通じて制御されるトランザクション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します。なお、MuSig2-PSBTのBIPはまだ初期審査段階にあり、BIP番号の割り当てが必要なため、短期間（6〜12ヶ月）でリリース準備が整うことはありません。
BIP-324 – V2トランスポート
概要： BIP-324は、ビットコインのP2P層におけるプライバシー重視の改善案です。ビットコインのこの層は、ノード間のデータ転送を促進します。ビットコインP2P層はデータの高速道路として機能しますが、大部分のデータは平文であり、さまざまな攻撃を受けやすい状態です。潜在的な攻撃者は、ノード活動を監視してIPアドレスや取引元情報を収集する受動的手法を用いることもあれば、ノード間のデータを傍受・改ざん・検閲する能動的手法（MITM攻撃＝中間者攻撃）を用いることもあります。BIP-324（旧称BIP-151）は、ビットコインP2P層のデータを暗号化することで、受動的および能動的攻撃に対する耐性を高めることを提唱しています。
重要性： 最新版のBitcoin Core（v0.26）は、BIP-324で規定されたバージョン2の暗号化P2Pトランスポートをサポートするようになりました。この機能はデフォルトで無効ですが、誰でも有効化して追加保護の恩恵を受けることができます。これはビットコインP2Pレベルのプライバシーにおいて重要な一歩であり、2021年以来初めてビットコイン上でBIPがアクティベートされたことを意味します（ただし、BIP-324はソフトフォークを必要としません）。
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