B²Networkの仕組みを詳解：ZK＋BitVMの挑戦はビットコインLayer2の旗印となるか？
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B²Networkの仕組みを詳解：ZK＋BitVMの挑戦はビットコインLayer2の旗印となるか？
ビットコインエコシステムにおけるLayer2 Rollupソリューションは、相当な技術的複雑さと特殊性を有している。
Web3業界の深掘り報道に専念し潮流を洞察執筆：Haotian
イーサリアムはPlasmaからValidiumを経て主流となったRollupへ、ビットコインはサイドチェーンからステートチャネル、そしてクライアント検証へと進化してきた。本質的にLayer2とは、安全性・スケーラビリティ・非中央集権性の3つのトレードオフをどう最適化するかという課題に取り組んでいる。
この観点から、ZK-Rollupと最近話題の@BsquaredNetworkのアプローチを比較し、DAの実現方法、相互運用性、セキュリティ上の課題などの技術的側面から、ビットコインLayer2の独自性と複雑さを探る。
より明確な比較を行うために、以下のような対応関係を暫定的に設定してみよう。
ETH Plasma = BTC ステートチャネル；ETH Validium = BTC サイドチェーン；ETH Rollup = BTC クライアント検証。
見て取れるように、イーサリアムのPlasmaはビットコインエコシステムにおけるLightning Networkに対応しており、BTCのセキュリティを継承しているが、現在のHTLC契約は小額決済に限定されている。イーサリアムのValidiumはビットコインのサイドチェーンに相当し、高い拡張性を持つものの、独立したコンセンサス機構ゆえに主流からの認知を得られていない。一方で、私はイーサリアムのRollupがビットコインエコシステムのクライアント検証に近いと考えており、これは安全性・スケーラビリティ・非中央集権性のバランスを取った妥協点であり、まさにその点がイーサリアムRollupを主流の注目分野に押し上げた理由である。
このZK-Rollupの考え方を踏まえ、ビットコインのクライアント検証を突破口として、ビットコインLayer2におけるRollup方式はどのように構築されるべきか？ @BsquaredNetworkを例に考察してみよう。
1）クライアント検証部分：
完全なイーサリアムZK-Rollupでは、オンチェーン外の処理としてSequencerがトランザクションを収集・バッチ化し、ZK-SNARK証明とMerkle木などを生成してメインチェーンのCalldataにまとめて送信する。その後、ProverシステムによりZK-SNARK証明が検証され、最終的なState diffがメインチェーンにアップロードされる。メインチェーンはState rootとCalldata内のブロックデータを照合することで、データの完全性と一貫性を検証し、最終的にFinality（確定性）を達成する。
Bsquareのクライアント側は主にRollup層とDA層の二つから成り立っており、Rollup層の処理フローは以下の通り：Sequencerがトランザクションを収集・バッチ化し、まず分散型ストレージ環境にコピーを保存。次にzkEVMによって証明を生成すると同時に、トランザクションのRaw data、Merkle木、Bitcoin stateなどのデータをAggregatorが統合したProofとして、DA層のB²ノードに同期させる。
このプロセスには二つの違いがある。第一に、ビットコインではTXsの生データを分散型ストレージ環境に同期する必要があるのに対し、ZK-Rollupではローカル環境での保存を前提としている。第二に、イーサリアムではデータを直接メインチェーンのCalldataに送信できるが、ビットコインのメインチェーンはストレージ容量に制限があり検証能力も欠けるため、Bsquareではこれらのデータをクライアント環境のB²ノードに転送している。
2）Data Availability（データ可用性）部分
イーサリアムでは、メインチェーンがRollupに対してDA機能を提供しており、RollupがデータをCalldataに書き込む目的は、まさにこのメインチェーンによるDA検証にある。しかしビットコインのメインチェーンは検証能力を持たないため、DA機能はクライアント環境上に構築されたDA層が担うことになる。
DA層のB²ノードは、Rollupから集約されたデータを受け取ると、回路コンパイル処理を行い、データを圧縮した上でInscription（銘文）形式でビットコインメインチェーンに記録する。同時に、B²ノードはProverシステムを稼働させてZK証明の非中央集権的な検証を行い、ビットコインへのCommitment（コミットメント）を生成する。このコミットメントは、Rollupデータなどとともに銘文化される。
ここには二つの疑問が生じる。
1. なぜCelestiaのような第三者DAサービスを使わず、自前で構築するのか？ これはビットコインエコシステムの特殊性によるものだ。B²ノードには、ビットコインメインチェーンにインスクライブされた銘文を非中央集権的に解析・インデックスするIndexer（インデクサー）が必要であり、生成されたZK Proofもコミットメントとしてメインチェーンにアップロードされる。また、銘文化の際にはCircuit回路による事前コンパイルと圧縮処理を行い、メインチェーンのストレージ使用量を最小限に抑える必要がある。
2. DAがメインチェーン由来ではないのに、なぜ各種Rollupデータを銘文としてメインチェーンに記録するのか？ これは後続のChallenge（異議申し立て）プロセスの基盤として、改ざん不可能な取引記録をメインチェーン上に保持するためである。
3）Challenge（異議申し立て）部分
ZK-Rollupでは、メインチェーン上のRollupコントラクトがCalldata内のデータとProverがアップロードしたState diffを再検証することで、取引の完全性と一貫性を保証できる。これはメインチェーンが検証能力を持ち、ZK技術の恩恵を受けられるからである。
しかしビットコインのRollup環境では、メインチェーンに検証能力がないため、ZK技術の価値はSNARKによるデータの簡潔な圧縮と一貫性の確保に留まる。もしオフチェーンのSequencerが取引収集段階でデータを改ざんしていた場合、以降のすべてのデータが偽物となり、Finalityの確定もそれを拒否できない。そのため、「改ざん」行為に対抗するためのChallengeメカニズムを設計する必要がある。
では、どのように実装すべきか？ 私のBitVMに関する記事を思い出せばわかるが、BitVMは理論的にはビットコインをチューリング完全な計算にまで拡張できるアイデアである。ただし、Taproot Treeを介してメインチェーンにTXsを送信する方法はマイニング手数料が膨大になるため現実的ではない。だが、BitVMの実装ロジックをChallengeメカニズムの設計に応用すれば話は別だ。
Challengeメカニズムでは、メインチェーンのUTXOにBTCをロックしておく。ユーザーがBitVM形式でLayer2チェーンに対して異議を申し立てた場合、そのロックされた資産を獲得できる。そしてビットコインメインチェーンに刻まれた銘文や、公開されたB²ノードのRaw data、Merkle木、Commitmentなどの情報が、異議申し立ての根拠となる。もし異議の結果、B²ノードのデータ群とメインチェーンに記録されたInscriptionデータに不一致が確認された場合、B²ノードはUTXOにロックされた資産を失うだけでなく、取引のロールバック、インデクサーおよび履歴データの再更新も強いられることになる。
以上のように、
ビットコインエコシステムのLayer2 Rollupアプローチには、非常に高度な技術的複雑さと特異性が存在する。
例えば、クライアント検証フェーズでは、Sequencerが生成したすべてのデータを分散型ストレージに保存し、追跡可能性を確保すること。
また、DAフェーズではオフチェーン環境に非中央集権的なデータ検証システムを構築し、Commitmentと銘文化によってDAデータの一貫性を担保すること。
さらに、ZK技術を採用してもなお、安全を確保するために透明性の高いChallengeメカニズムを併設する必要がある。この一連のプロセスは、非中央集権性・安全性・スケーラビリティという三つの矛盾する要件の間で妥協点を見出すことを求められている。
明らかになりつつある初期の答えはこうだ。ビットコインのメインチェーンが検証もDAもできないならば、代わりに銘文化によって制限された形でのDAを実現し、BitVM回路に基づくチューリング完全なChallengeシステムを構築することで、Rollupチェーンの透明性と安全性を確保する。つまり、ZK技術とBitVMのChallengeシステムによって、ビットコインが欠くDAと検証能力を補完するのである。
そもそもイーサリアムのRollupも、Rollupコントラクトがマルチシグによるアップデート可能というガバナンス上のリスクを抱えており、100%の安全性を保証しているわけではない。人々が信じているのはむしろ、相対的に透明で公開されたコントラクトの相互作用メカニズムそのものだ。それならば、今のところ絶対的なBTCコンセンサスの安全性を実現できなくても、BitVMに基づく透明かつ公開されたChallengeメカニズムが提示されていれば、技術的にははるかに複雑でも、論理的には成立していると言えるだろう。
結局のところ、ビットコインLayer2における「ZK技術＋クライアント検証＋DAの銘文化＋BitVMによるChallenge」というパラダイムが市場の承認を得ていくなら、あなたはこれが次世代のビットコインLayer2 Rollupのモデルケースになると感じるだろうか？
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Haotian | CryptoInsight
