Kernel Ventures：BTCエコシステムの開発ブームにおけるアプリケーション層の全体像

2024.03.19

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Kernel Ventures：BTCエコシステムの開発ブームにおけるアプリケーション層の全体像

ビットコインエコシステムは今回のブルマーケットにおける重要なナラティブとなるだろう。

2024.03.19 - 09:19:01

BTC

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ビットコインエコシステムは今回のブルマーケットにおける重要なナラティブとなるだろう。

執筆：Kernel Ventures Jerry Luo

1. 銘文市場の急成長に伴い、ビットコインメインネットの既存アプリケーション層では需要を満たせず、現在のビットコインネットワーク開発における最重要課題となっている。

2. 現在のビットコインにおける主流Layer2ソリューションは大きく3種類あり、それぞれライトニングネットワーク、サイドチェーン、Rollupである。

ライトニングネットワークはオフチェーンの支払いチャネルを構築し、ピアツーピア決済を実現。チャネル終了時にメインネットで決済を行う。
サイドチェーンは、メインネット上で特定アドレスまたはマルチシグアドレスを通じてBTC資産をロックし、等価のBTC資産をサイドチェーン上に発行する。Merlin Chainは複数の銘文資産のクロスチェーン転送をサポートしており、BRC420資産コミュニティとの連携も緊密。現在のTVLは30億ドルを超えている。
現在のBTC RollupはTaproot回路を活用し、オンチェーンでスマートコントラクトを模倣し、ビットコインメインネット外でのトランザクションのパッケージングと計算処理を実施している。B2 Networkがこの分野で最も進んでおり、TVLは2億ドルを超える。

3. ビットコイン専用のクロスチェーンブリッジは少なく、現在は主流パブリックチェーンに対応したマルチチェーン・フルチェーンブリッジが多く採用されている。Meson.Fiは多くのビットコインLayer2プロジェクトと提携している。

4. ビットコイン安定通貨プロトコルは過剰担保方式を採用しており、これに基づき他のDeFiプロトコルを構築し、ユーザーに追加収益を提供している。

5. ビットコインエコシステム上のDeFiプロジェクトは多様で、他チェーンから移行したもの、今回の開発ブーム中にビットコインメインネット上で立ち上げられたもの、前回のバブル期に始まりサイドチェーンに展開されたものなどがある。全体としてAlexは取引種別と体験において最も整っており、Orders Exchangeはさらなる成長余地を秘めている。

6. ビットコインエコシステムは今輪の強気相場における重要なテーマとなる可能性があり、各細分化セグメントのトッププロジェクトの動向に注目すべきである。

1. 背景

Ordinalsプロトコルによる銘文資産の拡散により、かつてはスマートコントラクトの欠如、スクリプト言語による開発制限、インフラや拡張機能の未整備で知られていたビットコインネットワークにもデータオンチェーンのブームが到来した（関連情報はKernelの過去レポート『RGBはOrdinalsの熱狂を再現できるか』参照）。イーサリアムネットワークのブーム時と同様に、テキスト、画像、動画などが4MBの実行されないTapscript領域に次々と記録されている。このオンチェーンブームはビットコインエコシステムの活性化とインフラ整備を促進した一方で、取引量の急増と巨大なストレージ負荷も引き起こした。さらに、さまざまな銘文に対して単純な送金だけでは取引ニーズを満たせなくなり、ユーザーはイーサリアムのような豊富な派生取引サービスの導入を期待している。そのため、ビットコインメインネットのアプリケーション層の開発が市場にとって急務となっている。

2. ビットコイン Layer2

イーサリアムのLayer2ソリューションが比較的一貫性を持っているのに対し、ビットコインは自身のスクリプト言語ではスマートコントラクトを実装できず、その発行にはサードパーティプロトコルへの依存が必要となる。ビットコインメインネットのRollup型Layer2は、イーサリアムのそれのようにメインネットの安全性に近づくことはできない。現在のビットコインには、ライトニングネットワーク、サイドチェーン、TapScriptベースのRollupなど複数のLayer2ソリューションが存在する。

2.1 ライトニングネットワーク

ライトニングネットワークは2015年12月にGregory Maxwellが初のプロトコルスタックBOLTを提案した、最も初期のビットコインLayer2ソリューションである。Lightning Labsは2017年1月にLightning Networkのalpha版をリリースし、以降継続的にアップグレードと改善を重ねてきた。ライトニングネットワークは、ユーザー間でピアツーピアのオフチェーン支払いチャネルを構築することで、無数の資産移転を無料で行えるようにする。いずれかの当事者がチャネルを閉鎖するまで、最終的な取引の決済は一度だけ行われ、コストも一回分で済む。オフチェーンチャネルを採用しているため、最大で数千万TPSに達することが可能。しかし、チャネルは中央集権化のリスクを抱え、2つのアドレスが取引を行うには事前にチャネルを構築するか、双方が接続された第三者経由で相互接続が必要であり、取引中は両者がオンラインでなければならないという制約もある。

2.2 サイドチェーン

ビットコインのサイドチェーン方式はイーサリアムと同様で、本質的にはチェーン上のトークンとビットコインを1:1でアンカーした新規チェーンの発行である。この新規チェーンはビットコインメインネットの取引速度や開発難易度の制限を受けず、より高速かつ低コストでビットコインアンカートークンを転送できる。ただし、サイドチェーンはメインネットの資産価値は継承するものの、安全性までは継承しておらず、取引の決済はサイドチェーン上で行われる。

2.2.1 Stacks

現在のStacksプロジェクトは2021年にリリースされた2.0版で、ユーザーはビットコインメインネットでBTCをロックすることで、Stacks上に等価のSBTC資産を得られる。ただし、サイドチェーン上での取引にはStacksのネイティブトークンSTXをガス代として支払う必要がある。ビットコインメインネットにはイーサリアムのようなスマートコントラクトアドレスがないため、ロックされたBTCは特定のマルチシグアドレスに送られる。StacksメインネットではClarity言語を使用してスマートコントラクトを開発できるため、解放プロセスは比較的簡単で、Burn-Unlockコントラクトにリクエストを送信すれば、Stacks上のSBTCを破壊し、ロックされたBTCをメインネットの元のアドレスに戻すことができる。Stacksのブロック生成はPOXコンセンサスを採用しており、ビットコインマイナーがBTCを入札してブロック生成権を競い、入札額が高いほど高い重みを得る。最終的に特定の検証可能な乱数関数により勝者が選ばれ、Stacks上でブロックを生成し、対応するStacksネイティブトークンSTXを報酬として得る。また、この入札に参加したBTCはSBTCとしてSTX保有者に報酬として分配される。

2.2.3 BEVM

BEVMはEVM互換のPoSサイドチェーンで、現時点ではネイティブトークンを発行していない。ビットコインメインネットではSchnorrのマルチシグアルゴリズムを用いて、受領した資産を1000個のアドレスが共同管理するマルチシグスクリプトアドレスに格納する。この1000個のアドレスはBEVM上の1000のPoSバリデータに対応する。また、TapScript領域内にMAST（Merkelized Abstract Syntax Tree）形式のスクリプトプログラムを記述することで、資産の自動制御を実現する。MASTでは多数の独立した小ブロックでプログラムを表現し、各ブロックが一部のコードロジックに対応する。スクリプト上には大量のロジックコードを保存せず、各コードブロックのハッシュ結果のみ保存するため、ブロックチェーン上に必要なコントラクトコード量が大幅に削減される。ユーザーがBEVMにBTCを送金すると、このBTCはスクリプトプログラムによってロックされ、2/3以上のバリデータの署名を得なければロック解除および対象アドレスへの返却はできない。BEVMはEVMと下層で互換性を持ち、イーサリアム上のdAppを無コストで移行でき、BTCアンカートークンでの取引およびガス代支払いが可能である。

2.2.4 Merlin Chain

Merlin ChainはEVM互換のビットコインサイドチェーンで、Particle Networkを通じてビットコインアドレスから直接ネットワークに接続でき、そのアドレスに対してユニークなイーサリアムアドレスが生成される。また、RPCノードを使ってイーサリアムアカウントから直接接続することも可能である。現在のMerlin ChainはBTC、Bitmap、BRC-420、BRC-20資産のクロスチェーン移行をサポートしている。BRC-420プロトコルもMerlin Chainと同様に、Bitmap資産コミュニティが再帰的銘文を基に開発したもので、コミュニティ全体ではRCSVの再帰的銘文マトリクス、Bitmap Gameメタバースプラットフォームなどのプロジェクトも提案されている。

Merlin Chainは2月5日にメインネットをローンチし、その後IDOおよびステーキング報酬イベントを実施し、21%のガバナンストークンMERLを分配した。大規模で直接的なエアドロップにより多数の参加者が集まり、Merlin ChainのTVLは現在30億ドルを超え、ビットコインチェーンのTVLはPolygonを上回り、パブリックチェーン中で第6位となった。

2.2 サイドチェーン

2.2.1 Stacks

さらに、Stacksは4月に中本サトシアップグレードを予定しており、内容には開発言語Clarityの最適化が含まれ、開発者のハードルを下げることを目指している。また、ネットワークのセキュリティレベルも向上し、Stacks上で直接メインネットのブロック取引を行い、100%のビットコイン再編成耐性を持つようになる。Stacksの取引確認はメインネットで行われるため、セキュリティはサイドチェーンからビットコインメインネット同等のLayer2へと昇格する。最後に、ブロック生成速度も大幅に高速化され、テスト段階では5秒ごとのブロック生成を達成している（現状は10〜30分ごと）。中本サトシアップグレードが順調に完了すれば、Stacksの性能は多くのイーサリアムLayer2に匹敵し、多くの資金流入と開発熱の高まりが見込まれる。

2.2.2 RSK

RSK（RootStock）はネイティブトークンを持たないビットコインサイドチェーンで、現時点ではサイドチェーン上の取引手数料としてビットコインを使用している。ユーザーはRSK内蔵のPowPeg二方向アンカー協定を通じて、メインネットのBTCを1:1の比率でRSK上のRBTCに交換できる。RSKもPoW方式のパブリックチェーンだが、マージマイニングの仕組みを導入しており、ビットコインマイナーの採掘インフラと設定をそのままRSKの採掘に適用でき、参加コストを下げている。現在のRSKはメインネットの3倍の取引速度と1/20の取引コストを実現している。

2.2.3 BEVM

2.2.4 Merlin Chain

People's LaunchpadのIDOでは、AllYまたは0.00025 BTC以上をステーキングすることでMERL購入資格を得られるポイントが付与され、ステーキング上限は0.02 BTC、獲得できるMERLは460枚であった。このラウンドの分配はわずか1%にとどまったが、現時点でのMERL場外価格2.9ドルを基準に計算すると、リターンは100%を超えた。第二ラウンドのステーキング報酬キャンペーンでは、総供給量の20%を分配し、ユーザーはMerlin's Sealを通じてMerlin Chain上でBTC、Bitmap、USDT、USDC、一部のBRC-20およびBRC-420資産をステーキングできる。ユーザーのMerlin上資産は毎時間USD換算でスナップショットが取得され、当日の平均価格×10000が獲得ポイントとなる。第二ラウンドのステーキング活動ではBlastに似たチーム制を採用し、ユーザーはキャプテンまたはメンバーを選択できる。キャプテンを選択すると招待コードが得られ、メンバーを選択する場合はキャプテンの招待コードを入力してチームに登録する必要がある。

Merlinは現在実装されているビットコインLayer2ソリューションの中でも技術的に成熟しており、Layer1資産の流動性を解放できる。メインネットのビットコインがMerlin上で低コストで流動可能になる。背後にあるBitmapエコシステムコミュニティは非常に大きく、技術も比較的整っている。長期的には良好な発展が見込まれる。現時点でのMerlin上でのステーキングは極めて高いリターンをもたらしており、MERLのリターンに加えて、プロジェクト側からのミームトークンやその他のトークンのエアドロップのチャンスもある。例えば公式が配布したVoyaトークンは、単一アカウントで0.01 BTC以上をステーキングした場合、90枚のVoyaトークンがエアドロップされ、上場以来価格は上昇を続け、最高で発行価格の514%に達した。現在の価格は5.89ドルで、ビットコイン価格を5万ドルで計算すると、リターンは106%に達する。

2.3 Rollup

2.3.1 BitVM

BitVMはOptimistic Rollupに基づくビットコインLayer2である。イーサリアムのOptimistic Rollupと同様に、取引者はまずビットコインメインネットにLayer2向けの取引情報を送信し、Layer2で取引の計算とパッケージングを行い、その結果をLayer1のスマートコントラクトに送信して確認する。この過程では、検証者に一定の期間を与え、証明者の主張に異議を唱える機会を設ける。しかし、ビットコインにはネイティブスマートコントラクトが存在しないため、具体的な実装はイーサリアムのOptimistic Rollupほど簡単ではなく、Bit Value Commitment、Logic Gate Commitment、Binary Circuit Commitmentなどのプロセスを含み、以下ではそれぞれBVC、LGC、BCCと略称する。

BVC（Bit Value Commitment）：BVCは本質的に電位結果であり、0と1の2通りしかなく、他のプログラミング言語のBool型変数に似ている。ビットコインはスタックベースのスクリプト言語であり、このような型の変数は存在しないため、BitVMではバイトコードの組み合わせでこれを模擬している。

  <Input Preimage of HASH>  OP_IF      OP_HASH160    //Hash the input of user      <HASH1>      OP_EQUALVERIFY    //Output 1 if Hash（input）== HASH1      <1>   OP_ELSE      OP_HASH160    //Hash the input of user      <HASH2>      OP_EQUALVERIFY    //Output 0 if Hash（input）== HASH2      <0>

BVCでは、ユーザーはまず入力を提出し、ビットコインメインネット上でその入力のハッシュを計算する。入力のハッシュ結果がHASH1またはHASH0と一致した場合のみスクリプトがロック解除され、HASH1の場合は出力が1、HASH2の場合は出力が0となる。以下の説明では、このコードブロック全体をOP_BITCOMMITMENTオペコードにまとめ、説明を簡略化する。
LGC（Logic Gate Commitment）：コンピュータのすべての関数は本質的に一連のBoolゲート回路の組み合わせに相当し、任意のゲート回路は簡略化によりNANDゲート回路の組み合わせに等価に変換できる。つまり、ビットコインメインネット上でバイトコードでNANDゲートを模擬できれば、本質的にあらゆる関数を再現できる。ビットコインには直接NANDを実行するオペコードはないが、ANDゲートのOP_BOOLANDとNOTゲートのOP_NOTがあり、これらを組み合わせることでNAND機能を再現できる。OP_BITCOMMITMENTで得られた2つの出力電位に対して、OP_BOOLANDとOP_NOTオペコードを用いることで、NAND出力回路を構成できる。
BCC（Binary Circuit Commitment）：LGC回路の基礎の上に、入力と出力の間に特定のゲート回路関係を構築できる。BCCゲート回路では、この入力はTapScriptスクリプト内の対応するハッシュ原像から得られ、異なるTaprootアドレスが異なるゲートに対応し、これをTapLeafと呼ぶ。多数のTapLeafがTaptreeを構成し、BCC回路の入力となる。

理想状態では、BitVMの証明者がオフチェーンで回路をコンパイル・計算し、その結果をビットコインメインネットに返却して実行すればよい。しかし、オフチェーンのプロセスはスマートコントラクトによって自動実行されないため、証明者の悪意行為を防ぐために、BitVMではメインネットの検証者が異議を唱える必要がある。異議提起プロセスでは、検証者はまず特定のTapLeafゲート回路の出力を再現し、それを証明者が提供した他のTapLeafの結果と合わせて入力として回路を駆動する。出力がFalseであれば異議成立、つまり証明者が偽りを述べていることになり、逆に出力がTrueであれば異議失敗となる。しかし、このプロセスを完了するには、挑戦者と検証者が事前にTaproot回路を共有しておく必要があり、現時点では単一の検証者と単一の証明者のやり取りに限定されている。

2.3.2 SatoshiVM

SatoshiVMはEVM互換のZk Rollup型ビットコインLayer2ソリューションである。SatoshiVM上のスマートコントラクトの実現方法はBitVMと同じで、Taproot回路を用いて複雑な関数を模擬しているため、ここでは繰り返さない。SatoshiVMは全体で3層に分けられ、Settlement Layer（決済層）、Sequencing Layer（順序付け層）、Proving Layer（証明層）である。Settlement LayerすなわちビットコインメインネットはDA層を提供し、取引のMerkleルートとゼロ知識証明を保存し、Taproot回路を通じてLayer2の取引パッケージの正当性を検証して決済を行う。Sequencing Layerは取引のパッケージングと処理を担当し、取引の計算結果とゼロ知識証明をメインネットに返却する。Proving LayerはSequencing Layerから受け取ったTaskに対してゼロ知識証明を生成し、Sequencing Layerに返却する。

2.3.3 BL2

BL2はVM汎用プロトコル（公式の前提では主要な仮想マシンすべてと互換性を持つ仮想マシンプロトコル）に基づくZk Rollup型ビットコインLayer2である。他のZk Rollup型Layer2と同様に、Rollup Layerは主にzkEvmで取引をパッケージングし、対応するゼロ知識証明を生成する。BL2のDA層はCelsetiaを導入し、大量の取引データを保存し、BL2ネットワークはゼロ知識証明のみを保存する。最終的にゼロ知識証明の検証とBVCを含む少数の検証データをメインネットに返却して決済を行う。

BL2のXアカウントは最近頻繁に更新されており、ほぼ日刊のペースで、開発計画やトークンスキームも公開している。20%のトークンをOG Miningに分配する予定であり、近日中にテストネットのローンチも示唆している。現時点では他のビットコインLayer2と比べると比較的小規模で初期段階にあるが、Celestia、ビットコインLayer2など最近ホットな概念を取り入れており、話題性は十分ある。しかし、公式サイトには実際の機能設計がなく、期待されるデモのみで、プロジェクトのホワイトペーパーもない。また、目標が非常に高く、ビットコイン上でのアカウント抽象化や主要仮想マシンと互換性のあるVMプロトコルなど、実現難易度は高く、チームが最終的にこれを達成できるかどうかは不透明であり、現時点ではプロジェクトを正確に評価することは難しい。

2.3.4 B2 Network

B2 Networkはビットコインを決済層とDA層とするzkRollup型Layer2であり、構造的には全体でRollup LayerとDA Layerの2層に分けられる。ユーザーの取引はまずRollup Layerで提出・処理され、Rollup LayerはzkEvm方式でユーザー取引を実行し、関連証明を出力し、ユーザーのステータスもZK-Rollup層に保存する。パッケージングされた取引と生成されたゼロ知識証明はDA Layerに転送され、保存と検証が行われる。DA Layerはさらに、分散型ストレージノード、B2 Node、ビットコインメインネットの3つに細分化される。分散型ストレージノードはRollupデータを受信後、定期的にRollupデータの時間と空間に関するゼロ知識証明を生成し、生成されたゼロ知識証明をB2 Nodeに送信する。B2 Nodeはデータのオフチェーン検証を担当し、検証完了後に取引データと対応するゼロ知識検証をTapScript形式でビットコインメインネットに記録する。ビットコインメインネットはゼロ知識検証の真偽を確認し、最終的な決済を行う。

B2 Networkは各大BTC Layer2ソリューションの中で高い注目を集めており、X上ではすでに30万のフォロワーを獲得しており、BEVMの14万、同様にZk Rollup Layer2のSatoshiVMの16.6万を上回っている。また、OKX、HashKeyなどからシード資金調達も受け、注目度は高い。現時点でのTVLは6億ドルを超える。

B2 NetworkはメインネットB2 Buzzをローンチしており、現時点では招待リンクが必要で、直接参加はできない。B2 NetworkはBlastの伝播モデルを参考に、新規参入者と既存参入者の間に強い双方向の利益連携を設け、既存参入者に十分なプロジェクト推進動機を与える。公式サイトのTwitterをフォローするなどの簡単なタスクを完了すると、ステーキング画面に入れる。現時点ではBTC、Ethereum、BSC、Polygonの4つのパブリックチェーン上の資産でステーキングが可能。ビットコインメインネットの資産ではビットコイン以外に、銘文ORDIやSATSもステーキング可能。BTC資産をステーキングする場合は直接資産を転送すればよいが、銘文資産をステーキングする場合はまず刻印（inscription）と転送のステップを経る必要がある。なお、ビットコインメインネットにはスマートコントラクトがないため、現時点のBTC Layer2クロスチェーン転送では、資産はマルチシグによって特定のBTCアドレスにロックされる。現時点ではB2 Networkでステーキングした資産は最早今年4月まで解放されず、その間のステーキングで得たポイントはマイニングマシンコンポーネントと交換してバーチャルマイニングができる。BASICマシンは10コンポーネントで起動可能だが、ADVANCEDマシンは80コンポーネント以上が必要である。

公式は一部のトークン計画を公表しており、5%のトークン供給量をバーチャルマイニングの報酬に、さらに5%をB2 Network上のエコシステムプロジェクトへのエアドロップに充てるとしている。現時点ではプロジェクトがTokenomicsの公平性を競っている中、B2 Networkは合計10%のトークン供給量しか分配しないことから、コミュニティの熱意を十分に引き出すのは難しい。今後のステーキング報酬やLaunchPad計画が予想される。

2.4 総合比較

総合的に3種類のビットコインLayer2ネットワーク形式を見ると、ライトニングネットワークは最も速い取引速度と最低の取引コストを持ち、ビットコインのリアルタイム決済や店頭購入において多くの応用がある。しかし、ビットコイン上でのアプリケーションエコシステム開発、DeFiやクロスチェーンプロトコルの構築を考えると、ライトニングネットワークは安定性や安全性の面で支えきれず、アプリケーション層市場の競争は主にサイドチェーンとRollup型の間で展開される。比較的にサイドチェーン方式はメインネットでの取引確認が不要で、より成熟した技術ソリューションと実現容易性を持つため、現時点では3者の中で最も高いTVLを持つ。ビットコインメインネットにスマートコントラクトが欠如しているため、現時点ではRollupが返すデータの確認方式はまだ発展途中であり、具体的な実装にはまだ時間がかかるだろう。