RGBプロトコルがビットコインを再び偉大にする: 支払いからスマートコントラクトへ、Web3の新しい旅を始める

Web3技術は10年以上の盛んな発展を経て、さまざまな革新が生まれました。ビットコインは分散化とセキュリティを損なうことなく、プライバシー保護能力を持続的に向上させ、Schnorr署名やTaprootなどの高度な特性を実現し、今後の技術革新の基礎を築きました。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は、DeFiなどのアプリケーションの黄金時代を生み出しました。しかし、2022年以降、Web3業界の革新は行き詰まっているようで、ブロックチェーン技術は常に不可能な三角形の束縛を突破できず、大規模なアプリケーションの実現が難しい状況です。

さて、私たちはすでに技術の限界に達しているのでしょうか？さらなる深い未知の領域が探求を待っているのでしょうか？おそらく、これらの探求の中で、ビットコイン二層プロトコルRGBが静かに時を待ち、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:通貨層としての地位を確立する

Web3とWeb2の最大の違いは、その内蔵された経済システムにあります。そして、あらゆる経済システムは通貨を基盤としており、通貨層の上には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、ブロックチェーンを通じて発行されます。

以下のいくつか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識されており、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っており、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は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、これはネットワークの安全性の基礎です。ブロック検証やマイニングでは、大量の計算能力を消費するため、攻撃者がネットワークを制御することは困難です。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受けておらず、この安定性は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べて、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な議論とテストを経て行われ、ネットワークの安定性を確保しています。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ていると広く認識されており、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により、Web3の通貨レイヤーの第一選択となっています。

安全と簡潔を両立させるビットコインスクリプト

ビットコインはWeb3世界の基礎通貨層として重要な役割を果たしており、核心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。ビットコインのスクリプト言語の初志は、安全性を確保し潜在的なリスクを回避することであり、そのために設計上機能が意図的に制限されており、同時にチップの命令セットに似た簡潔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の実行を目的としています。

ビットコインの主流ノードコードの中で、開発者は実行可能なスクリプトタイプにいくつかの制限を設け、「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、実際にはどんなビットコインスクリプトも実行されることを許可しており、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っています。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支払い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提案が導入されることで、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、ビットコインは二層プロトコルの発展をより良くサポートできるようになり、今後のWeb3世界における役割がさらに向上しました。

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、ビットコインに新しい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をよりプライバシー保護された方法でオンチェーンで実行できるようにしました。複雑なマルチシグネチャスクリプトを単一のスクリプトに隠すことにより、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、プライバシーと安全性を向上させました。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適合しています。

これらの2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、そして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のコアに再焦点を当て、より安全で効率的な分散型金融と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。

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シュノールの署名の影響

ビットコインプロトコル初期設計段階で、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、性能などが含まれます。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を選びました。これは、このアルゴリズムの性能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ます。特にSchnorr Signatureがその一つです。中本聡がこのアルゴリズムを以前に採用しなかった理由は、Schnorr Signatureの特許がビットコイン誕生の年にはまだ有効であった可能性があります。ドイツの数学者で暗号学者のクラウス・ピーター・シュノールは1990年に関連特許を申請し取得したため、特許の有効期限内では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、中本聡は初版ビットコインプロトコルに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合しています。性能が優れているだけでなく、署名の長さも短く、線形特性を備えているため、鍵の集約が簡単になり、マルチシグのための特別な技術が不要になります。この線形特性は理解しやすく、各参加者の鍵はシンプルなメカニズムを通じて集約され、新しい鍵が形成されます。集約メカニズムにはさまざまな方法があり、例えばある取引プラットフォームが提案したMuSigや更新版のMuSig2があります。MuSig2のスキームでは、複数の署名がそれぞれの秘密鍵から集約公鍵を生成し、その後、この公鍵のために有効な署名を共同で生成し、インタラクションラウンドを元の3ラウンド(MuSig)からわずか2ラウンドに最適化します。

したがって、2-3のマルチシグ取引を考えると、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のシナリオでは、オンチェーン取引には1つの集約された公開鍵と1つの署名だけが必要であり、取引のバイト数が大幅に削減され、転送コストも削減されます。

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Taprootスクリプトの革新

タップルートは、タップルート型のトランザクションアドレスの使用方法と解析方法を規定するために設計された革新的なビットコインスクリプト構造です。タップルートのインスピレーションは、ビットコイン開発者によるメルクル抽象構文木(MAST)の研究から最初に得られたため、タップルートはMASTの特別な実装と見なすことができます。タップルートを使用することで、複数の異なる分岐スクリプトを持つビットコインUTXOは、支出時に1つの分岐のみを公開し、残りの分岐はブロックチェーン上に決して現れないため、トランザクションのプライバシーと効率が大幅に向上します。この技術は、より安全な前提のもとで、複雑なスクリプトの使用をより便利で効率的にします。

ビットコインプロトコルにおいて、「ロックスクリプト」(出力スクリプト)は、ビットコイン(UTXO)を受け取る条件を規定し、「アンロックスクリプト」(入力スクリプト)は、ビットコイン(UTXO)を使用する方法を規定します。前者は鍵として見ることができ、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。2つの新しいスクリプトルール、つまり P2WPKH(ウィットネス公開鍵ハッシュ)への支払いと P2WSH(ウィットネススクリプトハッシュ)への支払いが導入され、これらのルールによりbc1で始まるアドレスが使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、バージョン番号が V1 に更新されました。これが BIP 341 の "SegWit V1" 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( タプルートへの支払いとして知られ、P2WPKH および P2WSH に対応しています。

さらに、Schnorr SignatureとTaprootを組み合わせることで、マルチシグ)の構築方法は非常に多様化しています。ビットコインコミュニティの先駆者であるSteve Leeは、彼の講演で、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のマルチシグのスキームを使用でき、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。実際の取引では、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ソフトフォークアップグレードを導入することで示した前向きな展望について深く掘り下げました。一方で、テクノロジーの奇跡が止まることなく進化し続ける中、LNP/BP標準協会は裏方で静かに努力を重ねており、まるで精巧に彫刻された芸術作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およびそれ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のソフトフォークやハードフォークを必要とせず、また、ライトニングネットワークRFC(BOLTs)がカバーする内容とは直接関連していません。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を網羅し、第二層およびそれ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ています。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、さらにビットコインのセキュリティモデルとビットコインを支払い方法/交換媒体として利用するセカンダリーマーケットに対する可能性が提供されています。

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、状態チャネルの重要な段階の取引や、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。

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( ステートチャネル同段階取引概要

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、各当事者の資金をマルチシグアドレスに集約し、支払いチャネルの保証金として機能します。注資取引は、参加者が支払いチャネル上でオフチェーン取引を開始する前に、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一種の特