ビットコインのスケーリング進化：過去から未来への探求と展望

なぜスケールアップするのか？

ビットコインには以下のような主要なパフォーマンス上の制限があります：

1. トランザクション処理の遅さ：ビットコインのブロックチェーンは、最短でも10分ごとにしか新しいブロックを生成できません。これは、トランザクションがネットワークによって確認されるまでに少なくとも10分かかることを意味し、多くのアプリケーションにとっては遅すぎます。

2. 低いスループット：ビットコインのブロックサイズは1MBに制限されており、理論上1秒あたり約7トランザクションしか処理できません。これは、Visaネットワークの処理能力と比較して数桁低い値です。

3. 限定的なスマートコントラクト機能：ビットコインのスクリプティングシステムは、複雑なスマートコントラクトロジックを実装するには不十分です。基本的な条件文と検証のみをサポートし、チューリング完全性を持ちません。

4. 高いトランザクションコスト：ビットコインのトランザクション手数料は、トランザクションのサイズとネットワークの混雑状況に依存します。混雑時には手数料が非常に高くなり、マイクロペイメントなどのシナリオでのビットコインの使用が制限されます。

これらのパフォーマンス上の制限により、より高速で安価、そしてスケーラブルなデジタル通貨を作るための新しいブロックチェーン技術の研究と革新が促進されています。しかし、パフォーマンスの向上は、セキュリティと分散化の面でも課題に直面しています。

なぜオンチェーンでスケールアップしないのか？

ビットコインのオンチェーンスケーリングは、主にコミュニティの合意形成の困難さから議論の的となっています。これは主に以下の側面に反映されています：

1. コミュニティ・ガバナンス：ビットコインコミュニティは、スケーリングの問題について深く分断されています。サトシ・ナカモトが長年姿を消していることで、コア開発者やマイナーは絶対的な決定権を持っていません。スケーリングにはコミュニティの合意が必要ですが、これは非常に難しいです。ビットコインコミュニティはマイナー、開発者、保有者など様々な利害関係者で構成されており、これらの異なる利害を調整することは困難です。

2. 分散化とセキュリティの優先 : ビットコインの分散化は、そのノードの分散化に大きく依存しています。ブロックサイズが大きすぎると、ノードを運用するコストと障壁が上がり、分散化を脅かします。一部の開発者やコミュニティメンバーは、ビットコインの分散化された性質を維持することが、取引速度を上げることよりもはるかに重要だと考えています。

全体として、ビットコインのスケーリングには、技術的属性、コミュニティガバナンス、経済モデルに関連する複雑な問題が含まれています。利害関係の複雑さと立場の相違により、合意形成とスケーリングの進展が困難になっています。

ビットコイン以前のL2スケーリング

オンチェーンスケーリングの困難さから、オンチェーンスケーリング問題の解決策を見出すために様々なブロックチェーンプロジェクトが登場し、セキュリティと分散化を維持しながら増大するユーザー需要に対応しています。

1. イーサリアム : ヴィタリック・ブテリンは2013年にイーサリアムを提案し、スマートコントラクトをサポートするより一般的で柔軟なブロックチェーンプラットフォームを作成しました。イーサリアムは直接ビットコインのスケーリング解決策として意図されたものではありませんが、ビットコインが対応できなかった複雑なスマートコントラクトと分散型アプリケーションのギャップを埋めました。イーサリアムもシャーディングやロールアップなどのスケーリング解決策に取り組んでいます。

2. ビットコインキャッシュ（BCH） : ブロックサイズ制限を増やすことで、BCHはオンチェーンの取引処理能力を大幅に向上させました。2017年にBCHがフォークした際、ブロックサイズ制限は1MBから8MBに引き上げられ、その後32MBに引き上げられました。これにより取引の混雑と遅延が減少しましたが、セキュリティと分散化に関する議論も引き起こしました。

ビットコインL2スケーリングとは何か？

ビットコインL2は、ビットコインブロックチェーン上に構築された一連のスケーリングプロトコルと技術を包含しています。これは、一部の取引と状態遷移をビットコインのメインチェーンから第二層に移動させることで、スケーリングと機能拡張を目指しています。

ビットコインのスケーリングに関する初期の議論では、「L2」という概念はあまり使用されず、サイドチェーンや支払いチャネルなどの特定のオンチェーンおよびオフチェーンのスケーリングソリューションに焦点が当てられていました。インスクリプションへの関心の高まりとイーサリアムのレイヤー2技術の急速な発展に伴い、多くのプロジェクトやファンドが「ビットコインL2」という用語を様々なビットコインのスケーリングソリューションを指す言葉として使い始めました。

初期のビットコインL2スケーリングソリューション（2023年以前）

- ステートチャネル：ライトニングネットワークなどのソリューションは、最も初期のオフチェーンスケーリングの試みの一つで、ユーザーが支払いチャネル内で迅速なオフチェーンのマイクロペイメントを行うことを可能にします。

- サイドチェーン：サイドチェーンはビットコインのメインチェーンと並行して動作し、メインチェーン上でビットコインをロックすることで、より高速で安価な取引を可能にします。

1. Liquidネットワーク：Blockstreamによって立ち上げられたLiquidは、連合モデルとマルチシグネチャ技術を使用して、ビットコインおよび他の資産の高速な取引をサポートし、より迅速な取引確認とより大きな容量を提供することを目指しています。

2. Stacks（STX）：ビットコインブロックチェーン上に構築されたStacksは、スマートコントラクトを導入し、開発者が分散型アプリケーションを作成することを可能にします。Stacksのコントラクトは、ビットコインレイヤー1の取引を読み取り、それに応答することができます。

3. Drivechain：Paul Sztorcによって提案されたDrivechainは、ビットコインをメインチェーンでロックし、より柔軟な操作のためにサイドチェーンに転送することを可能にし、特定のニーズに基づいてカスタマイズされたサイドチェーンを実現します。

4. RGB : クライアントサイドの検証と単一使用シールの概念を使用し、RGBはオフチェーンの検証と転送を通じて、ビットコインの二重支払い防止と検閲耐性を可能にすることを目指しています。

最近のビットコインL2の発展（2023年以降）

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2023年5月以降、インスクリプションと関連プロトコルの爆発的な普及により、ビットコインはブロックチェーン業界の焦点として再活性化し、ビットコインL2プロジェクトの急増につながりました。この傾向は、メインネット-Ordinal（BRC-20）-L2-dAppの開発に向かっており、2023年だけで30以上の新しいビットコインL2プロジェクトが登場しています。

最近の主要な展開には以下が含まれます：

1. EVMと互換性のあるサイドチェーンアプローチ：

- BEVM : Taprootテクノロジーを活用し、シュノア署名、Mastコントラクト、1000 BTCのライトノードPOSネットワークを組み合わせて、分散型のクロスチェーン資産管理を実現します。

- BitmapTech Merlin Chain : クロスチェーンの相互作用と資産転送のためのソリューションを開発しています。

2. ロールアップソリューション：

- Bison Network : ビットコーン上に構築されたZK-STARK主権ロールアップで、データ保存にオーディナルを使用し、資産管理にDLCを使用します。

- B² Network : ZKロールアップを用いて「コミットメントチャレンジ」とzkEVMをスマートコントラクトロジックに組み合わせたネットワークです。このネットワークはロールアップ層とDA層の2層に分かれています。ロールアップ層ではzkEVMを使用してスマートコントラクトロジックを実行します。ZK技術によって生成された約束はビットコインネットワーク上に配置され、不正証明と同様のチャレンジが可能となります。

3. データ可用性（DA）ソリューション:

- Nubit : 簡単に言えば、NubitはPOSコンセンサスを実行することでCelestiaに似たDAチェーンを組織し、ブロックヘッダーやトランザクションマークルツリーのルートなど、Nubit独自のDAデータを定期的にBTC L1にアップロードします。データはオフチェーンで保存され、ノードはオープンであるため、正直なノードが1つでも存在する限り、ネットワークの保証が可能です。

Bounce Financeのdomoへの関与が注目を集めています。

情報:

https://drive.google.com/file/d/1TCsN7MvvuC6dqrAxbro-9dg9lS-icxFu/view

4. リステーキングアプローチ:

- Babylon Chain : BTCをステーキングしてPOSチェーンの経済的セキュリティを確保し、BTCホルダーが第三者のブリッジや管理者に依存せずに暗号技術を通じて他のチェーンを保護することを可能にします。そのため、資金はユーザーのウォレットに残りますが、ロックされています。BTCステーカーがPOSチェーンのノードを実行する際、唯一の有効なブロックを検証した後、EOTSプライベートキーで署名されます。ステーカー（このPOSチェーンの検証者でもある）が誠実さを保ち、一度に1つの有効なブロックにのみ署名する場合、POSチェーンの検証者から報酬を受け取ります。悪意を持って同じ高さで2つのブロックに署名しようとすると、そのEOTSプライベートキーが反転され、誰でもこのプライベートキーを使用してステーキングされたBTCをBTCチェーンに送金し、没収を実現することができます。

マーケットフォーカスとトレンド

BTC L2の現在の重点分野は以下の通りです：

1. L1からのセキュリティ : L2がビットコインL1からセキュリティを継承することを確保することは重要ですが、L1がL2のアクションを検証するための計算を実行しないため、課題があります。

2. 信頼最小化ブリッジング : L1とL2間の安全で信頼を最小限に抑えたブリッジングは依然として重要な課題です。ビットコインにはイーサリアムのスマートコントラクトのようなL1保護のブリッジ機能がないためです。

新たなトレンドには以下が含まれます：

1. モジュラーアプローチ : BTCエコシステムの急速な成長に伴い、一貫性と拡張性を維持するために、BTC固有のDAレイヤーなどのモジュラーソリューションが注目を集めています。

2. ビットコインMEV開発 : BTC L2の成長に伴い、ビットコインチェーンにおけるMEVの機会が増加しています。特にBRC-20やルーンの人気が高まっています。

3. 集約型イールドDeFiアプリケーション : より多くのBTC L2プロジェクトがBTCのステーキングを必要としており、基盤となるイールドの機会を生み出しています。BounceBitのようなプラットフォームはCeFiと協力して、ステーキングされたBTC資産からイールドを生成しています。

4. ビットコインリステーキング: Babylon Chainのようなイノベーションにより、BTCのステーキングで他のチェーンのセキュリティを確保することが可能になり、BTCホルダーに新たな報酬獲得の機会を提供しています。

これらの新興トレンドと技術を活用することで、ビットコインL2プロジェクトはセキュリティと分散化の核心的な原則を維持しつつ、スケーリングの課題に取り組むことを目指しています。