ビットコイン技術の発展と新技術の応用

1. ビットコイン元々の技術の主要な探索と対立

ビットコインの原有技術は、大規模な応用と十分な能力との間に矛盾が存在します。初期にはこれらはビットコイン自身の問題と見なされていましたが、技術が進展するにつれて、多くの問題に対してより明確な答えが得られるようになりました。本記事では関連する問題とその発生及び解決プロセスを列挙し、これらの問題と技術の関連性、そしてビットコインのメインチェーンと関連する"テストチェーン"の変化を示します。

ビットコインの技術は、さまざまなプロジェクトやチームによって探求されてきました(、イーサリアム)を含めて。しかし、ビットコインのメインネット上の変化はあまり目立たず、Taprootなどの技術が登場するまでそうでした。それにより、Ordinalsプロトコルが生まれ、新たな発展の高潮に入りました。全体的に見ると、これらの発展過程と関連技術の間にはつながりが見え、さらなる発展方向と全体的な構造を推測することができます。

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1.1 ビットコインのスクリプト言語といくつかの削除命令

ビットコインのプログラミング言語は逆ポーランド式のスクリプト言語であり、ループ文や条件制御文がありません(その後、Taproot&Taproot Scriptがこの部分の能力を拡充しました)したがって、ビットコインのスクリプト言語はチューリング完全ではなく、一定の制限があります。

これらの制限はビットコインネットワークがDOS攻撃を受けるのを防ぎましたが、同時にビットコインネットワークが複雑なプログラムを実行できなくなる原因ともなりました。その後開発された一部のブロックチェーンシステムは、特定の問題を解決するためにこの点を直接変更しました。例えば、イーサリアムが使用する言語はチューリング完全性を備えています。

ビットコインの歴史には、何度も削減命令の事件が発生しています。削減命令は安全性を考慮するだけでなく、階層化設計の観点からも非常に合理的です。こうすることで、基盤プロトコルをよりシンプルで安定させることができます。中本聡はこの問題に最初から気づいていたのかもしれず、だからこそ自ら削減命令を出したのです。

これも事実をもたらしました。唯一ビットコインがレイヤーネットワークとして適しているのです。経済学的視点と技術的視点から分析すると、ビットコインの代替チェーンが生まれる可能性はあります。しかし、ビットコインの基本的な特徴とレイヤーデザインの観点から見ると、ほぼ唯一ビットコインがレイヤーネットワークの基盤インフラとして機能でき、代替チェーンがあったとしてもそれは1.5レイヤーの産物に過ぎません。レイヤーネットワークのこのレベルでは、本物はビットコインだけであり、代替効果を持つチェーンはせいぜいA品です。

1.2 ビットコインのフォークの歴史、理由と意義

指令の削除問題に加えて、ビットコインのハードフォークを引き起こすもう一つの要因はブロックサイズの争いです。BTCの創設初期にはブロックサイズに制限はありませんでしたが、悪意のある取引問題を解決するために、中本聡は2010年9月12日にソフトフォークを主導し、ブロックの体積は1MBを超えてはいけないという制限を追加しました。中本聡はこの制限は一時的なものであり、将来的には拡張の需要に応じてブロック制限を段階的に引き上げることができると指摘しました。

ビットコインの普及に伴い、ネットワークの混雑や確認時間の増加問題がますます深刻化しています。2015年、ギャヴィン・アンドレセンとマイク・ハーンはブロックの上限を8MBに引き上げることを提案しましたが、一部のコア開発者から反対を受けました。この議論は最終的にテーマと参加範囲が拡大することとなりました。

ビットコインのフォークは、ユーザーのニーズ、マイナーのニーズ、投資家のニーズ、開発者のニーズなど、より多くのニーズを満たすために自らの変更を試みる発展探索の一種です。

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1.3 ビットコイン発展中のいくつかの典型的な探索

中本聡が去った後、後継者のギャビン・アンドレセンがBitcoin CoreとBitcoin財団の設立を主導しました。この期間中、BTCのスケーラビリティの探求は常に存在し、特に資産発行の分野で顕著でした。

カラードコイン(染色コイン)

染色通貨の想定は、ビットコインの特定の部分に特別なマークを追加することで、より広範な資産と価値を表すことです。実現には2つのタイプがあります: OP_RETURNベースとnSequenceフィールドベースです。

マスターコイン(OMNI)

MasterCoinは完全なノード層を構築し、ビットコインのブロックをスキャンすることで状態モデルデータベースを維持します。この設計は、Colored Coinsよりも新しい資産の作成、分散型取引所などのより複雑な機能を提供します。

カウンターパーティ

カウンターパーティはOP_RETURNを使用してBTCネットワークにデータを保存します。資産はUTXO形式では存在せず、OP_RETURNを通じて資産の移転を示す情報が読み込まれます。

1.4 ビットコインの不完璧と階層的プロトコル

ビットコインシステムの不完全さは主にいくつかの側面に表れています:

1. UTXOアカウントシステム
2. 非チューリング完備のスクリプト言語
3. マイニングの中央集権化、スケーラビリティの問題など

階層的なプロトコルの観点から見ると、ビットコインは最も基礎的な最下層に位置するため、これらの特徴はむしろ一層のネットワークが持つべきものである。階層設計は複雑なシステムを扱うための方法論であり、システムのモジュール化、メンテナンス性、拡張性に役立つ。

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2. ビットコイン発展における重要な新技術

2.1 OP_RETURN

OP_RETURNはスクリプトのオペコードで、スクリプトを終了し、スタックのトップの値を返すために使用されます。ビットコインの歴史の中で、OP_RETURN機能は何度も変更されており、現在は主に台帳にデータを保存する方法として使用されています。これにより、ネットワークのユーザーは任意の形式のデータを保存することができます。

2.2 Segwit 分離監視

隔離証明はビットコインのブロック内の取引データ構造を若干変更し、トランザクションの可変性（transaction malleability）問題を解決し、マークル証明（Merkle proof）の伝送データ量を減少させ、間接的にブロック容量を増加させました。それはビットコインの能力拡張の基盤を築き、続くタップルート（Taproot）などの技術を実現可能にしました。

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2.3 タップルート、シュノール、MAST、タップルートスクリプト

Taprootは隔離証明の第二版で、BIP340、341、342で構成されています。Schnorr署名を導入し、取引データのストレージを最適化するためにMASTを実現し、Tapscriptを通じてビットコイン原生スクリプト機能を拡張しました。

これらの技術はビットコインの機能を大幅に拡張しました:

• シュノア署名は効率性とプライバシーを向上させました
• MASTは複雑なスクリプトのストレージを最適化しました
• Taproot Scriptsはスクリプト言語の能力を拡張しました

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2.4 オーディナル、インスクリプション、BRC-20などのプロトコル

Ordinalsプロトコルは、各サトシにユニークな番号を割り当て、インスクリプションを通じてサトシに情報を刻印します。これにより、ビットコインに新しいNFT基準がもたらされました。

BRC-20はOrdinalsを基に作成された代替トークン標準です。トークン契約をデプロイし、コインを鋳造し、トークンを移転するために、銘文にJSONテキストを書き込むことによって実現されます。

他の新興プロトコル、Atomicals、Runes、BTC stampsなどは、ビットコインネットワークの新しいアプリケーションの可能性を様々な面で探求しています。

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3. 新しいテクノロジーをどのように使用し、将来どのように開発するか

3.1 新技術の利用

ビットコイン技術の発展は本質的にブロックの拡張と能力の拡張です。ブロックの拡張は簡単に使用でき、能力の拡張は比較的複雑であるため、現在の主要な応用はブロックの拡張後の使用シーンの探索に集中しています。

未来には、BEVMなどのプロジェクトがレイヤー1とレイヤー2の接続技術を探索し始めるように、より多くの能力拡張のケースが生まれるでしょう。能力拡張の境界は、主にビットコインのレイヤー1とレイヤー2の接続技術として存在すべきであり、あまり複雑化すべきではありません。

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3.2 将来の開発の必要性

最近の需要は主に資産の発行と管理に集中しています。技術の進展に伴い、これらのアプリケーションは徐々にイーサリアムなどのネットワークからビットコインエコシステムに移行し、主に第2層で行われます。

長期的に見ると、未来のWeb3.0時代の大規模な応用はビットコインエコシステムを基に構築されるでしょう。構築の道筋は短期、中期、長期の三つの段階に分かれます:

• 短期:主網新技術アプリケーションとシンプルなレイヤー2の構築、基本的な能力の拡充
• 中期:二層の構築を完備し、金融および信頼のアプリケーションのニーズを満たす
• 長期:大規模エコシステムの構築、真のWeb3.0時代を実現する

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