「指数関数的なブロックチェーン成長の次のサイクルは、ビットコインの大規模なアプリケーションから来ると予想しています。」

Web3 LabsとWaterdrip Capitalが共催するSatoshi Labが香港に正式に設立されたことで、ビットコインエコシステムに関する議論は暗号市場全体で徐々に高まっています。 クライアント側の検証ソリューションを使用してビットコインスクリプトでスマートコントラクトを構築することは、チャネルトランザクション用の無限にスケーラブルなライトニングネットワークと互換性があり、「セキュリティ、分散化、およびスケーラビリティ」チェーンの大規模アプリケーションソリューションを同時に保証する三角形のブロックになる可能性があります。

この記事では、ビットコインエコシステムのいくつかの基本的な概念に関するポピュラーサイエンスの説明を提供します。 大規模なアプリケーションを妨げる「ブロックチェーンインポッシブルトライアングル」から、「インポッシブルトライアングル」を克服するビットコイン「ライトニングネットワーク」、ビットコインスクリプトとUTXOモデル原理の現在のソリューションまで。

ブロックチェーンの大規模適用を妨げるものは何ですか?

イーサリアムの創業者であるヴィタリック・ブテリン氏とバビット氏の創業者であるチャン・チャオ氏は、どちらも「ブロックチェーンネットワークはセキュリティ、分散化、スケーラビリティを同時に実現することはできない」と提唱しており、これは「ブロックチェーンの不可能な三角形」です。 「インポッシブル・トライアングル」の問題は、ブロックチェーンの大規模な応用を長い間妨げてきました。

イーサリアムは、セキュリティの確保を基本に、過去10年間、分散化の開発に注力し、基盤となるパブリックチェーンのインフラ層でイノベーションを続け、イーサリアムパブリックチェーンのスケーラビリティを拡大してきました。 この目標を達成するために、イーサリアムは過去10年間、さまざまなエアアルゴリズム、シャーディング、ロールアップ、その他の技術を繰り返してきました。

しかし、スケーラビリティの問題については、イーサリアムとそのレイヤー2の試みから判断すると、解決策がブロックチェーンに限定されている限り、パフォーマンスには上限があるようです。 現在私たちが目にしている最も強力なブロックチェーンでさえ、TPS(トランザクション/秒)の上限を突破することはまだ困難です。 数百万TPSの大規模な商用アプリケーションの要件からはほど遠いため、世界の業界は数億TPSの目標を達成するにはまだ大きなギャップがあります。 主流のパブリックチェーンにとって、それがイーサリアムであろうとビットコインであろうと、それらはすべてボトルネックに直面しています-「スケーラビリティを解決する方法?」

ライトニングネットワークはどのように機能しますか?

ライトニングネットワークは、オフチェーンコンピューティング、つまり「ペイメントチャネル」を使用して、「インポッシブルトライアングル」のスケーラビリティ問題を完全に解決します-それが構築されている限り、十分なチャネルがあれば、任意の数の同時トランザクションを実行できます。

ライトニングネットワークの原則

1. 銀行システムを例にとると、AとBが口座を開設して送金した場合です。 2 人が同じ銀行にいる場合、消込は同じ銀行内で行われます。 AとBが同じ銀行にない場合、中央銀行を通じて銀行間決済操作を行う必要があります。
2. ライトニングネットワークは、銀行が口座を清算する方法を模倣しており、ユーザーAとBはライトニングネットワークを介してライトニングチャネルを開きます。 チャネルが開かれると、AとBはチャネルを使用して、ビットコインブロックチェーンに落ち着くことなくライトニングネットワークに直接決済します。 チャネルが閉じられた場合にのみ、AとBはライトニングネットワークを横断してビットコインブロックチェーンに落ち着く必要があります。

Lightning チャネルの操作プロセス

1. 準備金の支払い:銀行口座を開設するために事前に準備金を支払う必要がある従来のシナリオと同様に、ライトニングネットワークチャネルを開くにはビットコインの準備金を支払う必要があります。
2. オフチェーン取引の会計:各取引はライトニングネットワークを通じて1つずつ記録され、会計ごとにペナルティ契約に署名する必要があります。
3. オンチェーン決済記録:ライトニングチャネルを閉じた後、過去の取引データがパッケージ化され、一度に決済され、最終的にビットコインブロックチェーンに送信されます。

ライトニングネットワークがオンチェーン詐欺を回避する方法

チャネル取引中にAが不正行為を行った場合、ビットコインを決済するためにチャネルを早期に閉鎖します。 その後、チャネルが閉じられると、ビットコインチェーンで不正なトランザクションがすぐに生成されます。 ビットコインチェーンの開放性に基づいて、Bは時間内に観察し、事前に署名されたペナルティ契約でAを罰することができます。 ペナルティは、すべてのAの準備金を没収することです。

ライトニングネットワークの大規模利用のボトルネック

理論的には、ライトニングネットワークは無限のスケーラビリティを実現し、ブロックチェーンの不可能な三角形を克服します。 しかし、ライトニングネットワークの大規模なアプリケーションを妨げる最も重要な問題は、ライトニングネットワークがビットコインと同じスクリプトを使用しているのに対し、ビットコインチェーンにはスマートコントラクトがなく、単純なスクリプトのみであり、複雑なアプリケーションを実行できないことです。 つまり、ビットコインチェーンはチューリング不完全です。 チューリング完全とは、理論的にはあらゆる計算問題を解くことができることを意味します。 チューリング完全スクリプト言語を使用すると、他のプログラミング言語と論理的に互換性があり、他の言語が実現できるロジックを理論的に実現し、実際のビジネスロジックを最大限再現できます。 ビットコインブロックチェーンにはスマートコントラクトはなく、スマートコントラクトに基づいてアプリケーションを構築することは言うまでもありません。 したがって、ライトニングネットワークが克服する必要がある最大の問題は、「ビットコインにスマートコントラクトを実装する方法」です。

ビットコインブロックチェーンの「力」を向上させるための既存のソリューション

1. サイドチェーン
2. サイドチェーンとは、スマートコントラクト機能を持つチェーンを作成し、それをコピーしてビットコインメインチェーンに2方向にリンクすることで、ビットコイン資産をメインチェーンとサイドチェーンの間でシームレスに移行し、それによってスマートコントラクトを実現することを指します< /span>サイドチェーンは、メインチェーンの複製と資産の移行のためにサードパーティの集中型サービスプロバイダーを必要とします。 現在、汎集中型ソリューションしかありません。 例えば、「WBTC」はBitGoがイーサリアムネットワーク上で発行するERC-20トークンで、デリバティブ資産としてBTCと1対1で固定されています。 サイドチェーンソリューションは、サードパーティ発行の集中化の問題により、ビットコインコア開発者コミュニティによってサポートされたことはありません。 しかし、現在、十分に分散化された双方向ペグ技術はありません。
3. カラーコイン
4. 2012年、ビットコイン協会の会長であるメニ・ローゼンフェルドは、特定のコインを「着色」して特定のトークンを他のトークンと区別することでビットコインの「代替可能性」を利用するメカニズムを導入した論文「カラーコインの概要」を発表しました。 コインを使用して、これらのコインに適したアプリケーションを作成します。 具体的な方法は、ビットコインスクリプトでOP_RETURN命令を使い、末尾に任意の文字を80バイト追加し、80バイトで指定のフォーマットに従って文字列を設計し、文字列の意味を人為的に指定して「色付きコイン」をマークし、更新するというものです。 複雑なスマートコントラクト。 しかし、80バイトのスペースは、複雑な関数を実装するには小さすぎます。
5. その後の「カラーコイン」プログラムでも新しい技術が導入されました。 たとえば、「Ordinals」彫刻技術は、ビットコインブロックの3Mの「分離された証人」スペースを使用して、NFTを発行するために小さな写真を挿入します。 たとえば、BRC-20 はコード文字列を使用して、80 バイトよりもリッチなコンテンツを表現します。 しかし、これらのカラーコインは、さらに深刻な問題を引き起こします-それらは、もともとビットコイン転送トランザクションの署名を保存するために使用されていた「分離された証人」スペースを占有します。 「分離された証人」スペースを混雑させると、 ビットコインで実行できるトランザクションの数が減り、ビットコインのパフォーマンスが低下します。 カラーコインスキームは、カラーコインがネイティブのビットコインを汚染するため、ビットコインのコア開発者によっても強く抵抗されています。 さらに、人為的に指定されたフォームは、サーバー分析のために中央集権的なサードパーティを必要とします。
6. クライアント検証

2016年、ビットコインコア開発者であるピーター・トッドは、従来の契約締結方法をシミュレートして、第三者の参加なしに、契約内容のプライバシーの前提< /span>を両当事者のみが確実に把握し、完全な分散化を実現することで、クライアント検証パラダイムを提案する論文を発表しました。 同時に、トランザクションが実行されると、トランザクションイニシエーターは必要な完全なトランザクション履歴データを提供し、相手はそれを自ら検証することで、不正問題の発生を防止します。 集中化の問題はなく、オフチェーン検証はパフォーマンスによって制限されないため、現在、ほとんどの人がビットコインブロックチェーンのチューリング完全性の欠陥を解決するための「最適な」ソリューションであると考えています。

従来の契約署名とブロックチェーンスマートコントラクトの署名

1. 従来の契約締結:AとBの間に取引があります。最初に契約書に署名します。 双方が契約内容を確認し、署名します。 契約書は、署名時に改ざんすることはできません。 将来の契約締結プロセスにおける取引は、AとBの2人間の取引であり、第三者の介入を必要としません。
2. ブロックチェーンのスマートコントラクト署名:トランザクションプロセスはネットワーク全体にアナウンスされ、すべてのマイナーがそれを実行および検証します。 実行プロセス全体にプライバシーはなく、コンセンサスに達するにはネットワーク全体に公開する必要があるため、パフォーマンスが制限されます。

クライアント側の検証は防水性がありますか?

これを見て、疑問に思う人もいるようです。 分散型ビットコインブロックチェーン自体は従来のビジネスのセキュリティ問題を解決しますが、クライアント検証の導入により、ソリューションはオフチェーンに戻り、たとえそれが解決されたとしても詐欺の問題では、二重支出の問題を効果的に防ぐにはどうすればよいでしょうか?

「使い捨てシール」の導入

クライアント側の検証自体には二重支払い防止メカニズムが含まれていないため、この問題を解決するにはサードパーティの支援を導入する必要があります。 これを実現するために、クライアント検証で検証する必要があるすべてのコントラクトのすべての状態を、特定のビットコインの未使用トランザクション出力(UTXO)にバインドします。 UTXOには「使用済み」と「未使用」の2つの形式しかありません。 検証コントラクトのステータスを変更したい場合は、バインドされたUTXO(任意の金額が許容されます)を使用して、それを使用するトランザクションがブロックチェーンの確認を取得できるようにする必要があります。 さらに、それを使用するビットコイントランザクションは、状態遷移の内容の証明(ハッシュ値と同様に動作する)も提供する必要があります。 簡単に言うと、縛られたUTXOは、この状態の封蝋とみなすことができる「封筒」で、封筒を1枚ずつ開けたい場合は、封蝋を開封しなければなりません。

UTXOモデルに関するその他の注意事項

イーサリアムのアカウントモデルとは異なり、未使用のトランザクションアウトプット(UTXO)は、あるアドレスから別のアドレスに送信されますが、まだ送信されていません その後の取引で他の誰かに資金を送るために受取人が償還した暗号通貨の合計。

1. 例えば、アリスがボブに1ビットコインを送った場合、ボブはアリスから受け取ったBTCを使わない限り、UTXOを所有しています。 ボブが1BTCを費やすと、UTXOのライフサイクルは終了します。
   

2. ボブのウォレットが、ボブがアリスから1BTCを受け取ったトランザクションに1回しか参加していないと仮定すると、トランザクション検証者はボブのUTXO残高が1BTCであることを認識します。 ボブがキャロルに1BTCを送ると、彼のUTXOはすぐに0BTCになります。 その後、ボブが2回目の送金トランザクションでコインを二重に使おうとすると、バリデーターは、彼のUTXO残高が2回目の送金トランザクションとして使用するには不十分であることに気づきます。 そして、誠実なバリデーターは、彼の二重支払いトランザクションを伝播したり確認したりしません。

次の指数関数的な成長:ビットコインエコシステムが爆発的に増加

ビットコインの進化の中で、クライアント側の検証の設計は、サイドチェーンとカラーコインソリューションの集中化の問題を巧みに回避し、セキュリティをさらに向上させるために1回限りのシーリングメカニズムを導入しました。 現時点では、ビットコインエコシステムは一連の新しいプロトコルの誕生を先導しています。 その中で、RGBプロトコルは上記の概念に従うだけでなく、ライトニングネットワークとの互換性も提案し、無制限のスケーラビリティの基盤を築きます。 RGBプロトコルとライトニングネットワークの互換性はまだ完璧ではありませんが、私たちは将来に自信に満ちており、プロトコルの継続的な最適化を支援するインフラストラクチャが「ブロックチェーンの不可能な三角形」の長年の制限を突破すると信じています。

次のサイクルでのブロックチェーンの指数関数的な成長は、ビットコインエコシステムの爆発的な増加によって推進されるブロックチェーンの大規模な採用から来ると期待する理由が他にもあります。 私たちは、ビットコインが元の単一の価値の貯蔵を突破し、その通貨属性を強調すると信じています。 同時に、多様なソリューションを通じてより多くのアプリケーションをビットコインエコシステムに移植し続け、生態学的スケーラビリティと持続可能な開発を促進し、ブロックチェーンの世界に貢献し続けます。 無限の可能性をもたらします。

免責事項：

1. この記事は【Waterdrip】からの転載です。 すべての著作権は原作者[Echo, Infinitas]に帰属します。 この転載に異議がある場合は、 Gate Learn チームに連絡していただければ、迅速に対応いたします。
2. 免責事項:この記事で表明された見解や意見は、著者のものであり、投資アドバイスを構成するものではありません。
3. 記事の他言語への翻訳は、Gate Learnチームによって行われます。 特に明記されていない限り、翻訳された記事を複製、配布、盗用することは禁止されています。