ビットコインエコシステムの革新:ネットワークの拡張、スマートコントラクトとクロスチェーンブリッジの技術革命

ビットコインエコシステムの革新の道: テクノロジー革命と革新の発展を解析する

イントロダクション

2008年の金融危機後、中本聡はビットコインを創造し、分散型信頼の価値保存システムを開拓しました。10年以上の間、ビットコインは時価総額1兆ドルの「デジタルゴールド」へと成長し、通貨の哲学を再構築しました。

しかし、ビットコインの原始的なアーキテクチャの限界がますます明らかになっています。1秒あたり約7件の取引処理能力と限られたスクリプト機能では、大規模なアプリケーションの需要を満たすことが難しいです。中本聡が2011年に神秘的に消えたことも、コミュニティが創設者に依存して革新を推進するという考えを放棄させ、世界中の開発者がビットコインエコシステムの革新に積極的に参加するようになりました。

このビットコインのネイティブ欠陥によって引き起こされた技術革命は、ビットコインホワイトペーパーの想像を超えたエコシステムを形成しています。メインネットのスケーリング競争からライトニングネットワークのオフチェーン決済、Ordinalsプロトコルのオンチェーン刻印からStacks、Rootstockのスマートコントラクト、クロスチェーンブリッジングからBTCFiエコシステムに至るまで、ブロックチェーンエンジニアたちは驚くべき速度でビットコインに第二の生命を与えています。彼らは「信頼不要の信頼」という核心的価値を守りつつ、技術革新によって性能の制限を突破し、UTXOモデルのシンプルさを保ちながら複雑なスマートコントラクトを解除し、ビットコインの通貨主権を維持しつつ、その価値ネットワークを異種チェーンにまで広げています。

このパラダイム革命は、人々のビットコインに対する認識の境界を再形成しています。Ordinalsがすべてのサトシをデジタルメモリの媒体にする時、BRC-20がビットコインネットワーク上でDeFiの熱潮を再現する時、BitVMがオフチェーン計算とオンチェーン検証の協調を実現する時、ビットコインはもはや単なる記帳の「デジタルゴールド」ではなく、複雑な金融契約をサポートし、NFT文化を担い、マルチチェーン宇宙をつなぐスーパープロトコルへと進化しています。この革命はまだ終わっていません—分散化と安全性を守る前提の下、革新を通じてビットコインがより多くの人々に利益をもたらすことができることを期待し、この暗号パンク実験が最終的にデジタル文明を支える基盤オペレーティングシステムとなることを期待しています。

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ボディ

ビットコインエコシステムは近年急速に発展し、いくつかの重要なトラックが形成されました。2025年3月現在、ビットコインエコシステムの主要な発展方向は大まかに3つの側面にまとめることができます:

  • ネットワークのスケーリング
  • スマートコントラクト
  • クロスチェーンブリッジ

これらのビットコインエコシステムを再構築する重要な分野において、多くの有名なプロジェクトが登場しています。その中には、万億規模のエコシステムの基盤を支える成熟したソリューションもあれば、まだ概念検証の初期段階にあり、コミュニティの中で合意の境界を探求している実験的なプロトコルもあります。本記事では、ビットコインエコシステムの発展における三つの核心戦場を深く解剖し、ビットコインエコシステムの革命と革新の全景図をできる限り示します。

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一、ネットワークの拡張

( 1 ) 問題の原因

ビットコインは固定ブロックサイズと約10分のブロック生成時間を採用しているため、ビットコインネットワークは平均して毎秒約7件の取引しか処理できず、Visaの毎秒数万件の取引や他のパブリックブロックチェーンであるSolanaの毎秒千件以上の取引能力に比べて大幅に劣っています。取引のピーク時には、ビットコインネットワークが混雑しやすく、取引確認の遅延を引き起こし、メインネットが混雑すると取引手数料も急増し、1件の取引が数十ドルに達することもあります。

(# ) 2 (ソリューション

ビットコインネットワークの拡張は、ネットワークのセキュリティと分散化の特性を損なうことなく、技術的手段を通じて取引処理能力を向上させ、取引コストを削減するソリューションを指します。ネットワークの拡張の考え方は、オンチェーン拡張とオフチェーン拡張の2つのカテゴリーに分けられます。

  1. オンチェーンスケーリング

オンチェーンスケーリングは、メインチェーンのプロトコルを変更し、データの保存と検証方法を最適化することを目的としており、一定の程度でブロックの有効ペイロードと効率を向上させます。核心はブロックスペースの効率とプロトコルルールの革新にあります。主流のオンチェーンスケーリングソリューションは、技術的な経路に従ってさらに分割されることがあります。

)1### ブロック容量調整

ビットコイン設計の初めに、中本聡は各ブロックに1MBの容量制限を追加しました。この制限は後にネットワークの効率を制限する重要な要因の一つとなりました。したがって、ビットコインのブロック容量(を1MBから2MBまたはそれ以上)に直接拡大することが、ネットワークの拡張に関する最初の提案となりました。

2015年、ギャビン・アンドレセンとマイク・ハーンはビットコインのXTバージョン(Bitcoin XT)を提案し、ブロックサイズを8Mに増やそうとしました。しかし、ビットコインコミュニティ(Coreチーム)は、ブロックサイズの増加が一般ユーザーのノード運営コストを高め、ノードの集中化を引き起こし、中本聡の「ライトノード」設計原則に反すると考え、ブロックの「単純粗暴」な拡張を拒否しました。

"大規模ブロック"を推進する側と"小規模ブロック"を固守する側は合意に達することができず、最終的に2017年に、ウー・ジーハンを中心とした一部のマイナー団体がビットコインネットワークの"ハードフォーク"(Hard Fork01928374674839201を推進しました。彼らはプロトコルを修正し、ブロックの上限を1MBから32MBに引き上げ、単一のブロックにより多くの取引を収容し、理論的なTPSを大幅に100-200に引き上げました。修正されたプロトコルは旧バージョンと互換性がなくなったため、元のプロトコル)であるビットコイン(と並行して存在する新しい通貨が生まれました—ビットコインキャッシュ)BCH(。

BCHの誕生当初はマイナーコミュニティから熱烈に歓迎されましたが、ストレージ/帯域幅のハードルが上がったため、フルノードの数はビットコインの約1%に過ぎず、分散化の程度が著しく低下しました。

時価総額の観点から見ると、2018年のBCHのピーク時にはBTCとの交換比率が約0.18でしたが、今では1BCHは約0.004BTCしか交換できません。つまり、BCHのブロック容量調整案は徐々にビットコインコミュニティに見捨てられています。

全面的にすべてのブロック容量を向上させる「過激な提案」以外にも、初期のコミュニティメンバーからブロック容量を動的に調整する妥協案が提案されたことがある。核心的な考えは、ネットワークの負荷に応じてブロックの上限を自動的に調整し、固定値の硬直性を避けることだ。しかし、この種の提案もコミュニティの意見の相違のためにビットコインネットワークには採用されなかった。

)2( ブロックスペース最適化

直接ブロック容量を調整する方法の他に、ブロックスペースを最適化してビットコインネットワークの効率を向上させる提案をしている開発者もいます。現在広く採用されている方法は主に隔離証人)SegWit(とTaprootです。

SegWitは2017年に正式に実施され、取引データを再編成することによってビットコインネットワークの取引処理能力を向上させました。それは、証明データを取引データから分離し、ブロックの独立した部分に保存します。これにより、単一の取引のデータ量が減少し、ブロックサイズを増加させることなく、より多くの取引を収容できるようになり、オンチェーンスループットを約10-15 TPSまで直接向上させます。SegWitは誕生以来、ビットコインコミュニティから広く受け入れられ、ほとんどのウォレットと取引所がSegWitアドレス)をサポートしています。古いウォレットとの互換性のために設計されたNested SetWitアドレスは3で始まり、ネイティブ隔離証明のNative SegWitアドレスはbc1で始まります(。それは、取引速度と拡張性を効果的に向上させ、同時に取引手数料を削減します。

Taprootは2021年に実施された重要なアップグレードで、アップグレード内容は実際にはBIP340、BIP341、BIP342の3つの提案を含んでいます。これはSchnorr署名やマークル抽象構文木)MAST(などの技術を組み合わせており、取引のプライバシー、効率性、およびスケーラビリティを向上させることを目的としています。Taprootは複数の署名を1つの署名に統合することを許可し、取引検証プロセスを簡素化すると同時に、複雑な取引の詳細(複数署名やタイムロックなどの条件)を隠すことができます。Taprootはビットコイン取引のプライバシーと柔軟性を向上させ、特にマルチシグ取引や軽量スマートコントラクトのシーンで際立っています。しかし、そのスループットの向上効果は限られており、主に機能拡張に集中しており、容量の突破には至っていません。

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  1. オフチェーンスケーリング

オフチェーンスケーリングは、オフチェーンで取引を処理し、メインチェーンで最終的に決済する構造を通じて、メインチェーンプロトコルを変更することなくスループットを向上させます。これは、「分散型の安全性」と「パフォーマンスの拡張」のバランスを核心的に解決します。主流のオフチェーンスケーリングソリューションは、技術的な道筋に従ってさらに分割されることができます。

)1( ステートチャネル

ステートチャネル)ステートチャネル(は本質的にLayer 2ソリューションの一種であり、その原理はオフチェーンで複数の信頼できるチャネルを構築し、チャネルが開かれたときと閉じられたときのみメインチェーンと相互作用することです。取引の両者はチャネル内で高頻度、低コストの取引を行い、チャネルが閉じられるときや一方がチャネルから資金を引き出したいときに最終的な状態をメインチェーンに提出して決済します。

現在最も有名な状態チャネルの実践は、ライトニングネットワーク)Lightning Network(であり、導入以来広く注目され、利用されています。現在、多くのビットコイン財布と決済プラットフォームがライトニングネットワークをサポートしており、取引速度の向上と取引コストの削減において素晴らしい成果を上げています。特にマイクロペイメントシーンに適しています。その利点は、メインネットの安全性を継承し、オフチェーン取引の手数料が非常に低いことです。一方、欠点は、単純な支払いしかサポートされず、より複雑なアプリケーションのニーズを満たすことが難しいことです。また、ライトニングネットワークに適用される資金は事前にロックされる必要があり、チャンネル参加者間の取引に限られます。

現在、ライトニングネットワークのアクティブノード数は1万を超え、チャンネルは4万を超え、ライトニングネットワーク内の資金は数千枚のBTCに達しています。

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)2( サイドチェーン

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は独立したブロックチェーンで、双方向アンカー機構を通じてビットコインのメインチェーンと接続されています。ユーザーは、ビットコインをメインチェーンからサイドチェーンに移動させて取引を行い、その後取引結果をメインチェーンに戻すことができます。サイドチェーンは異なるコンセンサス機構や取引ルールを持つことができ、より高い取引速度とより豊富な機能を実現します。サイドチェーンの発展を探求する初期のプロジェクトの一つはRootstockです。

Rootstock)RSK(は2018年1月にリリースされ、ビットコインネットワーク上で初めてEVMに互換性のあるサイドチェーンです。Rootstockのネイティブトークンは、ビットコインにペッグされた通貨Smart BTC)RBTC(で、取引手数料の支払いにも使用されます。Rootstockの主な革新には、マージマイニングと双方向ブリッジメカニズムが含まれます。マージマイニングは、Rootstockブロックチェーンがビットコインと同じPoWコンセンサスアルゴリズムを使用することを指し、ビットコインマイナーはビットコインとRootstockブロックを同時にマイニングすることができ、追加のリソースを必要とせずにマイナーの収益性を向上させます。双方向ブリッジ)Powpeg(は、ビットコインとRBTC間のシームレスな変換をサポートし、ビットコインが両者の間で自由に移動できるようにし、同時に取引コストを削減します。

Rootstockの発展を制約するボトルネックは主に二つあります。一つはサイドチェーンの安全性が自身のコンセンサスに依存しており、ユーザーがその安全性を信頼する必要があること。もう一つはエコシステムが十分に成熟しておらず、十分な開発者、パートナー、ユーザーの参加が欠けていることです。そのため、数年の発展の後でも、RootstockのTVLのピークは約2億ドルに過ぎません。

)3( ロールアップ

Rollup技術は、オフチェーンで取引を処理し、圧縮された取引データをビットコインメインチェーンに提出することで、取引スループットを向上させます。異なる検証方法に基づいて、Rollupの主な2つのタイプはOptimistic RollupsとZK Rollupsです。Optimistic Rollupsは取引が有効であると仮定し、争いが発生した場合にのみ検証を行います; ZK Rollupsはゼロ知識証明技術を使用して各取引を検証します。

Rollup技術はイーサリアムなどのブロックチェーンで広く使用されているため、多くのプロジェクトがビットコインのオフチェーンスケーリングにおけるその応用を探求しています。2023年12月、Robin Linusは「BitVM:Compute Anything On Bitcoin」というタイトルのホワイトペーパーを発表し、BitVMの構想を初めて提案しました。BitVMの設計思想はOptimistic Rollupに似ており、詐欺証明とチャレンジ・レスポンスプロトコルに基づいていますが、ビットコインのコンセンサスルールを変更する必要はありません。BitVMの基盤となる原則はシンプルで、主にハッシュロック、タイムロック、大規模なTaprootツリーに基づいています。BitVMは99%の計算をオフチェーンに移動させ、争いがある場合のみオンチェーンで詐欺証明を検証します。これによりビットコインのメインチェーンの安全性を活用し、混雑や高コストを回避します。

Optimistic Rollup以外にも、ZK Rollupをビットコインエコシステムに導入しようとする開発者がいます。この技術は技術的なブレークスルーとエコシステムの芽生えの重要な段階にあります。

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コメント
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IntrovertMetaversevip
· 22時間前
コインを発行の老ウォレット了
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MetaverseHobovip
· 22時間前
TPSだけを見て批判するのはおかしい。技術の突破は一夜にして成し遂げられるものではないよ。
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SerumSquirrelvip
· 22時間前
サトシナカモトはどこに行ったのでしょうか?再び戻ってくることはできるのでしょうか?
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JustAnotherWalletvip
· 22時間前
ああ、サトシナカモトが帰ってきたら、こんなにたくさんの操作を見て血を吐くだろう。
原文表示返信0
RugPullAlarmvip
· 22時間前
オンチェーンデータは真実を教えてくれる。tps7はまだ拡張を吹いているが、すでにライトニングネットワークに罠にかかっている。
原文表示返信0
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