ビットコインの完全分散型クロスチェーンソリューションはレイヤー2を爆発させる

01.BTCレイヤー2とは何ですか?

BTC レイヤ 2 は、BTC ネットワーク上のオーバーレイ ネットワークです。その主な目的は、トランザクションのスループット不足とBTCネットワークの拡張の難しさの問題を解決することです。現在のビットコイン ネットワークは依然として 1 秒あたり数千件のトランザクション (TPS) を処理できず、BTC ネットワークを効果的かつ広範囲に使用するには、より高いスループットが必要です。この場合、「レイヤー 2」は、ブロックチェーンのスケーラビリティ問題に対して提案されているさまざまなソリューションを指します。平たく言えば、レイヤー 1 はビットコインのパブリック チェーンを指し、BTC ネットワークの低スループットと高額な手数料の問題を解決するために、トランザクションをレイヤー 2 に転送して処理し、結果をレイヤー 2 に返すことができます。 1、BTCネットワークへの圧力を軽減し、BTCの流動性とスケーラビリティを拡大します。

02. 主流の3つのレイヤー2の比較

世界トップ 2 のパブリック チェーンとして、ビットコインとイーサリアムは現段階でレイヤー 2 の開発を精力的に行っています。現在、BTC レイヤー 2 には主に、Liquid Network、Lighting Network、ChainX の 3 つの主流製品があります。

“Liquid Network”

3つの本流 | NO.1

Liquid は、Blockstream によって開発された Bitcoin メイン チェーンのサイドチェーンです。トレーダーと取引所のためのサイドチェーン ベースの決済ネットワークです。その開発チームである Blockstream は、ビットコインとブロックチェーン テクノロジーの世界的リーダーであり、BTC の運用と保守を担当しています。コアコード。 Liquidネットワークでは、より高速かつプライベートなビットコイン取引やデジタル資産の発行が実現できるが、Liquidの機能は単一であり、複数署名の保管は集中化しすぎ、手数料も高価である。

“Lighting Network”

3つの本流 | NO.2

ライトニングネットワークもBlockstream社が開発した製品です。ライトニングネットワークは、ビットコインの二次決済プロトコルとして、ビットコインのPoWメカニズムにおける非効率性の問題をある意味で解決します。このプロジェクトは、RSMC (シリアル有効期限取消可能契約) と HLTC (ハッシュ タイムロック契約) を巧みに使用して、オフチェーン決済ネットワークを構築します。ライトニングネットワークは、ステートチャネルによって実現されるオンチェーンとオフチェーンの連携に基づいており、ユーザーに即時かつ低コストのビットコインマイクロペイメントを提供しますが、単一機能であり、手数料が高く、適さないという問題もあります。現在一般人が使用するもの。

“ChainX”

3つの本流 | NO.3

ChainX は、PolkaX チームによって開発されています。このチームは、ブロックチェーンとプライバシー暗号化通信の分野における最先端技術の探求に注力しており、BTC レイヤー 2 拡張、デジタル アセット ゲートウェイ、および Polkadot セカンダリの開発と研究に取り組んでいます。リレーチェーン。 ChainX は、ライトノード + マルチシグネチャ ホスティングによって実装されるクロスチェーン テクノロジーを通じて EVM/WASM 契約の拡張をサポートします。 ChainX を使用すると、ユーザーは便利な資産クロスチェーン、迅速な支払い、安全なトランザクションを実現できます。しかし、現時点では、マルチシグネチャは集中化しすぎており、決済手数料が高すぎるため、EVM/WASM 技術はテストネットワークの状態にあり、メインネットワークには適用されていません。

03. TaprootアップグレードはBTCになります

技術革命

ビットコイン改善提案 (BIP) はビットコインに新しい機能や情報を導入する設計文書ですが、タップルートのアップグレードは、Schnorr Signatures (BIP 340)、Taproot (BIP 341)、Tapscript (BIP 342) という 3 つの BIP をまとめたものです。 3 つのアップグレードは総称して BIP Taproot と呼ばれます。これは、ビットコインに、より効率的で柔軟かつプライベートな送信方法をもたらします。その中核となるのは、Schnorr 署名とメルケル抽象構文ツリー (MAST) の使用です。

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▲図1

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▲図2

現在のほとんどのブロックチェーンは ECDSA マルチ署名アルゴリズムを使用しています。ブロック データの場合、各ノードは独自の秘密キーを使用して独立したデジタル署名を生成し、それを他のノードにブロードキャストします。他のノードは署名を検証し、それをデータの次のブロックに書き込みます。この方法を使用すると、コンセンサス ノードの数が多い場合、コンセンサス ブロックの各ラウンドに格納される署名データが増加し続け、ストレージ スペースを占有します。新しいノードがネットワークに参加し、履歴ブロックを同期する必要があるときは常に、大量の署名データがネットワーク帯域幅に大きな課題をもたらします。

集約署名テクノロジーを使用した後、図 2 に示すように、各ノードは他のノードによってブロードキャストされた集約署名フラグメントを収集し、集約署名フラグメントを保存します。このようにして、新しいノードが参加するとき、集約された署名データをダウンロードして履歴ブロックを同期するだけで済み、ネットワーク帯域幅の占有が大幅に削減され、トランザクション手数料の支出が削減されます。

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▲図3

MAST (マークル抽象構文ツリー) は、マークル ツリーを使用して複雑なロック スクリプトを暗号化し、そのリーフは一連の重複しないスクリプト (マルチシグネチャやタイム ロックなど) です。支出するときは、関連するスクリプトと、そのスクリプトからマークル ツリーのルートまでのパスを公開するだけです。図 3 に示すように、スクリプト 1 を使用するには、スクリプト 1、スクリプト 2、およびハッシュ 3 を公開するだけで済みます。

MAST の主な利点は次のとおりです。 まず、複雑な支出条件をサポートします。 2 つ目は、実行されていないスクリプトやトリガーされていない支出条件を公開せずに、より優れたプライバシー保護を提供することです。 3つ目はトランザクションサイズの圧縮です。スクリプトの数が増加すると、非 MAST トランザクション サイズは直線的に増加しますが、MAST トランザクション サイズは対数的に増加します。

ただし、Taproot のアップグレードには問題があります。つまり、P2SH は一般的な公開鍵ハッシュへの支払い (P2PKH) のパフォーマンスと同じではなく、プライバシー保護の問題もまだ残っています。 P2SH と P2PKH をオンチェーン上で同じように見せることは可能ですか?

この目的のために、Taproot は一連のソリューションを提案しました。署名者の数が限られているスクリプトの場合、スクリプトは 2 つの部分に分解できます。最初の部分は複数の署名で、すべての署名者が特定の支出結果に同意します。 "協力的支出"; 2 番目の部分は "非協力的支出" と呼ばれ、非常に複雑なスクリプト構造を持つ可能性があります。これら 2 つの部分は「または」の関係にあります。

図 3 に示すように、スクリプト 3 は 2-of-2 マルチ署名であり、有効であるためにはアリスとボブの両方が署名する必要があります。これは「協力支出」であり、スクリプト 1 と 2 は「非協力支出」です。 。 「共同支出」と「非共同支出」の両方がこの出力を費やすことができます。以下の場合です。

（１）「非協力支出」スクリプトでは、前述のMAST方式を採用し、マークルツリーのルートをMerkleRootで表現する。

(2)「協力支出」スクリプトには、シュノア署名に基づく多重署名アルゴリズムが採用されています。 Pa と Pb がそれぞれアリスとボブの公開鍵を表し、Da と Db がそれぞれアリスとボブの秘密鍵を表すものとします。したがって、集約公開キーの公開キーは P=Pa+Pb であり、対応する秘密キーは Da+Db です。

(3) 「協力支出」と「非協力支出」を組み合わせて P2PKH 形式にし、その公開鍵は次のとおりです: P=P+H(P||MerkleRoot)G; 対応する秘密鍵は Da+Db +H(P ||マークルルート)。

(4) アリスとボブが「共同支出」に同意する場合、Da+Db+H(P||MerkleRoot) を使用できます (どちらか一方のみが H(P||MerkleRoot) を秘密鍵に追加する必要があります)。オンチェーンでは、これは、基礎となる MAST を明らかにすることなく、公開キーと対応する秘密キーを使用して P2PKH トランザクションのように動作します。

04. ChainXとTaprootの組み合わせ

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▲図4

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▲図5

集約されたマルチシグネチャ アドレスの資産を転送するには、マルチシグネチャ トランザクションを開始する必要があり、マルチシグネチャ トランザクションの実行が指定されたしきい値に達する必要があります。このしきい値は通常、合計割合の 2/3 に設定されます。 。集約された署名の形式で、ユーザーとトラストは共同でマルチ署名トランザクションを開始できます。このトランザクションでは、ユーザーの署名が総ウェイトの 1/3 を占め、他のトラストの署名ウェイトが 2/3 近くになります。この設定では、保管中の BTC が送金を完了するための前提条件は、ユーザーがトランザクションに署名し、他の信託の合計ウェイトが 2/3 未満であることです。たとえすべてが合格したとしても、マルチ署名トランザクションは実行できません。完成すること。したがって、ユーザーが集約された署名に参加すると、ユーザー自身が保管資産を効果的に制御できるようになり、以前のスキームにおける信頼の一元管理が軽減されます。

集約された署名のスキームは、トランザクション スクリプトのバイト数を効果的に圧縮して、トランザクション手数料を大幅に削減することができ、カストディアンの最大数はありません。カストディアンの数 N の増加に伴い、ChainX の分散化の程度は増加し続けます。

05. Layer2 最大の市場はどこですか?

暗号通貨のリーダーとして、ビットコインはすでに「デジタルゴールド」に向けて発展しています。次に、BTCネットワークのセキュリティと分散化にさらに焦点を当て、BTCレイヤー2の開発はビットコインを強化することになります。流動性によりビットコインは、少額決済や日常消費に使用され、ビットコインの影響力が拡大しています。

ただし、BTC レイヤー 2 は長い間開発されておらず、たとえば、ビットコインのマイクロペイメント専用のライトニング ネットワーク (Lightning Network) は数年間の苦労を経て、ETH で発行された BTC の数と比較すると、ロックされたビットコインの数はわずかでもありませんが、その理由はビットコインテクノロジーのスケーラビリティの低さです。しかし、今回のTaprootのアップグレードはこの問題点を完全に解決し、BTCレイヤー2アプリケーションの数は必然的に指数関数的に増加することになると同時に、BTCレイヤー2の開発は世界通貨としてのBTCの地位をさらに安定させるでしょう。 「デジタルゴールド」の位置付けで競争を有利に進める。

ETH レイヤー 2 の現段階を振り返ると、すでに市場の大部分を占めているため、BTC レイヤー 2 ネットワークは開発の初期段階で追いつく段階にありますが、誰が最大のネットワークを獲得できるかは疑いの余地がありませんレイヤー2市場、最終的にはBTC 技術的にはレイヤー2とETHレイヤー2に大きな違いはありませんが、市場価値の点ではビットコインが絶対的な優位な立場にあることは明らかです。