オリジナル：Mohamed Fouda，Alliance DAO

編集者: Deep Wave TechFlow

ビットコインスポットETFはここ数週間で大きな話題となっている。こうした議論が沈静化すると、コミュニティの注目はビットコインの構築に戻りました。これは、「ビットコインのプログラマビリティを向上させるにはどうすればよいか?」という質問に答えることを意味します。

現時点では、ビットコインの L2 がこの質問に対する最も有望な答えです。この記事では、ビットコイン L2 を以前の研究と比較し、最も有望なビットコイン L2 プロジェクトのいくつかについて説明します。次に、この記事では、ビットコイン L2 に関連する興味深い起業の機会について説明します。

パーミッションレスなビットコインを守る

現在、多くの投資家は規制された商品を通じてビットコインに投資できるため、レバレッジ取引や住宅ローンなどの従来の金融（TradFi）商品でBTCを取引できます。ただし、これらの製品はネイティブ BTC を使用しません。代わりに、発行者によって管理される TradeFi バージョンの BTC が使用され、ネイティブ BTC は管理者によってロックされます。時間が経つにつれて、BTCのTradeFiバージョンがBTCを保持および使用する主要な方法となり、BTCを分散型の許可のない資産からウォール街によって管理される別の資産に変える可能性があります。ビットコイン本来のパーミッションレスな性質は、古い金融システムによるビットコインの管理に抵抗する唯一の方法です。

ビットコインネイティブ製品の構築

L1 アプリケーション

開発者は、L1 に他の機能を実装することを何度も試みてきました。これらの取り組みは、任意のデータを運ぶビットコイントランザクションの機能を活用することに焦点を当てています。この任意のデータは、資産や NFT の発行や転送などの追加機能を実装するために使用できます。ただし、これらの機能はビットコイン プロトコルの一部として構築されていないため、これらのデータ フィールドを解釈して操作するには追加のソフトウェアが必要です。

これらの取り組みには、Colored Coins、Omni Protocol、Counterparty、そして最近では Ordinals が含まれます。 Omni は当初、ビットコイン L1 での USDT の発行と転送に使用され、その後他のチェーンにも拡張されました。 Counterparty は、ビットコイン スタンプと SRC-20 トークンの基盤となるテクノロジーです。現在、序数は、碑文を使用してビットコインで NFT および BRC-20 トークンを発行するための標準です。

Ordinals は立ち上げ以来大成功を収め、2 億ドルを超える手数料を生み出しています。その成功にもかかわらず、Ordinals は資産の発行と譲渡に限定されています。序数を使用して L1 にアプリケーションを実装することはできません。ビットコインのネイティブ プログラミング言語であるビットコイン スクリプトの制限により、AMM や融資などのより複雑なアプリケーションを構築することはほぼ不可能です。

BitVM

ビットコイン L1 の機能を拡張する試みの 1 つが BitVM です。この概念は、ビットコインの Taproot アップグレードに基づいて構築されています。 BitVM の概念は、プログラムのオフチェーン実行を通じてビットコインの機能を拡張し、不正証明を通じてプログラムの実行がオンチェーンで異議を唱えられることを保証することです。 BitVM は任意のロジックをオフチェーンで実装するために使用できるように見えますが、実際には、L1 で不正行為の証明を実行するコストは、オフチェーン プログラムのサイズに応じて急速に増加します。この問題により、BitVM の適用可能性が、信頼を最小限に抑えた BTC ブリッジングなどの特定の問題に制限されます。今後のビットコイン L2 の多くはブリッジングに BitVM を利用します。

BitVM の動作の簡略図

側鎖

ビットコインのプログラマビリティの制限を解決するもう 1 つの方法は、サイドチェーンを使用することです。サイドチェーンは、EVM と互換性のある独立した完全にプログラム可能なブロックチェーンであり、ビットコイン コミュニティと連携してサービスを提供しようとします。 Rootstock、Blocksteam の Liquid、Stacks V1 はこれらのサイドチェーンの例です。

ビットコインのサイドチェーンは何年も前から存在していますが、一般的にビットコインユーザーを引き付ける上での成功は限られています。たとえば、Liquid サイドチェーンにブリッジされている BTC は 4,500 未満です。ただし、Rootstock の Sovryn や Stacks の Alex など、これらのチェーン上に構築された一部の DeFi アプリケーションは良好な結果を達成しています。

ビットコイン L2

ビットコイン L2 は、BTC に基づいたパーミッションレス アプリケーションの構築に注目されています。サイドチェーンと同じ利点を提供できますが、ビットコインのベースレイヤーに由来するセキュリティ保証が付いています。ビットコイン L2 が実際に何であるかについては、終わりのない議論が続いています。この記事では、この議論を避け、代わりに L2 を L1 と完全に結合する方法に関する主な考慮事項について説明し、いくつかの有望な L2 プロジェクトについて説明します。

ビットコイン L2 要件

L1セキュリティ

ビットコイン L2 の最も重要な要件は、そのセキュリティを L1 のセキュリティから派生することです。ビットコインは最も安全なチェーンであり、ユーザーはこのセキュリティを L2 まで拡張することを望んでいます。たとえば、ライトニングネットワークはすでにこれを実現しています。

これがサイドチェーンがサイドチェーンとして分類される理由であり、独自のセキュリティを備えています。たとえば、Stacks V1 はセキュリティを確保するために STX トークンに依存しています。

実際にセキュリティ要件を実装することは非常に困難です。 L1 が L2 を安全にサポートできるようにするには、L1 が特定の計算を実行して L2 の動作を検証できる必要があります。たとえば、イーサリアムのロールアップは、イーサリアム L1 がゼロ知識証明 (zk ロールアップ) を検証したり、不正証明 (楽観的ロールアップ) を検証したりできるため、L1 からセキュリティを取得します。ビットコインの現在のベースレイヤーには、これらの操作を実行するための計算能力が不足しています。ベースレイヤーがロールアップによって送信された ZKP を検証できるように、新しいオペコードをビットコインに追加するという提案があります。さらに、BitVM のような提案は、L1 を変更せずに不正防止方法を実装しようとしています。 BitVM が直面する課題は、不正行為の証明にかかるコストが非常に高くなり (数百の L1 トランザクション)、実用化が制限されることです。

L2 が L1 レベルのセキュリティを実現するには、L1 が L2 トランザクションの不変レコードを持つ必要があります。これはデータ可用性 (DA) 要件と呼ばれます。これにより、L1 チェーンのみを監視するオブザーバーが L2 状態を検証できるようになります。碑文を通じて、L2 トランザクション記録をビットコイン L1 に埋め込むことができます。ただし、これにより、スケーラビリティという別の問題が生じます。ビットコイン L1 のブロック時間は 10 分ごとに 4 MB に制限されているため、データ スループットは約 1.1 KB/秒に制限されます。 L2 トランザクションがトランザクションあたり約 10 バイトに高度に圧縮されている場合でも、すべての L1 トランザクションが L2 データの保存に使用されると仮定すると、L1 は 1 秒あたり約 100 トランザクションの L2 スループットしかサポートできません。

L1 から L2 への信頼最小化ブリッジ

イーサリアム L2 では、L2 へのブリッジは L1 によって制御されます。 L2 へのブリッジ (ペグイン) は、本質的に、L1 で資産をロックし、L2 でそれらの資産のコピーを作成することを意味します。イーサリアムでは、これは L2 ネイティブ ブリッジ スマート コントラクトを通じて実現されます。このスマート コントラクトは、L2 にブリッジされたすべての資産を保存します。スマート コントラクトのセキュリティは、L1 バリデーターによって実現されます。これにより、L2 へのブリッジングが安全になり、信頼が最小限に抑えられます。

ビットコインでは、L1 マイナーのセット全体によって保護されたブリッジを実現することは不可能です。代わりに、マルチシグネチャウォレットを使用して L2 アセットを保存するのが最善の選択肢です。したがって、L2 ブリッジングのセキュリティは、マルチシグネチャ セキュリティ、つまり署名者の数、その ID、およびペグインおよびペグアウト操作の保護方法に依存します。 L2 ブリッジのセキュリティを向上させる 1 つの方法は、すべての L2 ブリッジ資産を保持するために単一のマルチシグネチャ ウォレットの代わりに複数のマルチシグネチャ ウォレットを使用することです。この例には、複数の署名者がスラッシュ可能な担保を提供する必要がある TBTC が含まれます。同様に、提案されている BitVM ブリッジでは、マルチシグ署名者が保証金を提供する必要があります。ただし、このマルチ署名では、どの署名者でもペグアウト トランザクションを開始できます。ペグアウト インタラクションは、BitVM の不正行為の証拠によって保護されます。署名者が悪意のある動作をした場合、他の署名者 (検証者) が L1 で不正証明を提出し、悪意のある署名者が排除される可能性があります。

ビットコイン L2 の現在のステータス

ビットコイン L2 プロジェクトの概要と比較

Chainway

Chainway はビットコイン上に ZK ロールアップを構築しています。 Chainway ロールアップは、ロールアップの ZKP と状態の差分を保存する DA レイヤーとしてビットコイン L1 を使用します。さらに、ロールアップは証明の再帰を利用して、新しい証明のそれぞれが以前の L1 ブロックで公開された証明を集約します。この証明では、「強制トランザクション」も集計されます。これは、L2 に強制的に含めるために L1 でブロードキャストされる、L2 に関連するトランザクションです。この設計にはいくつかの利点があります。

• トランザクションを強制すると、ロールアップのシーケンサーが L2 トランザクションを検閲できなくなり、ユーザーはこれらのトランザクションを L1 でブロードキャストすることで含めることができるようになります。

• 証明の再帰を使用するということは、各ブロックの証明者が前の証明を検証する必要があることを意味します。これにより信頼の連鎖が形成され、無効な証明が L1 に含まれないことが保証されます。

Chainway チームは、証明の検証とペグイン/アウト トランザクションが正しく実行されることを保証するために BitVM を使用することについても議論しました。 BitVM を使用してブリッジされたトランザクションを検証すると、ブリッジされたマルチシグの信頼仮定が正直な少数に減ります。

Botanix

Botanix はビットコイン用の EVM L2 を構築しています。ビットコインとの一貫性を向上させるために、Botanix L2 はコンセンサスを達成するための PoS アセットとしてビットコインを使用します。 L2 バリデーターは、L2 で実行されるトランザクションから手数料を受け取ります。さらに、L2 は碑文を使用して、L1 上のすべての L2 トランザクションのマークル ツリー ルートを保存します。これにより、L2 トランザクション ログは変更できないため、L2 トランザクションに部分的なセキュリティが提供されますが、これらのトランザクションの DA は保証されません。

Botanix は、Spiderchain と呼ばれる分散型マルチシグネチャ システムのネットワークを通じて L1 から L2 へのブリッジングを処理します。マルチ署名の署名者は、コーディネーターのセットからランダムに選択されます。コーディネーターはユーザーの資金を L1 にロックし、L2 で同量の BTC を鋳造するための声明に署名します。コーディネーターは、この役割を獲得するために保証金を差し入れます。悪質な行為があった場合、保証金は減額されます。

Botanix はパブリック テストネットを立ち上げており、メインネットは 2024 年前半にローンチされる予定です。

Bison Network

Bison は、ソブリン ロールアップ スタイルを使用してビットコイン L2 を実装します。 Bison は STARK を使用して zk ロールアップを実装し、生成された ZKP とトランザクション データを L1 に保存するメカニズムとして Ordinals を使用します。ビットコインは L1 でこれらの証明を検証できないため、検証はユーザーに委任され、ユーザーは自分のデバイスで ZKP を検証します。この意味で、Bison はむしろ Optimistic Rollup に似ていますが、不正行為の証拠はありません。

ビットコインの L2 ブリッジング操作には、Bison は離散対数契約 (DLC) を使用します。 DLC は L1 によって保護されていますが、外部のオラクルに依存しています。このオラクルは、L2 ネットワークの状態を読み取り、その情報をビットコインの L1 ネットワークに渡します。オラクルが集中管理されている場合、オラクルは L1 ネットワーク上にロックされた資産を悪意を持って使用する可能性があります。したがって、Bison が最終的に分散型 DLC オラクルに移行することは非常に重要です。

現在、Bison は特定の仮想マシン (VM) をサポートしていません。 Bison オペレーティング システムは、Bison 証明者によって証明できるトークン コントラクトなどのいくつかのコントラクトを実装しています。

Stacks V2

Stacks は、ビットコインのプログラマビリティの拡張に焦点を当てた最初のプロジェクトの 1 つです。スタックは、ビットコイン L1 との整合性を高めるために改良されています。この記事の議論の焦点は、2024 年 4 月にメインネットでリリースされる予定の次期 Stacks V2 です。 Stacks V2 は、L1 との一貫性を向上させる 2 つの新しい概念を実装しています。最初のバージョンはナカモトバージョンで、ビットコインのブロックとファイナリティを遵守するためにスタックスのコンセンサスを更新します。 2 つ目は、sBTC と呼ばれる改良されたビットコイン ブリッジング テクノロジーです。

ナカモトでは、ビットコインを L1 ネットワークに預金として投稿するマイナーによってスタックのブロックがマイニングされます。スタックマイナーがブロックを作成すると、ブロックはビットコインの L1 ネットワークに固定され、L1 ネットワーク上のプルーフオブワーク (PoW) マイナーから確認を受け取ります。ブロックが 150 件の L1 ネットワーク確認を受信すると、そのブロックは最終とみなされ、ビットコイン L1 ネットワークをフォークせずにフォークすることはできません。この時点で、ブロックをマイニングしたスタックマイナーには STX が報酬として与えられ、彼らの BTC 入金はネットワーク上のスタッカーに分配されます。このようにして、150 ブロック (約 1 日前のブロック) より古いスタック ブロックは、ビットコイン L1 ネットワークのセキュリティに依存します。新しいブロック (確認数 150 未満) の場合、スタック チェーンはスタッカーの 70% がフォークをサポートする場合にのみフォークできます。

スタックのもう 1 つのアップグレードは sBTC です。これは、BTC をスタックにブリッジするためのより安全な方法を提供します。アセットをスタックにブリッジするには、ユーザーは L2 ネットワーク上のスタッカーによって制御される L1 ネットワーク アドレスに BTC を預けます。入金トランザクションが確認されると、sBTC が L2 ネットワーク上で鋳造されます。ブリッジ BTC の安全性を確保するために、スタッカーはブリッジ BTC の価値を超える STX をデポジットとしてロックアップする必要があります。スタッカーは、L2 ネットワークからの引き換えリクエストを実行する責任もあります。引き換えリクエストは、L1 ネットワーク トランザクションとしてブロードキャストされます。確認後、スタッカーは L2 ネットワーク上の sBTC を破棄し、協力して L1 トランザクションに署名し、ユーザーの BTC をレイヤー 1 ネットワーク上に解放します。この作業では、スタッカーには前述のマイナー デポジットが報酬として与えられます。このメカニズムは Proof of Transfer (PoX) と呼ばれます。

スタックは、マイナー PoX デポジット、償還トランザクションなどの多くの重要な L2 トランザクションを L1 ネットワーク トランザクションとして実行する必要があるため、ビットコインと一致しています。この要件により、ブリッジング BTC の調整とセキュリティが向上しますが、L1 の変動性と高額な手数料によりユーザー エクスペリエンスの低下が生じる可能性があります。全体として、アップグレードされたスタック設計により V1 の問題の多くが解決されましたが、まだいくつかの弱点があります。これには、L2 のネイティブ アセットとしての STX の使用や、トランザクション コードとスマート コントラクト コードのハッシュのみが L1 ネットワーク上で利用できる L2 データの可用性が含まれます。

BOB

Bulid-on-Bitcoin (BOB) は、ビットコインと連携するように設計されたイーサリアム L2 です。 BOB はイーサリアム上でオプティミスティック ロールアップとして実行され、EVM 実行環境を使用してスマート コントラクトを実装します。

BOB は当初、さまざまなタイプのブリッジ BTC (WBTC、TBTC V2) を受け入れますが、将来的には BitVM を使用したより安全な双方向ブリッジ技術を採用する予定です。

WBTC や TBTC もサポートする他のイーサリアム L2 と差別化するために、BOB はユーザーがビットコイン L1 と直接対話できる機能を構築しています。 BOB SDK は、ユーザーがビットコイン L1 でトランザクションに署名できるようにする一連のスマート コントラクト ライブラリを提供します。 L1 でのこれらのトランザクションの実行は、ビットコイン ライト クライアントによって監視されます。ライト クライアントは、Simple Verification (SPV) のためにビットコイン ブロックのハッシュを BOB に追加し、送信されたトランザクションが L1 で実行され、ブロックに含まれていることを確認します。もう 1 つの機能はスタンドアロン zkVM で、開発者は Bitcoin L1 用の Rust アプリケーションを作成できます。正しく実行されたことの証明は、BOB ロールアップで検証できます。

BOB の現在の設計は、ビットコイン L2 よりもサイドチェーンに似ています。これは主に、BOB のセキュリティがビットコインのセキュリティではなくイーサリアム L1 に依存しているためです。

SatoshiVM

SATOSHIVM は、zkEVM Bitcoin L2 の立ち上げを計画しているもう 1 つのプロジェクトです。このプロジェクトは 1 月初旬に誕生し、テストネットを立ち上げました。このプロジェクトの技術的な詳細に関する情報はほとんどなく、プロジェクトの背後にある開発者が誰であるかは不明です。 SATOSHIVM の乏しい技術文書では、データの可用性 D) にビットコイン L1 を使用すること、L1 でのブロードキャスト トランザクションをサポートすることで検閲に抵抗すること、L2 のゼロ知識証明を検証するために BitVM のような不正証明を使用することについて言及しています。

匿名であるため、このプロジェクトに関しては多くの論争があります。いくつかの調査では、このプロジェクトが初期のビットコイン L2 プロジェクトである Bool Network に関連していることが示されています。

ビットコイン L2 における起業の機会

ビットコイン L2 スペースは、起業家精神に複数の機会を提供します。最高のビットコイン L2 を構築する機会に加えて、他にも起業家としての機会がいくつかあります。

ビットコインDA層

今後の L2 の多くは、L1 との一貫性を高めるように設計されています。 1 つの方法は、DA に L1 を使用することです。ただし、ビットコインのブロック サイズには厳しい制限があり、L1 ブロック間の遅延が長いため、L1 はすべての L2 トランザクションを保存できません。これにより、ビットコイン固有の DA レイヤーの機会が生まれます。 Celestia などの既存のネットワークを拡張して、このギャップを埋めることができます。ただし、ビットコインのセキュリティまたは BTC 担保に依存するオフチェーン DA ソリューションを作成すると、ビットコイン エコシステムとの一貫性が向上する可能性があります。

MEV抽出

DA にビットコイン L1 を使用することに加えて、一部の L2 は、L2 トランザクションの順序付けを BTC バウンドのシーケンサー、さらには L1 マイナーに委任することを選択する場合があります。これは、MEV 抽出がこれらのエンティティに委任されることを意味します。ビットコインマイナーがこのタスクに適していないことを考えると、フラッシュボットのような企業には、MEVの出金とビットコインL2のプライベートオーダーフローに焦点を当てる機会があります。 MEV の抽出は、使用される仮想マシン (VM) と密接に関係していることが多く、ビットコイン L2 で認識されている VM がまだ存在しないことを考慮すると、この分野では複数のプレーヤーが登場する可能性があります。各参加者は異なるビットコイン L2 に焦点を当てます。

ビットコイン収入ツール

ビットコイン L2 では、バリデータの選択、DA セキュリティ、その他の機能にビットコイン担保の使用が必要となり、ビットコインの保有と使用による収益機会が生まれます。現在、そのような機会を提供するツールがあります。たとえば、Babylon では、ユーザーが BTC をステーキングして他のチェーンを確保することができます。ビットコイン L2 エコシステムが繁栄するにつれて、BTC 本来の収入機会のための集約プラットフォームを提供する大きな機会が生まれるでしょう。

要約する

ビットコインは最もよく知られており、安全で流動性の高い暗号通貨です。ビットコインスポットETFの立ち上げによりビットコインが制度導入段階に入るため、許可不要で検閲に強い資産としてのBTCの基本的な性質を維持することがこれまで以上に重要になっています。

これは、ビットコインを取り巻くパーミッションレスアプリケーション空間を拡大することによってのみ達成できます。ビットコイン L2 とこれらの L2 をサポートする起業家精神にあふれたエコシステムは、この目標を達成するための基礎となります。