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ビットコインレイヤー Part 2:ビットコイン経済の胎動および進化する論拠 [日本語版]

投稿日 2024年 02月 08日

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この記事は2024年1月18日にSpartan Groupが執筆した「Bitcoin Layers: Tapestry of a Trustless Financial Era」を翻訳・校正したものであり、ビットコイン・エコシステムの開発に関する進捗について全般的に取り扱っています。この記事は、合計4部シリーズで構成されており、DeSpreadで翻訳し、CryptoTimesで校閲しています。2023年12月に作成された英文のオリジナルレポートの全文は、このリンクを通じてご確認いただけます。

進化するビットコインの主張


2009年1月にビットコインが誕生して以来、ビットコインの役割と潜在能力は大きく進化を遂げました。多くの人々が初期のビットコインをインフレーションのヘッジ手段、価値の保存手段(SoV)、金融システムの民主化のための希望の象徴と見なしていましたが、最近ではビットコインが分散型アプリケーション(dApp)の未来を創造する重要な役割を果たすと注目されています。ビットコインが世に生まれた以来の過去14年間で、イーサリアムはアプリケーションを起動するプラットフォームとしてのブロックチェーンの成功例を示すことができ、同時にビットコインはイーサリアムに比べて圧倒的な資産価値が認められ、高いマーケットシェアを獲得しました。

さらに開発者たちは、ビットコイン・コアネットワーク(Layer-1)上にインフラとして複数の「レイヤー」が導入されることによって、上述したビットコインの変化の様相がより明確になることを確認しました。拡張性とプログラミング機能を向上させるビットコインレイヤーは、ビットコインのファイナリティとセキュリティを継承しながら、メインのLayer-1を修正することなく8,500万ドル以上の資本を生産的に活用させることができます。

現在、ビットコインレイヤーでは、BTC資産に対して行動を起こし、ビットコインの再編成セキュリティと確定性を継承しつつ、プログラマビリティとパフォーマンスの制限を克服する重要な進歩が見られます。これから先、これらの付加的なインフラストラクチャレイヤーは、多くの人々が自分たちのアプリケーションを構築する上での基石となるでしょう。ビットコインエコシステム固有のものです。

これらの多くの進歩にもかかわらず、欠けられないインフラのほとんどはいまだに開発と実験の段階にあります。 2017年に遡ると、多くの初期のNFTやトークンプロジェクトがイーサリアムを採用したとき、その結果として遅いトランザクション速度と高いトランザクション手数料が発生した前例があります。これは、より強力なインフラを構築したいという開発者コミュニティの欲求を刺激し、アプリケーションが要求するレベルを実現するためにネットワークの拡張性と柔軟性に関する議論が始まりました。

イーサリアムコミュニティは、複数のアプローチについて議論し、実験し、パフォーマンスと拡張性における階層的なアプローチを採用することで、現在数十億ドルのTVLを誇るイーサリアムLayer-2への拡張を実現しました。このようにイーサリアムで経験されたアプリケーションとベースネットワークの拡張、成長、分散化に関する経験は、ビットコインにとっては非常に重要なインサイトの提供となりました。

上述した初期のイーサリアムから見られた経験と同様に、ビットコインはOrdinals(オーディナルズ)の導入や「ビットコイン上のビルド(Building on Bitcoin)」への移行を通じて、ターニングポイントを経験しました。 Ordinalsのリリース(Ordinals理論およびビットコイン・メインチェーンにデータを記入する機能に基づく)と「ビットコイン上のビルド」という新たな文化の登場により、ビットコインは約6年ぶりに歴史的な瞬間を迎えました。

これらの変化は、ビットコインLayer-1を基盤としたインフラとスケーリングソリューションの開発を促しました。現在、新しいプロトコルやトークン標準(BRC-20など)だけでなく、新しいビットコインLayer-2の開発も報告されています。これはビットコイン経済を活性化させ、8500億ドルの休眠資本、またはこれまで業界で最も安定したネットワークとして検証されてきた技術を解き放す機会を提供します。結果として、ビットコインに関する論議は再定義されました。ビットコインはもはや単なる価値の保存手段としての資産ではなく、ビットコイン自体の経済を拡大するベースインフラとして台頭しています。

イーサリアムの成長過程と同様に、ビットコインエコシステムも特定の活用事例がユーザー間で迅速に採用される可能性が高く、これはフライホイールの開始となる可能性があります。結果として、より多くの開発者が参加し、エコシステムのTVLを増加させるでしょう。ビットコインの時価総額がイーサリアムの時価総額2700億ドルの3.1倍である一方で、ビットコインのアプリケーションTVLは約3.2億ドルに過ぎず、イーサリアムの約760億ドルと比較してごく一部です。このシナリオは、ビットコインエコシステムがアプリケーションの面でイーサリアムと同様の成熟度に達する場合、約7倍の成長機会があることを意味しており、これはさらなる流動性の流入が生じる可能性を考慮していない数字です。

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スマートコントラクトが切り開くビットコインのマーケットポテンシャル

ネットワーク vs 資産


変化しているナラティブを理解するためには、ネットワーク(ビットコイン・コアネットワーク、ビットコインLayer-1、ビットコイン・ブロックチェーン)としてのビットコインとデジタル資産であるBTCを区別する必要があります。 「ビットコイン」という用語自体が両方を指すことがあり、深く関連しながらも大きく異なるため、多くの混乱が生じています。このレポートでは混乱を避けるため、ネットワークを指す場合は「ビットコイン (BTC)」と大文字で、トークンやデジタル資産を意味する場合は「BTC」と表記しました。

  • ビットコイン・ネットワークは、2008年10月31日にP2P電子マネーシステムについて紹介された白書が発表された直後に活性化されました。その起源ブロックは2009年1月3日に採掘され、リリース以来、ビットコイン・ネットワークは安定を維持しています。一方で他のネットワークは攻撃や運用停止などを経験していますが、ビットコインは最も安定したレイヤー1であり、その生存力を証明しました。ビットコインは中央集権的な仲介者なしに信頼を提供し、既存の取引可能な資産としての役割以上に、将来にはアプリケーションのための究極の分散型決済レイヤーとして機能することができます。しかし、ビットコインは柔軟なプログラミング機能が欠けており、外部からネットワークに対して信頼性を担保しながら書き込むことができないため、BTC資産以外のアプリケーションを開発することは困難でした。ビットコインは、この重要な点でイーサリアムと異なり、スマートコントラクトをネイティブにサポートしておらず、分散型アプリケーションがBTCを資産として使用したり、ビットコインレイヤー1上で取引を決済することを可能にしていません。
  • 激動するグローバル金融市場において、BTCというデジタル資産は伝統的に価値の保存手段およびインフレーションのヘッジ手段と見なされてきました。その初期の創造により、デジタルで、許可不要、検閲に抵抗し、世界的に希少な資産が提供されました。BTCは現在、時価総額が8500億ドルを超え、2021年11月にはその市場資本化が1兆2500億ドルに達し、最高価値の暗号資産として位置づけられています。しかし、10年以上経過した今でも、BTCは主に価値の保存手段として扱われ、追加の開発がなければ、その役割を超える利用は限られています。

ビットコインレイヤーはこれらの問題に対する解決策を提供します。BTCを資産として使用できるスマートコントラクトを実行できるビットコインレイヤー、例えばビットコインLayer-2があれば、ビットコインLayer-1はその安全性、耐久性、分散化といった主要な利点を保持しつつ、他のビットコインレイヤー上で無限の実験を行うことが可能になります。BTCを資産として使用するアプリケーションは、Layer-2レールを利用して運用し、Layer-1で取引を決済することができます。これらのLayer-2レールは、より速く、よりスケーラブルな取引を提供しつつ、Layer-1から増加する安全性を受け継ぐことができます。これにより、「ビットコイン上のビルド」が可能となり、ビットコインテーゼを再定義して、ビットコインが拡大するビットコイン経済のための基本インフラとしての役割を果たすことになります。

ビットコイン上のビルド


過去数年間、ビットコイン・ブロックチェーンに上の開発が試されてきながら、独特の機会と課題に直面してきました。他のブロックチェーンとは異なり、ビットコインはアプリケーションのためのプラットフォームではなく、資産または「通貨」として始まりましたが、大多数のブロックチェーンはアプリケーションを起動するプラットフォームとして始まりました。つまり、その出発点が異なるため、これを振り返ると、他のエコシステムと比較してビットコイン・エコシステムの発展が遅れた理由について推測することができます。

  • ビットコインネットワークは、背景や技術知識に関係なく、すべての人々を歓迎します。ビットコインのコードはオープンソースであり、誰でも複製や修正が可能です。このオープンな環境は、ブロックチェーンの方向性を単一のグループや個人が指示することなく、実験の文化を促進しています
  • ネットワークの限定的な相互運用性は、独特の派生物を生み出しました。ビットコインから派生したこれらのネットワークは、独自の資産を持つ完全に独立したネットワークであり、オリジナルのビットコイン・ネットワークとの「後方互換性」が欠けています。その結果、現在の状態では、BTC資産はビットコインネットワークに限定され、他のブロックチェーンネットワークへ直接移動または転送することはできません。
  • プログラミング機能が不足している場合、開発に大きな困難を経験することがあります。ビットコインはスマートコントラクトを提供しないため、柔軟なプログラミングができず、アプリケーション開発プラットフォームとしての使用を妨げています。これらの深刻なパフォーマンス制限は、ビットコインを構築プラットフォームとして見る際の主要な課題です。
  • ビットコインLayer-1は速度と拡張性においてサポートを必要とします。ビットコインネットワークが迅速にトランザクションを確認したり、短期間に大量のトランザクションデータを処理する能力は非常に限られています。ビットコインブロックチェーンのレコード(ブロックとして知られる)は、分散化を保持する重要な願望によって、そのサイズと頻度が必然的に限定されています。ビットコインネットワークのオンチェーントランザクション処理能力は、平均10分のブロック生成時間と1メガバイトのオリジナルブロックサイズ制限によって制限されており、平均してトランザクションの確認時間は10分から30分以上かかり、これはほとんどのアプリケーションには適していません。

これらの特性を解決するためには、ブロックチェーントリレンマ(Blockchain Trilemma)を理解する必要があります。 ビットコインのLayer-1に適用すると、ネットワークは分散化(a)され、セキュリティ(b)を備えていますが、直接的な拡張性(c)に欠け、秒間に約3から7.8のトランザクション(TPS)のみを処理できます。この制限は、ネットワークが本質的に犠牲にしている部分に対する代替ソリューションまたは追加のレイヤーが必要であることを浮き彫りにします。

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拡張性ソリューションへの緊急の必要性は、イーサリアム・ネットワークの初期の創設につながりました。イーサリアムはビットコインのセキュリティや分散化を欠いているものの、アプリケーション開発に必要な拡張性ソリューションを提供することで、著しい成長を遂げました。これには、Layer-2(例:Arbitrum、OPメインネットなど)、サブネット(例:AvalancheのEvergreenなど)が含まれます。

さらに、業界全体で類似の妥協が見られ、シャーディング、ネステッドブロックチェーン、ステートチャンネル、スーパーネット(例:Polygon Edge)、アプリチェーン、Layer-2(または一部が好むようにサイドチェーン)など、拡張性ソリューションに焦点を当てた開発の波が引き起こされました。これらの拡張性ソリューションに対する関心は過去数年にわたってイーサリアムおよびEVMエコシステムに集中していましたが、2023年のビットコインのLayer-1およびOrdinalsのアップグレードにより、大きな変化が見られました。開発者たちは再びビットコインに注目を向け始め、その多くがビットコインのLayer-1の拡張性問題を解決しようと努力しています。

長年にわたり、焦点は主にイーサリアムとイーサリアム仮想マシン(EVM)互換のエコシステムに置かれてきました。しかし、2023年に入り、ビットコインL1とオーディナルへの最近のアップグレードにより、顕著な変化が見られています。開発者たちは、特にビットコインL1特有のトリレンマの重要な要素である拡張性の問題に対処するために、再びビットコインへと注目を移しています。

ビットコインの拡張:Layer-1レベルのアップグレード


ビットコインの拡張性における重要な進捗は、2017年7月のSegWit(Segregated Witness)アップデートから始まりました。このアップグレードは、ロック解除コードをビットコイン・トランザクションの専用セクションに分離することで著しい変化をもたらしました。これにより、トランザクション時間が短縮され、サトシ・ナカモトが設定した初期のブロック容量である1MB制限を超えることが可能になりました。

その後、SegWitはWeight Units(wu)と呼ばれるvsize/vbyteを通じてブロックサイズの測定方法を改革し、ブロックあたり最大4wuを許可し、ブロックサイズを約4MBに拡張することができました。これにより、ブロックあたり最大4Mウェイトユニット(4wu)が許可され、実質的にブロックサイズを約4MBまで拡大しました。この変更は、以前のすべてのビットコインコアバージョンとの後方互換性を確保するよう設計されており、トランザクションの効率を大幅に向上させました。

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ビットコイン:1MBブロックサイズの容量を構成する因子(Source: Glassnode)

SegWitは、トランザクション内の「証人(witness)」データ、例えば署名やスクリプトなどをビットコインブロックから分離する分割データ構造を導入しました。これは一般に「トランザクションデータ」と呼ばれ、送信者/受信者などの詳細が含まれています。この構造の導入により、新しい4wuブロックサイズを次のように分けることができます。

  • トランザクションデータと比較してvbyteあたり25%の重みを持つか、または各vbyteが1wuを含む証人データ
  • 証人データと比較してvbyteあたり4倍の重みを持つか、または各vbyteが4wuを含むトランザクションデータ
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Non-Segwit <> SegWit (Souece: Cointelegraph)

SegWitに続き、主なアップグレードの一つであるTaprootが2021年11月に有効化されました。 Taprootは、トランザクションごとの証人データスペースの最大値制限をなくすソフトフォークアップグレードで、より速いトランザクション、MAST(Merkelized Alternative Script Trees)を通じたプライバシーの強化、Schnorrを通じた効率的なキーサインを可能にしました。また、TaprootはP2TR(Pay-to-Taproot)やTaro(Taproot Asset Representation Overlay)といったプロトコルを導入し、ビットコインLayer-1上でのアセット取引を促進しました。

  • Taroは、ビットコインLayer-1およびライトニングネットワーク上でアセットを発行、転送、受信するために提案されたプロトコルで、2023年10月のメインネットのアルファバージョンを通じて活性化されました。
  • Schnorr署名(Schnorr signature)は、複数のパブリックキーと署名を一つに統合する機能を持ち、これによりキーの集約が可能になりました。簡単に言えば、トランザクションの検証時に個別に集約するのではなく、複数の署名を一度に統合して進行することで、トランザクションの効率を向上させました。
  • MASTは、トランザクションに関連する事前に設定した条件を隠す機能です。用いられない結果情報はオンチェーン上に公開されないため、プライバシーを強化し、トランザクションのサイズを圧縮してデータ使用量を減らすことができます。
  • P2TRは、Taprootアドレスを通じてビットコインを用いる新しい方法を提供します。

このようなLayer-1のアップグレードは、現在開発中のビットコインレイヤー上で追加的な開発が可能になる基盤を提供しました。しかし、ビットコイン上の開発が再び注目を集め、ビットコインの拡張性と機能性に新たな可能性を開いたのは、Ordinalsのリリースでした。

Ordinalsによるビットコインビルダー文化の復活


Layer-1レベルの様々なアップグレードが行われたにもかかわらず、ビットコインの開発活動は、2017年の「ブロックサイズ戦争」が引き起こした保守的な文化のために、2022年まで停滞しました。 これは主に、ビットコイン・コアレイヤーのメンテナンスに集中していたため、比較的に開発速度が遅く、特に全体のエコシステムに必要なインフラ開発への関心が乏しかったためです。しかし、この限定されたビットコイン基盤の開発環境の中でも、Stacks(月間アクティブ開発者175人以上)やライトニングなど、エコシステム内の少数の開発者の努力により、インフラ開発は続けられました。

ビットコインの開発環境は、2022年12月のOrdinalsの登場とともに大きな変化を経験しました。 不変のオンチェーンデジタル作品を可能にしたOrdinalsは、ビットコイン開発者コミュニティに大きな活力を吹き込み、これを皮切りに、2025年までに約45億ドル規模の市場に成長すると予測されています。現在は多くの開発者がイーサリアム以外のエコシステムへと進出しており、その範囲はビットコインLayer-2まで拡大しています。これは、ビットコインエコシステムへの参加とイノベーションが復活し、成長と技術進歩のための新たな基盤が整備されていることを意味します。

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ビットコインにおける月間アクティブ開発者数(Source: Eletric Capital)

Ordinalsの導入は、特にトランザクション手数料の増加において、ビットコインネットワークに大きな影響を与えました。 2022年当時、1~3 sats/vBの手数料レベルとは異なり、Ordinalsが大きく注目された2023年5月には、20~500倍の急激な上昇を見せました。そして2023年12月には、手数料が年初比で280%まで上昇したことが確認されました。上昇した手数料は、ビットコインネットワークへの活動と関心が高まっていることを確認できる明確な指標であり、ビットコイン開発者の文化とエコシステムを活性化する上で重要な役割を果たしました。高い手数料は、ビットコインの長期的なセキュリティ予算にとって好ましい兆候であり、ビットコインのブロックスペースへの需要が高まることを意味します。

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Ordinalsにより2023年5月に達成されたビットコインの平均トランザクション手数料の最高値。(Source: ycharts)

ビットコインネットワークの使用量が急増すると同時に、インフラ面での多大な負担が加わり、結果としてトランザクションのコストが高騰し、経済性と実用性の観点から問題が発生しました。 特に、ユーザーが発生させたトランザクションの金額に比べて異常に高い手数料を支払う必要がある場合が多く確認されました。例えば、100ドル相当のビットコイントランザクションのために最大50ドルの手数料が課される可能性があり、これはビットコインの経済的可能性が大きく減少したことを意味します。このシナリオはライトニングネットワークにも同様に適用されます。ライトニングチャネルを閉じる費用が、該当チャネルのトランザクション価値と同等である場合、それを閉じることは非常に非効率的です。トランザクションの手数料が引き続き上昇し、1,000 sats/vB程度に達すると、ネットワークは現在よりも深刻な混雑に見舞われる可能性があります。一方、このような状況はトランザクションの妥当性を維持しつつ、増加する需要を受け入れるために、拡張性ソリューションが導入される必要があることを示唆しました。

Ordinalsのブームは、ビットコインに対する開発者の熱気を再び喚起し、これらの限界を再評価する機会となりました。 特に、完全な表現型スマートコントラクトの欠如により、Ordinalsの開発者が他のプラットフォームに移行することもありました。これは、ビットコインエコシステム内でより洗練された拡張ソリューションが必要であり、ビットコインがより広範なブロックチェーンおよび金融分野で自己のユーティリティを持つ必要があることを意味します。

Layer-2ソリューションの必要性


結果として、Layer-2ソリューションはビットコインネットワークの機能の向上とネットワークの成功に向けて、これまで以上に重要になってきました。 Layer-2はLayer-1の上で動作し、オフチェーンのトランザクションチャネルを促進することで拡張性を強化し、トランザクションのコストを削減することができます。イーサリアムがLayer-1を通じてスマートコントラクトをサポートするのとは異なり、ビットコインLayer-1はセキュリティと分散化を優先して設計されたため、スマートコントラクトなどの機能はLayer-2に依存しています。Layer-2ソリューションは、ビットコインのユーティリティを単純なトランザクションを以上に拡大する上で非常に重要な役割を果たし、デジタルアセット環境でのビットコインの効率性および拡張性を強化するでしょう。

ビットコインLayer-2ソリューションはまだ開発の初期段階にありますが、将来的に大きな成長を遂げる準備が整っています。 現在のビットコインLayer-2は、イーサリアムやポリゴン並みのLayer-1およびLayer-2の成熟度にはまだ達していません。これらのネットワークは2017年から広範な開発の恩恵を受け、プラットフォームに先進的な技術(例えば、Starknet、ZKSyncなど)および機能を備えており、これらは当然TVLに反映されてることになり、時価総額の約9.0~12.5%を占めています。時間が経つにつれて、ビットコインLayer-2ソリューションも継続的なイノベーションを通じて同様の開発レベルに到達し、今後より大きなLayer-2経済を活性化させることが期待されています。ビットコインLayer-2は近い将来、すべてのBTCトランザクションの大部分に関与するようになり、潜在的にはすべてのBTC取引の25%以上を処理することになるでしょう。このことは現在のビットコインLayer-1の使用量と比較して大きな変化をもたらすことになります。

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