Bitcoin Layers: Tapestry of a Trustless Financial Eraは、ビットコインエコシステム全体で起こっている開発に関する調査レポートです。このレポートは、The Spartan Groupチーム、Kyle Ellicott、および複数の専門家によって執筆され、フィードバックや見識を提供してくれた専門家たちに感謝し、今日あなたが読んでいる最終版を見直すために時間を惜しんでくださいました。このセグメントは、このレポートの4つの投稿シリーズの2番目のものです。

著者 / 寄稿者

カイル・エリコット、Yan Ma、ダリウス・タン, メロディー・ヒー

進化するビットコイン論文

2009年1月のビットコインの開始以来、その役割と可能性は大きく進化しました。多くの人が当初、ビットコインをインフレヘッジ、SoV、そして金融システムの民主化における希望の光と見なしていました。分散型アプリケーション(dApps)の未来を形作る上での役割は、最近になってようやく注目されるようになりました。発売からほぼ14年後の2023年までに、イーサリアムがアプリケーションで成功し、資産としてのビットコインの優位性がイーサリアムよりも高まり、開発者がビットコインコアネットワーク(レイヤー1またはL1)の上に多数のインフラストラクチャ「レイヤー」を導入したため、この進化が明らかになりました。これらのビットコインレイヤーは、スケーラビリティとプログラマビリティを強化し、ビットコインの安定性とセキュリティを活用しながら、$ 850B +以上を利用し、L1を変更することなく非生産的な資本を増やします。現在、ビットコインレイヤーに大きな進歩が見られ、BTC資産に作用し、プログラマビリティとパフォーマンスの制限を克服しながら、ビットコインの再編成セキュリティとファイナリティを継承することができます。今後、ビットコインエコシステムに固有のこれらの追加インフラストラクチャレイヤーは、多くの人がアプリケーションを構築するための基礎となるでしょう。

このような進歩にもかかわらず、必要なインフラの多くは開発と実験の段階にとどまっています。この道のりには前例がないわけではありません。2017年、初期のNFTとトークンのプロジェクトがイーサリアムネットワークに殺到し、取引が遅くなり、取引手数料が高くなりました。これにより、より堅牢なインフラストラクチャを構築するという開発者コミュニティの野心が再活性化され、潜在的なアプリケーションの要求のほんの一部でもネットワークに必要なスケーラビリティと柔軟性が提供されます。イーサリアムコミュニティは、いくつかのアプローチについて議論し、実験し、パフォーマンスとスケーラビリティに対する階層化されたアプローチに落ち着き、数十億ドルのトータルバリューロック(TVL)を持つイーサリアム(レイヤー2またはL2)を十分に活用することにつながりました。イーサリアムでの経験は、アプリケーションとその基盤となるネットワークのスケーリング、成長、分散化においてビットコインに貴重な洞察を提供します。

イーサリアムと同様に、ビットコインはオーディナルの導入と「ビットコインでの構築」への移行という極めて重要な瞬間を経験しました。ビットコインは最近、オーディナル(オーディナル理論とビットコインチェーンにデータを刻む機能に基づく)のリリースと「ビットコイン上に構築する」という新たに発見された文化の変化のおかげで、ほぼ6年後に同等の瞬間を迎えました。この変化は、インフラストラクチャの開発革命を引き起こし、ビットコインのL1の上にレイヤーをスケーリングしました。現在、新しいプロトコルとトークン標準(BRC-20など)だけでなく、ビットコイン経済のロックを解除し始め、$ 850B +の休眠資本と業界で最も安定して試行されたテクノロジーを解き放つ可能性を垣間見せ始めた新しいビットコインL2の開発も見られます。その結果、ビットコインのテーゼは再定義されつつあります:もはや単なるSoVや資産ではなく、ビットコインはそれ自体の拡大する経済内の基本的なインフラストラクチャとして浮上しています。イーサリアムの成長軌道と並行して、ビットコインエコシステムは、フライホイールをキックスタートするバイラルユースケースによって推進されるユーザー採用の急増を経験する可能性があります。これにより、より多くの開発者が集まり、エコシステムのアプリケーションTVLが増加します。ビットコインの$850Bの時価総額がイーサリアムの$270Bの約3.1倍であるのに対し、そのアプリケーションTVLは現在、イーサリアムの$76Bと比較して約$3億2000万とごくわずかであることを考えると、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面でイーサリアムと同程度の成熟度に達するための潜在的な740倍の成長機会を示しています。 エコシステムが勢いを増した後の追加の流動性流入はカウントされません。

ビットコインスマートコントラクトの巨大な市場ポテンシャル

ネットワーク対アセット

変化する物語を理解するには、ネットワーク(つまり、ビットコインコア、ビットコイン L1、ビットコインブロックチェーン)であるビットコインと、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可能性があるため、多くの人にとって絶え間ない混乱がありましたが、深く関連していますが、大きく異なります。混乱を避けるために、このレポートでは、ネットワークを参照し、トークンまたはデジタル資産にBTCを使用するときにビットコインを大文字にするという基準を採用しています。

• ビットコイン・ザ・ネットワークは、2008年10月31日、ピアツーピア電子キャッシュシステムを紹介する有名なホワイトペーパーがリリースされた直後に稼働しました。その後、2009年1月3日にジェネシスブロックが採掘された。リリース以来、ネットワークは安定していますが、他のネットワークはダウンタイムや攻撃などを経験し、究極のL1としての実行可能性を証明しています。ビットコインは、中央集権的な仲介者なしで信頼を提供し、トランザクション、資産、および将来のアプリケーション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ることを示しました。しかし、BTC資産自体以外のアプリケーションをビットコイン上で開発することは、柔軟なプログラマビリティの欠如と、外部からネットワークにトラストレスに書き込むことができないため、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は異なります: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 L1で取引を決済したりすることを可能にするスマートコントラクトをネイティブにサポートしていません。
• BTCは、デジタル資産として、伝統的にSoV（価値保存手段）および不安定な世界的金融市場に対するインフレヘッジと見なされてきました。その創造は、デジタルでパーミッションレスで検閲に対抗でき、希少なグローバル資産を提供しました。BTCは、2021年11月のピーク時には8500億ドル以上、1.25兆ドル以上の時価総額を誇る最高の暗号資産のままです。それでも、今日でも10年以上経った今日でも、BTCは主にSoVであり、ほかの利用価値やそれ以上の発展を遂げる能力がほとんどない状態が続いています。

Bitcoinのレイヤーはこの問題の解決策を提供します。BTC、その資産は、Bitcoin L1の最初のユースケースです。Bitcoin L2などのBitcoinレイヤーが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場合、Bitcoin L1はセキュリティ、耐久性、分散化の主要な利点を維持しながら、他のBitcoinレイヤーで無限の実験が行われることを可能にします。BTCを資産として使用するアプリケーションはL2レールを実行し、取引をL1で決済することができます。これらのL2レールは、L1からますます多くのセキュリティを継承しながら、はるかに高速かつスケーラブルな取引を提供できます。これにより、「Bitcoin上での構築」が可能になり、Bitcoinテーゼを資産および拡大するBitcoin経済の基盤として再定義します。

ビットコインを活用する

ビットコインのブロックチェーン上でビルドすることは、これまでに独自の機会と課題を提供してきました。他のブロックチェーンとは異なり、ビットコインは資産または'お金'として始まり、プラットフォームとしてではなく、他のブロックチェーンは明示的にアプリケーションプラットフォームとして始まりました。なぜビットコインが他のエコシステムに比べて成熟したエコシステムに進化するのが遅れたのかを把握するには、その始まりを振り返ることが不可欠です。

• ビットコインネットワークは、バックグラウンドや技術的知識に関係なく、誰でも歓迎します。 ビットコインのコードはオープンソースで、複製および変更することができます。 このオープンさは、ブロックチェーンの方向を決定する単一のグループや個人なしに、実験の文化を育んでいます。
• ネットワークの相互運用性の制限により、独自の派生物が生まれました。Bitcoinの派生物は完全に独立したネットワークであり、独自の資産を持ち、元のBitcoinネットワークとは「後方互換性」がありません。その結果、現在の状態では、BTCの資産はBitcoinネットワークに限定されており、他のブロックチェーンネットワークに直接移動や転送することはできません。
• プログラム可能性の不足は構築に大きな障害をもたらします。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にプログラムすることができず、これはアプリケーションの開発プラットフォームとしての利用を妨げます。これに加え、その性能の制限が厳しいことも、ビットコインを基盤として構築する際の主要な課題です。
• ビットコインL1はスピードとスケールの面で支援が必要です。ビットコインネットワークの能力は、取引を迅速に確認したり、短時間で大量の取引データを処理することに非常に制限があります。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ています）は、分散を維持するための重要な意欲によって、サイズと頻度が必然的に制限されています。ビットコインネットワークのオンチェーン取引処理能力は、平均ブロック作成時間が10分であり、元のブロックサイズ制限が1メガバイトであり、平均取引確認時間が10〜30分以上であり、ほとんどのアプリケーションに十分ではないことによって制限されています。

これらの特性に対処するには、ブロックチェーンのトリレンマを理解する必要があります。BitcoinのL1に適用すると、分散化（a）およびセキュリティ（b）のあるネットワークですが、直接のスケーラビリティ（c）に欠け、約3から7.8トランザクション/秒（TPS）しか処理できません。この制限は、ネットワークの固有の犠牲を補うための代替ソリューションや追加の層が必要であることを示しています。

拡張可能なソリューションへの緊急性は、ビットコインのセキュリティと分散化を欠いているにもかかわらず、L2（つまり、Arbitrum、OP Mainnetなど）、サブネット（つまり、Avalancheなど）などのアプリケーション開発のために必要なスケーラビリティソリューションを提供することで、Ethereumネットワークの早期創造につながった。エバーグリーン)など。業界全体で同様のトレードオフがなされており、シャーディング、ネストされたブロックチェーン、ステートチャネル、スーパーネット（すなわち、スケーリングソリューションに焦点を当てた開発の波）などの開発が盛んに行われています。ポリゴン エッジ)、App-チェーン、およびL2（またはサイドチェーンとして好む人もいます）。

長年、焦点は主にEthereumとEthereum Virtual Machine（EVM）互換エコシステムに置かれてきました。しかし、2023年になると、Bitcoin L1およびOrdinalsの最近のアップグレードにより、顕著な変化が見られます。開発者はBitcoinに再び注目し始め、特にBitcoin L1に固有のトリレンマの重要な要素であるスケーラビリティに対処するためにますます関心を持っています。

ビットコインのスケーリング:主要なL1アップグレード

ビットコインのスケーラビリティの大幅な進歩は、セグリゲーテッドウィットネス(SegWit)は2017年7月に更新されました。このアップグレードは、ロック解除コードを各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により、極めて重要な変更を示しました。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最初の1MB制限を超えてブロック容量が増加しました。2010.

SegWitは、改訂されたブロックサイズの計測を導入しました重量単位（wu）, 後にvsize/vbyteと呼ばれ、ブロックあたり最大4Mの重量単位（4wu）を許容し、ブロックサイズを約4MBに拡大します。 すべての以前のBitcoin Coreバージョンとの後方互換性を考慮して設計され、この変更によりトランザクションの効率が大幅に向上しました。

ビットコイン: 1MBのブロックサイズ容量ファクター。ソース: Glassnode

SegWitは、署名やスクリプトを含むトランザクション内の「witness」データを、送信者、受信者などの詳細を含む「トランザクションデータ」と呼ばれるビットコインブロックのまったく新しい部分に分離する分割データ構造を介してこれを実現しました。この構造体の導入により、新しい 4wu ブロック サイズが次のように分割されました。

• トランザクションデータと比較して、それぞれのvbyteごとに1wuまたは重量の25%にカウントされるウィットネスデータ。
• トランザクションデータは、ウィットネスデータと比較して、各vbyteごとに4wuのカウント、または重量あたりのvbyteが4倍です。

SegWitはどのように異なりますか？ソース：コインテレグラフ

SegWitに続き、2021年11月に次のメジャーアップグレードが有効化されました。Taproot. それは、トランザクションごとのウィットネスデータフットプリントの最大制限を解除したソフトフォークで、より速いトランザクション、マークル化された代替スクリプトツリー（MAST）を通じた強化されたプライバシー、およびシュノアによるより効率的なキーシグネチャがもたらされました。 Taprootはまた、Bitcoin L1上でのアセットトランザクションを容易にし、Pay-to-Taproot（P2TR）やTaproot Asset Representation Overlay（Taro）などのプロトコルを導入しました。

• Taprootを搭載したTaroは、2023年10月にメインネットアルファローンチをアクティブ化したビットコイン L1およびライティングネットワークで資産を発行、送信、および受信するための提案されたプロトコルです。
• Schnorr署名は、複数の公開鍵と署名を1つに結合することで、キーの集約を可能にします。単純に言えば、個々に集約するのではなく、複数の署名を組み合わせて検証することで、取引効率が向上します。
• MASTは取引に関連付けられた事前設定条件を隠します。使用されていない結果はチェーン上に公開されず、プライバシーが追加され、取引のサイズが縮小され、データ使用量が少なくなります。
• P2TRは、Taprootアドレスを使用してBitcoinを支出する新しい方法を追加します。

これらのL1アップグレードは、ビットコインレイヤーのさらなる開発の土台を築きました。これは背後で静かに進行していました。ビットコインの構築が再び注目されるようになるのは、オーディナルのリリースまで待たなければならず、これによりビットコインのスケーラビリティと機能性の新しい時代が幕を開けました。

順序がビットコインビルダーカルチャーを復活させました

L1のアップグレードにもかかわらず、2017年の「ブロックサイズ戦争」の保守的な結果に続いて、Bitcoinの開発活動は2022年まで停滞期を経験しました。この比較的遅い開発ペースは、BitcoinコアL1の維持に主眼が置かれ、拡張エコシステムに必要なより広範なインフラの開発にはあまり注意が払われていないことが主な要因でした。Bitcoinの限られた開発活動の中で、努力は主にStacks（月間アクティブ開発者175名以上）やLightningなどの新興エコシステムに集中しており、業界の開発者の一部を占めるに過ぎません。

ビットコインの開発環境は、2022年12月にOrdinalsが登場して以降、大きな変革を遂げました。序数,不変のオンチェーンデジタルアーティファクトの作成を可能にし、ビットコイン開発コミュニティを活性化するだけでなく、2025年までに450億ドルの大規模な市場に進化すると予測されています。増加する開発者の数は、彼らのエクスクルーシブな焦点をイーサリアムに限定することを超え、ますますビットコインL2のフレームワークを含めるための範囲を広げています。この画期的な展開は、ビットコインエコシステム内の関与と革新の復活を示し、成長と技術革新の新時代の幕開けを告げています。

ビットコインの月間アクティブ開発者。ソース：エレクトリックキャピタル

Ordinalsの導入は、特に取引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年に見られた1〜3sats/vBという比較的控えめな手数料とは対照的に、Ordinalsが初めて主役となった2023年5月には、20倍から500倍へと急上昇しています。手数料は、2023年12月に入っても年初来で280%も上昇し続けています。この手数料の増加は、ビットコインネットワークへの活動と関心の高まりを明確に示しており、ビットコインビルダー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ています。より高い手数料は、現在の基準を上回り、ビットコインの長期的なセキュリティ予算にプラスの貢献をしますが、ビットコインブロックスペースに対する需要の高まりも反映しています。

ビットコインの平均取引手数料は、2023年5月に序数によってピークに達しました。出典：ycharts

ビットコインのネットワーク使用量の急増は、インフラストラクチャへの負担の増加につながり、取引コストの上昇に現れ、手頃な価格と実用性の点で課題を提起しています。この傾向は、ユーザーが取引金額に対して不釣り合いに高い手数料に直面している場合に特に顕著です。たとえば、100ドル相当のビットコイン取引には50ドルもの手数料がかかり、経済的実行可能性が大幅に低下する可能性があります。このようなシナリオはライトニングネットワークチャネルにも適用され、同様の取引額を持つチャネルを閉じることは、過剰なコストのために現実的ではなくなります。ネットワークは、取引手数料が1,000sats/vBという法外なレベルに達した場合、さらなる複雑さのリスクに直面しています。この状況は、トランザクションの実現可能性を維持しながら、増大する需要に対応するために、ビットコインエコシステム内のスケーラブルなソリューションが緊急に必要であることを強調しています。

オーディナル現象は、ビットコインへの開発者の関心を再燃させる一方、これらの制約を増幅させます。特に、オーディナルの完全に表現豊かなスマートコントラクトのサポートの欠如は、開発者の焦点を他のプラットフォームに向け直しました。これは、ビットコインエコシステム内でより洗練されたスケーリングソリューションの必要性を強調し、ブロックチェーンおよび金融部門全体での有用性と関連性を確保する必要があります。

L2ソリューションの戦略的必需性

その結果、L2ソリューションはビットコインネットワークの機能性と成功にとってますます重要になっています。 L2はL1の上で動作し、オフチェーン取引チャネルを促進することでスケーラビリティを向上させ、取引コストを削減します。 EthereumではL1がスマートコントラクトを自律的にサポートしているのに対し、ビットコインのL1はセキュリティと分散化を優先した設計のため、この機能をL2に依存しています。この依存関係は、基本的な取引を超えてビットコインの有用性を拡大する上でL2ソリューションの重要な役割を示しており、それによりデジタルアセットの景観における効率性、スケーラビリティ、総合的な魅力を高めています。

ビットコインのL2ソリューションは、まだ開発初期段階にありますが、大きな成長が見込まれています。現在、ビットコインのL2は、イーサリアムなどの確立された代替L1ネットワークやPolygonなどのL2のスケーリングソリューションと同じ成熟度を示していません。これらのネットワークは2017年以来、広範な開発努力の恩恵を受け、先進的なツール（例：Starknet、ZKSyncなど）と機能を備えたプラットフォームを整備してきました。これは、そのTVL数値に反映されており、市場価値の約9.0%から12.5%の範囲に及んでいます。期待されるのは、時間と継続的なイノベーションを経て、ビットコインのL2ソリューションが同様の開発レベルを達成し、同等またはそれ以上のL2経済が開かれることです。推定では、ビットコインのL2は将来、すべてのBTC取引の大部分を取り扱うことになり、現在のビットコインのL1使用に比べて大幅に増加し、すべてのBTC取引の25%以上を処理する可能性があります。

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著者のメモ（2024年2月8日）：

ビットコインのL1インフラ内での最近の進展は、専用のスマートコントラクトレイヤーを確立せずにスマートコントラクトの機能をシミュレートすることを目指しています。再帰的な銘文（BRC-420）やOrdiFiなどの革新、および議論などがあります。'OP_CAT'機能を復元しますソフトフォークを通じて、従来のスマートコントラクトを迂回して、DeFiに似た複雑な取引を促進する取り組みを例示しています。

イーサリアム仮想マシン(EVM)とは対照的に、ユニバーサルVMを介してコンポーザビリティを促進するEVM互換チェーンの基礎であるビットコインのフレームワークにはそのようなメカニズムがありません。この根本的な違いにより、同等のユーザーエクスペリエンスを提供するために、追加のツールとより複雑な統合戦略を導入する必要があり、ベースネットワークが直面しているのと同様のスケーラビリティの課題につながる可能性があります。エコシステムは、すでにさまざまな程度でスマートコントラクト統合の出現を目の当たりにしており、さらなる拡大が期待されています。

これらの進歩を強調して、BRC-420の背後にあるチームは最近、マーリン チェーン, BitcoinネイティブのL2ソリューションであり、スケーラビリティの問題を緩和するために設計されています。さらに、Ordz Gamesは、BRC-20トークン$OGを利用した初のBitcoinベースのゲームを立ち上げ、$ORDGの初のDEXオファリング（IDO）をALEX Labのランチパッドで行い、81倍の過剰申し込みを達成しました。このシリーズの後続セグメントでは、Bitcoinエコシステムの進化する景観を詳細に説明し、これらの革新にさらに詳しく取り組みます。

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