謝辞: 共同執筆と専門的なサポートをしていただいた Chakra、UTXO、Nubit、Yala に心から感謝します。彼らの貢献と指導により、この記事の品質は大幅に向上しました。多大な労力と貴重な洞察に感謝します。
ブロックチェーン技術の進化において、イーサリアムよりもビットコインのモジュール化は避けられませんが、これは多くの要素が巧妙に絡み合っているためです。ブロックチェーンの先駆者として、ビットコインは固有のスケーラビリティの課題に直面しています。ユーザーベースの爆発的な増加とアプリケーションシナリオの継続的な拡大（書き込みテクノロジーの突然の台頭など）に伴い、ネットワークの混雑と高額な取引手数料の問題が、越えなければならないギャップのように、ますます顕著になってきています。
シンプルで安全な価値の保存および転送システムとしてのビットコインの核となる設計コンセプトは、モジュール化のための優れた段階を提供します。この方法では、基礎となるプロトコルに触れることなく、機能をエレガントに拡張できます。これは優れたレシピです。
メインチェーンの安定性とセキュリティの維持に対するビットコインコミュニティの執拗な追求と、他のブロックチェーンプラットフォームからの絶え間なく変化する技術革新の圧力が、モジュール化の必要性に貢献したことは間違いありません。さらに驚くべきことは、最高の市場価値を持つ暗号通貨であるビットコインに含まれる莫大な経済的価値が、開発者がモジュール式ソリューションを探求する強力な触媒となり、ビットコインの機能境界とアプリケーション領域を継続的に拡大するよう促していることです。
このモジュラー ソリューションの巧妙な点は、ビットコイン ネットワークの高いセキュリティという核心的な利点を維持しながら、第 2 層またはサイド チェーンにイノベーションのための肥沃な土壌を巧みに切り開くことです。この戦略は、ビットコイン コミュニティの価値観と一致するだけでなく、その中核となる価値提案を保護しながら、ビットコインの機能強化とパフォーマンス向上の新たな章を開きます。
Chakra: BTC の新しい決済層
1. 独立した決済層が必要なのはなぜですか?
スケーラビリティ: ビットコインのメインチェーンのトランザクション処理能力には限界があります。すべてのレイヤー 2 トランザクションがメインチェーン上で決済されると、必然的にネットワークの輻輳が発生します。独立した決済層は、多数のトランザクションをバッチ処理し、最終結果のみをメインチェーンに送信することでこの問題を効果的に解決し、全体のスループットを大幅に向上させます。
イノベーションのためのスペース: 独立した決済層は、ビットコイン スクリプト言語の制限を打ち破り、開発者にイノベーションのための広範なスペースを提供します。開発者は、ビットコインのメインチェーンに直接影響を与えることなく、さまざまな新しい拡張ソリューションを大胆に試すことができます。この柔軟性により、ビットコイン エコシステムはハード フォークなしで機能拡張を実現でき、ネットワークの安定性と互換性が確保されます。
2. イーサリアムのDymensionとビットコインの決済層の比較
イーサリアムエコシステムのディメンションは良い参考例です。 Dymension は独立したチェーンを提供し、RaaS (Rollup-as-a-Service) サービスをサポートします。 Dymension 上に構築された Rollup は基本的に Cosmos SDK をベースに開発されたチェーンですが、最終的な確認プロセスは Dymension に委託されます。さらに、Dymension は IBC プロトコルも変革し、中継者を流動性プロバイダーに変えました。
ビットコインチャレンジ
しかし、ビットコインの決済層は、特にゼロ知識証明 (ZK) 検証に関して、特有の課題に直面しています。ビットコイン自体は決済機能を直接実装できず、BitVMのような革新的なソリューションでもこの問題を完全に解決することはできません。 BitVM は理論的には ZK 検証の実行に使用できますが (Citrea プロジェクトで実証されているように)、トランザクション処理速度 (TPS) や、クロスチェーン ブリッジングや統合流動性などの他の重要なサービスの有効化において、依然として大きな制限に直面しています。
ZK決済のコアサービスと追加サービス
ZK 決済の中核は、ロールアップがステータス更新をチェーンに送信するときに、対応する証明書も同時に送信する必要があることです。これは、RaaS サービスを提供するチェーンの場合、ZK ロールアップのフレームワーク サポートも提供する必要があることを意味します。
決済層の重要性は、決済層が提供する追加サービスにも反映されています。たとえば、クロスチェーントランザクションでは、rollupA から rollupB への転送は決済層を介して転送される必要があります。この方法により、異なるチェーン上の 1 つのトークンの不一致など、P2P ネットワークでよくある問題を回避できます。さらに、統合流動性プールにより、すべての流動性を取引の決済レイヤーに集中させることができ、決済レイヤーがすべての取引手数料を徴収できるようになります。
決済層における綿密な協力とインセンティブメカニズム
Dymensionのような決済ネットワークも、ロールアップをリリースし、各ロールアップがオンラインになった後にステーカーにエアドロップするために、いくつかの協力的なプロジェクトを推進することは注目に値します。この戦略により、プラットフォーム トークンは「黄金のシャベル」となり、ユーザーがステーキングやエコロジー構築に積極的に参加するよう動機づけられます。
全体として、決済層の概念と、スケーラビリティ、相互運用性、流動性の統合に対処するその可能性は、ビットコイン エコシステムの将来の発展に重要なアイデアと方向性を提供します。
3. Chakra は、PoS コンセンサス メカニズムに基づいた高性能 BTC 決済レイヤーです。
Chakra は、基本コンセンサス層、決済コンセンサス層、実行層の 3 層アーキテクチャで構成されており、スループットを向上させ、遅延を削減し、セキュリティ、柔軟性、拡張性を強化するように設計および実装されています。
基本コンセンサス層は、上位層サービスの基盤となるブロックコンセンサスであり、検証可能なランダム関数（VRF）に基づいて提案者を選択します。ブロックは、最も高い投票重みを持つチェーンに基づいています。
決済コンセンサス層は、異なるチェーン間の決済イベントの処理に特化しており、基盤となる層と通信するために Chakra PoS コンセンサス検証セットを再利用します。これは、非常に低いレイテンシーを実現できる軽量のコンセンサスです。バリデーターは決済リクエスト イベントをリッスンし、署名確認をブロードキャストし、十分な署名を収集した後、クォーラム証明書 (QC) を生成し、最終処理のために決済メッセージと QC を Babylon ネットワークに送信します。バビロンに約束されたBTCは、チャクラの決済コンセンサスに追加の共有セキュリティを提供し、決済サービスのセキュリティを保証します。
実行層は、Chakra が設計した Substrate BlockSTM を使用して、複数の最適化手法を通じてパフォーマンスを向上させ、頻繁な状態遷移の決済リクエストを処理します。 Chakra は、楽観的並列化、変更セットのカバレッジ、バッチ送信、グローバル キー、MVMemory などの最適化手法を通じて、マルチスレッド環境でのトランザクション処理速度を大幅に向上させ、1 秒あたり 5,000 トランザクション (TPS) 以上のトランザクション処理能力に達します。高構成のコンピューティング環境では、100,000 TPS に達することもでき、主要な BTC L2 の現在の決済ニーズを満たします。
Nubit：BTC のデータ可用性レイヤー
ここでは、BTC が DA を必要とする理由については詳しく説明しません。主に、BTC が新しい DA を必要とする理由について説明します (つまり、Celestia のような DA は現在 BTC のニーズを満たすことができません)。
Nubit は、ビットコインの経済的安全性に基づいて、拡張性が高く安全なデータ可用性レイヤーを構築しました。 Nubit のチームメンバーはカリフォルニア大学サンタバーバラ校の教授と博士課程の学生であり、優れた学術的評判と世界的な影響力を誇っています。彼らは学術研究に精通しているだけでなく、ブロックチェーンエンジニアリングの実装においても豊富な経験を持っています。
1. ビットコインのネイティブ統合:
Nubit は、ビットコイン ネットワークとの互換性と統合を念頭に置いて設計されています。このネイティブ統合により、Nubit はビットコインの UTXO モデル、スクリプティング システム、コンセンサス メカニズムと直接対話できるようになり、シームレスなユーザー エクスペリエンスと優れたセキュリティが提供されます。対照的に、Celestia は、複数のブロックチェーンにサービスを提供できる一般的なデータ可用性レイヤーとして、ビットコイン固有のこれほど深い統合を提供することはできません。
2. ビットコインネイティブの誓約:
Nubit は、ビットコイン保有者が BTC を他のトークンに変換したり、複雑なクロスチェーン ブリッジを使用したりすることなく、PoS コンセンサスに直接参加できるようにする革新的なメカニズムを導入しています。これは、BTC 保有者がビットコインを直接ステーキングし、ネットワーク セキュリティのメンテナンスに参加し、対応する報酬を受け取ることができることを意味します。これにより、ネットワークの経済的安全性が強化されるだけでなく、BTC の流動性と価値も維持されます。対照的に、Celestia のステーキング メカニズムはネイティブ トークンに基づいており、ビットコインの経済的価値やネットワーク効果を直接活用することはできません。
3. ビットコインのアンカリング:
Nubit は、ビットコイン ブロックチェーン上に独自のブロック ハッシュと誓約セットの投票情報を定期的に記録することで、ビットコイン メインネットへの緊密な固定を実現します。このアプローチは、追加のセキュリティ保証を提供するだけでなく、資産のアンバンドルにかかる時間を大幅に短縮します (従来の数週間から 4 時間未満に)。この直接ビットコインペッグは Nubit ネットワークの信頼性を高め、ユーザーに大きな柔軟性を提供します。 Celestia は独立したブロックチェーンであるため、ビットコイン メインネットにこの種の直接アンカーを提供することができません。
4. ビットコインエコシステムに焦点を当てる:
Nubit は、ビットコイン エコシステム内の固有のニーズとアプリケーションに特化して設計され、最適化されています。たとえば、Ordinals (ビットコインの NFT プロトコル)、BRC-20 (ビットコインのトークン標準) などの最適化されたサポートを提供します。チームは Domo (BRC20 の作成者) と一緒にモジュラー インデクサーに関する論文を執筆し、ビットコイン メタ プロトコルのインデクサー構造に DA レイヤーの設計を追加し、業界標準の確立と策定に参加しました。
5. ビットコインレベルの PoS コンセンサスメカニズムと DA 保証:
Nubit は、署名集約のために SNARK を活用した効率的な BFT ベースのコンセンサスを検討しています。 PBFT スキームは zkSNARK テクノロジーと組み合わせることで、検証者間の署名検証の通信の複雑さを大幅に軽減し、データセット全体にアクセスせずにトランザクションの正確性を検証します。これにより、ビットに達する非常に大規模なコンセンサス検証者セットが可能になります。通貨レベル。 Nubit のデータ可用性サンプリング (DAS) は、複数のラウンドにわたってブロック データの小さな部分をランダムにサンプリングすることによって機能します。サンプリングが成功するたびに、データが完全に使用できる可能性が高まります。所定の信頼レベルに達すると、ブロック データはアクセス可能であるとみなされます。比較すると、Celestia は従来の Tendermint コンセンサス アルゴリズムを使用しており、サポートできるステーキング バリデーターは 100 件のみです。
Nubit の生態学的統合の進捗状況:
現在、Merlin、Manta、Rooch Network などのレイヤー 2 とのデータ可用性統合が実装されています。 Nubit 上に構築されたモジュラー インデクサーは、技術標準として OKX Wallet、Tomo、Gate Wallet、Unisat ウォレットに統合されており、Nubit を通じてビットコイン エコシステムの何百万人ものユーザーに安全でトラストレスなインデックス サービスを提供しています。 Nubit はまた、Succinct と協力して、あらゆるエコシステムがチェーン上に zk light クライアントをデプロイできるようにし、エコロジカル アプリケーション/L2/L3 が Nubit からビットコインによって保護されたデータ可用性レイヤーにアクセスできるようにします。
Nubit は、革新的なコンセンサス アルゴリズムとプロトコル メカニズムの設計を通じて、ビットコインによって保証される最初のデータ可用性レイヤーを構築し、ビットコイン エコシステム、さらにはマルチチェーン エコシステムのアプリケーションとインフラストラクチャにスケーラブルなデータ サービスを提供し、ビットコインのロックを解除しました。データ スループットのボトルネックは無制限に広がります。開発者にとっての可能性。
UTXO スタック: UTXO ベースのビットコイン レイヤー 2 を作成する
OP Stack と Arbitrum Orbit は、イーサリアム開発者に独自のレイヤー 2 ロールアップを構築するツールを提供し、開発の敷居を大幅に下げます。ビットコインでは、UTXO スタックがビットコインのコア機能である UTXO モデルをレイヤー 2 ソリューションに拡張しています。 UTXO スタックは、開発者が UTXO モデルに基づいてネイティブ同形ビットコイン レイヤー 2 を低コストで作成できるようにする、ワンクリック チェーン作成ツールを提供します。
まず最初に言及しなければならないのは、ビットコイン層の資産発行プロトコル RGB++ です。同型バインディングを通じてビットコイン UTXO をチューリング完全 UTXO チェーンの eUTXO (拡張 UTXO、スマート コントラクトをサポート) にマッピングし、これら 2 つのチェーンのスクリプト制約を使用して状態計算の正確さと変更を検証します。このチューリング完全 UTXO チェーンは RGB++ チェーンと呼ばれ、Nervos CKB や Cardano などの条件を満たすチェーンになります。いわゆる同型バインディングは、RGB++ チェーン上のビットコイン UTXO と eUTXO の相互バインディングを指します。eUTXO のロック解除条件は、対応する UTXO に設定されます。したがって、UTXO が消費されると、対応する eUTXO も転送されます。 RGB++ プロトコルを使用して発行されたアセットは RGB++ チェーン上で解釈され、所有権はビットコイン UTXO にバインドされます。
RGB++ によってもたらされた前例のない機能は、Leap と呼ばれるクロスチェーン ブリッジのないクロスチェーンです。 eUTXO のロック解除条件が Bitcoin UTXO の場合、それによって説明される RGB++ 資産の所有権は Bitcoin チェーン上にあり、eUTXO のロック解除条件が Litecoin UTXO になるように RGB++ チェーン上にトランザクションを構築すると、RGB++ の所有権が決まります。資産はライトコインチェーンにジャンプします。このようにして、ビットコインからライトコインへのブリッジフリーのクロスチェーンが実現されます。プロセス全体は完全に分散化されており、クロスチェーンブリッジや信頼の前提はありません。 Leap を通じて、ビットコインの第 1 層で発行された RGB++ アセットは第 2 層にスムーズに移行できます。
以前の技術基盤により、UTXO スタックは、UTXO モデルとブランチ チェーンと呼ばれる PoS メカニズムに基づいて、ワンクリックでビットコイン レイヤー 2 を構築できます。ブランチ チェーンには次の利点があります。
- UTXO モデルの独自の並列処理特性と PoS メカニズムにより、高い TPS と低いトランザクション手数料。
- アセットプロトコルはRGB++を使用します。 RGB++ アセットは、クロスチェーン ブリッジを必要とせずに、UTXO チェーン (ビットコイン、CKB、ライトコイン、さまざまなブランチ チェーンを含むがこれらに限定されない) 間を自由にジャンプできます。
- CKB のスマート コントラクト スタックを再利用して、ビットコイン レイヤ 2 チューリングの完全性を実現します。
- JoyID、UniSat、OKX ウォレット、ゲート ウォレットなどの BTC ウォレットを再利用します。
- BTC/CKBプレッジ、DAレイヤー、強制退出メカニズムなどにより安全性が保証されています。
UTXO スタックは、ビットコインのネイティブ性と UTXO モデルとの同型性を強調し、ビットコイン拡張の新しいパラダイムを提供する、高性能のプログラマブル ビットコイン レイヤー 2 の作成に役立ちます。
Yala: モジュール方式で BTC の DeFi の未来を再構築
ビットコイン上の DeFi ソリューションは、主にビットコイン ネットワーク固有の制限と設計コンセプトにより、複数の課題に直面しています。ロールアップやサイドチェーンなどの既存のレイヤー 2 テクノロジーは、複雑なアプリケーションの可能性を提供しますが、依然としてビットコインの技術的制約の影響を受けており、そのコンセンサスとセキュリティのメカニズムを完全に活用することは困難です。同時に、これらのソリューションには、資産のセキュリティ、クロスチェーンの相互運用性、ネイティブ機能のサポートにも欠点があります。ビットコインの保有者は数多くいますが、セキュリティの問題により、多くの大規模投資家は新たなビットコインのアプリケーションに対して様子見の姿勢をとっています。 Yala はその独自の設計を通じて、ビットコインのセキュリティ問題を根本的に解決し、ビットコイン保有者に流動性ソリューションを提供します。
Yala は BTC のネイティブ Defi ソリューションであり、分散型インデクサー ネットワークと Oracle を同時に統合し、安定したコイン $YU を発行します。発行された $YU はどのチェーンにも自由に参加できます。したがって、DeFi活動はBTC資産のプログラマビリティを解放し、ビットコインの膨大な流動性を解放します。
Yala のアーキテクチャ設計には、アプリケーション層、コンセンサスおよびデータ可用性層、実行層、決済層が含まれており、このモジュール設計により、BTC 資産をネイティブ DeFi で取引できるようになります。ビットコインネットワークとコンセンサス。
具体的には：
アプリケーション層: Yala のアプリケーション層は、状態変更のロジックを定義します。これは、BTC L2 の EVM またはその他のスマート コントラクトにすることができます。
コンセンサスと DA レイヤー: Yala はインデクサーを使用して、システムのオフチェーン ステータスとデータ可用性を維持します。これは、BTC モジュール方式で検討されている独立した DA 層の概念を反映しており、どちらもデータ処理の効率と可用性の向上に特化しています。
実行層: Yala の Vaults モジュールは、BTC モジュール性で説明されている独立した実行層と同様に、状態変更の実行環境として機能し、トランザクション処理の効率を向上させることを目的としています。
決済層: Yala は最終的に BTC メインネットへのトランザクションを決済します。
Yala のこのアーキテクチャ設計は、ビットコイン エコシステムで DeFi 機能のモジュール化をどのように実現できるかを示しています。ビットコインのセキュリティと分散化機能を巧みに活用しながら、モジュラー設計を通じてスマートコントラクトとスケーラビリティにおけるビットコインの制限を克服します。
Yala の例では、開発効率とシステムの柔軟性の向上におけるモジュール化の利点も強調しています。 Yala は SDK とカスタマイズ可能なモジュールを提供することにより、開発者がビットコイン エコシステムでアプリケーションを構築することを容易にします。これは、BTC モジュール性が追求する目標と一致します。
