紹介

ブロックチェーン技術の持続的な発展に伴い、ビットコインは単なる暗号通貨を超えて進化しました。そのエコシステムは常に拡大し、深まっています。ビットコインのスケーリングエコシステムには、さまざまなレイヤー2のソリューションやアプリケーションが含まれており、ビットコインの取引速度や効率を向上させ、スマートコントラクト、分散型金融（DeFi）、非代替トークン（NFT）などの新興分野をサポートしています。これらのイノベーションにより、ビットコインのユースケースが拡大し、値の保管やピアツーピアの支払いにとどまらず、より複雑で多様なニーズに対応して進歩を促進しています。

しかしながら、この拡張に伴い、セキュリティの問題が徐々に浮上してきました。新しい技術やアプリケーションは、より多くの潜在的なリスクや課題をもたらします。機能性を高めながらシステムのセキュリティを確保することは、重要な懸念事項となっています。セキュリティの脆弱性、攻撃事件、技術的な欠陥は、ユーザーの資産の安全性だけでなく、ビットコインネットワーク全体の安定性と信頼性にも脅威をもたらします。本記事では、BitsLabの傘下のScaleBitが、ビットコインの拡大するエコシステムの開発、直面するセキュリティの問題、セキュリティの向上の展望について掘り下げます。現在の技術的な解決策とセキュリティの課題を分析することで、ビットコインエコシステムの持続的な発展に貴重な洞察と推奨事項を提供し、拡大する過程での高いセキュリティと信頼性を確保することを目指します。

ビットコイン拡張エコシステム

ビットコインの拡張エコシステムとは何ですか？

ビットコイン拡張エコシステムとは、ビットコインの基盤ネットワークを中心に開発されたさまざまなソリューションやアプリケーションエコシステムを指します。ビットコインはもともとピアツーピアの支払いや価値の保管を主な目的として設計されましたが、ブロックチェーン技術の進化により、ビットコインコミュニティと開発者はその機能を向上させる方法を探求するようになりました。これらの取り組みは、スマートコントラクト、分散型金融（DeFi）、非代替トークン（NFT）、より効率的なトランザクションスケーリングソリューションに焦点を当てています。

ビットコイン拡張エコシステムはどのように動作しますか？

ビットコインの拡張エコシステムは、ビットコインのメインネットワークの上または横に構築された様々なスケーリング技術やプロトコルを介して運営されています。これらのイノベーションにより、ビットコインはより幅広いアプリケーションをサポートすることが可能になりました。エコシステム内の重要な技術には、以下のものが含まれます。

(1) ライトニングネットワーク

ライトニングネットワークは、ビットコインの最も成熟し広く使用されているレイヤー2のソリューションの1つです。支払いチャネルを確立することにより、多くの小規模トランザクションをオフチェーンに移動させ、ビットコインのトランザクション速度を大幅に向上させ、トランザクション手数料を削減します。

トレンド：
ライトニングネットワークのインフラストラクチャは、改善されたユーザーエクスペリエンスと、ライトニング決済をサポートする増加する商人数とともに、絶えず進化しています。

課題:
流動性管理とルーティング効率は、特に高額取引のシナリオにおいてさらなる最適化が必要な領域です。
これらの取り組みは、Bitcoinが元々の制約を超えて、ブロックチェーンのエコシステム内でより多目的な役割を果たす可能性を示しています。

(2) リキッドネットワーク（LQ）

Liquid Networkは、オープンソースのElementsブロックチェーンプラットフォーム上に構築されたサイドチェーンで、取引所や機関間での高速な取引を可能にするよう設計されています。Bitcoin企業、取引所、その他の利害関係者の分散型連合によって統治され、Liquid NetworkはBTCをL-BTCに、またはその逆に変換するための双方向ペッグメカニズムを採用しています。

Liquidは機密取引とトークン化をサポートしており、企業向けアプリケーションに適しています。もしBitcoinがインターネットの価値層であり、Lightning NetworkがBitcoin駆動の金融システム内のP2P決済ネットワークであるなら、Liquidは金融層として機能し、複数資産のサポートや証券、商品などの金融ツールを追加します。

Lightningに比べて、Liquidは資産の発行や取引（証券やステーブルコインなど）など、より大規模かつ複雑な取引を容易にします。Lightningは主にオフチェーン取引を通じてプライバシーを提供しますが、Liquidには取引金額や資産の種類を不明瞭にする機密取引機能が組み込まれています。Lightningは小規模な支払いや日常取引に優れていますが、Liquidは機関投資、資産の発行、および国境を越えた取引に適しています。

50以上の取引所がLiquid Networkを採用し、数十億ドルの取引が可能になりました。これはビットコインの機関投資取引の有用性を示しています。Liquid Networkは取引所の決済時間を短縮し、市場の流動性を向上させ、機関がより安全かつ効率的に運営できるようにしています。

(3) Rootstock Framework (RBTC)

2015年の発足以来、Rootstock（RSK）は、2018年にメインネットを立ち上げたことで、最も長く続くBitcoinのサイドチェーンとなっています。Rootstockは、BitcoinのProof-of-Work（PoW）セキュリティとEthereumのスマートコントラクト機能を組み合わせることができます。オープンソースでEVM互換のBitcoin Layer 2ソリューションであるRootstockは、成長する分散型アプリケーション（dApps）のエコシステムに参加するためのエントリーポイントを提供し、完全に信頼できるものを実現しようとしています。

Liquidのように、Rootstockは2方向ペッグメカニズムを採用し、BTCとRBTCの間でシームレスなスワップを可能にします。RBTCはRSKブロックチェーンのネイティブ通貨であり、マイナーにトランザクションの処理と契約の実行のために使用されます。Liquidが高速かつプライベートな取引や資産の発行に焦点を当てている一方で、Rootstockはスマートコントラクトを介してBitcoinの機能をDeFiやdAppエコシステムに拡張します。

この執筆時点で、Rootstockの総ロック量（TVL）は超えています

1億7千万,市場時価総額

380百万.

(4) B²ネットワーク

B² Networkは、ロールアップレイヤーとデータアベイラビリティ（DA）レイヤーから構成される二層アーキテクチャを特徴としており、ユーザーがビットコインレイヤー2のソリューションを認識する方法を再定義しています。

ロールアップレイヤー（ZK-Rollup）：
B² Networkは、ZK-Rollupフレームワークを使用して、Layer 2ネットワーク内でトランザクションを実行し、証明を生成するためのzkEVMソリューションを使用しています。ユーザーのトランザクションはRollupレイヤーで処理および格納され、ユーザーの状態も維持されます。バッチ提案と生成されたゼロ知識証明は、データ可用性レイヤーに転送されて格納および検証されます。

データアベイラビリティレイヤー：
DA層には分散型ストレージ、B²ノード、およびBitcoinネットワークが含まれています。これはRollupデータの永続的な保存、ゼロ知識証明の検証、およびBitcoin上での最終確認を処理します。

分散ストレージ：
分散ストレージは、B²ネットワークの重要なコンポーネントであり、ZK-Rollupトランザクションとそれに関連する証明のリポジトリとして機能します。分散化ストレージにより、ネットワークはセキュリティを強化し、単一障害点を減らし、データの不変性を確保します。

データの可用性を保証するために、B²はBitcoinネットワーク上のすべてのBitcoinブロックにTapscriptスクリプトを書き込みます。このスクリプトは、分散ストレージに格納されているロールアップのデータパスとゼロ知識証明をアンカーし、データの妥当性を保証します。このプロセスはコスト効率的で、1時間に6つのトランザクションを生成します。ユーザーは、Bitcoinレイヤー1のトランザクションとTaprootスクリプトのデータを比較することで、データの検証を行い、ロールアップデータの究極の信頼性を確保します。

この革新的なデザインは、ビットコインのレイヤー2インフラストラクチャを強化し、ビットコインネットワークの堅牢性を活用しながら、スケーラブルで安全なソリューションを実現します。

(5) スタックス・プロトコル（STX）

2018年にBlockstackの下でメインネットでローンチされたStacksは、主要なビットコインレイヤー2ソリューションに成長しました。

StacksはBitcoinに直接接続し、Bitcoinネットワーク上でスマートコントラクト、dApps、およびNFTの作成を可能にします。これにより、Bitcoinの機能が大幅に拡張され、単なる価値の保管からより多様なプラットフォームに変わります。Stacksは独自のProof of Transfer（PoX）コンセンサスメカニズムを採用しており、Bitcoin自体に変更を加えることなく、そのセキュリティを直接Bitcoinにリンクさせています。

トータルバリューロック(TVL)が9,900万ドルを超えるStacksは、確立されたインフラストラクチャと急速に成長している開発者コミュニティを誇り、ビットコインレイヤー2エコシステムの主要プレーヤーとしての地位を固めています。

(6) バビロン

バビロンは、ビットコインのセキュリティを拡張し、分散型の世界を保護することを目指しています。バビロンは、ビットコインのタイムスタンプサービス、ブロックスペース、資産価値という3つの重要な側面を活用し、ビットコインのセキュリティを数多くのプルーフオブステーク（PoS）チェーンに伝達し、より強力で統一されたエコシステムを作り出しています。

バビロンのビットコインステーキングプロトコルは、ビットコインのスマートコントラクト機能の欠如の制限を克服するリモートステーキングアプローチを採用しています。これは、暗号化の革新、コンセンサスプロトコルの進歩、およびビットコインのスクリプト言語の最適化された使用によって達成されます。このプロトコルにより、ビットコイン保有者は、これらのチェーンに包括的なスラッシュ可能なセキュリティ保証を提供しながら、PoSチェーンにブリッジすることなくBTCを安全にステーキングできます。これにより、ブリッジング、ラッピング、またはカストディアルステーキングBTCが不要になります。

Babylonの中核機能は、Bitcoinのタイムスタンププロトコルであり、他のブロックチェーンのイベントをBitcoinにタイムスタンプを付けています。これにより、これらのイベントはBitcoinのタイムスタンプセキュリティの恩恵を受けることができ、Bitcoinトランザクションと同様になります。これは、Bitcoinをタイムスタンプサーバーとして活用することを可能にします。BTCタイムスタンププロトコルは、高速なステークの引き出し、組み合わせ可能な信頼性、およびセキュリティコストの削減をサポートし、Bitcoin保有者の流動性を最大化します。

モジュラープラグインとして設計され、このプロトコルはさまざまなPoSコンセンサスアルゴリズムと互換性があり、堅牢なリセットプロトコルを構築するための基盤となります。 Babylonの革新的なデザインは、ビットコインの有用性を向上させると同時に、分散型エコシステム全体でセキュリティを強化します。

ビットコイン拡張エコシステムにおけるセキュリティインシデント

2023年10月、ビットコインのスケーリングソリューションであるライトニングネットワークに潜在的なセキュリティの脆弱性が発見されました。開発者のアントワン・リアールは、その脆弱性の詳細を発見後に公開しました。

この脆弱性は「リプレースサイクリング攻撃」と呼ばれ、ライトニングネットワークを通じて流れる資金のセキュリティにリスクをもたらします。これにより、取引の遅延や失敗が生じ、ライトニングネットワークチャネル内での資金の損失が発生する可能性があります。

このインシデントは、セキュリティが急速に進化するスケーリングエコシステムにおいて常に最優先事項であることを強調しています。開発者とコミュニティは、潜在的なセキュリティの脅威に備え、ユーザー資金の安全性を確保するために、既存のスケーリングソリューションを継続的に監視し改善する必要があります。

ビットコイン拡張エコシステムのセキュリティ展望

ビットコインのスケーリングエコシステムによる取引効率と機能の多様性の向上による重要な進展があったにもかかわらず、そのセキュリティは依然として改善が必要です。このセクションでは、ビットコインのスケーリングエコシステムにおけるセキュリティの将来の開発方向と課題について探っていきます。

ビットコイン拡張エコシステムは、セキュリティと分散化を維持しながら、主要なチェーンのトランザクションスループットの問題に取り組むことを目指しています。

オフチェーン取引の信頼モデル：
ビットコインの拡張エコシステムは、オフチェーン技術を活用して取引速度を向上させています。開発者は、オフチェーン取引の信頼メカニズムが十分に堅牢であることを確保しなければなりません。たとえば、ライトニングネットワークの双方向支払いチャネルでは、マルチシグネチャ技術と安全なチャネルクロージングプロセスが必要であり、資金の凍結や損失を防ぐためにそのような対策が講じられています。

プライバシーと透明性:
ライトニングネットワークを使用することで、チャネル取引をプライベートに行うことができ、ユーザーのプライバシーを向上させ、規制上の課題や悪意のある行動のリスクを増加させます。第2レイヤーネットワークは、規制の遵守を向上させるために一部の取引記録を選択的に開示することで、プライバシーと透明性のバランスをとる必要があります。

ユーザーエクスペリエンスとセキュリティ：
拡張エコシステムの複雑さは、ユーザーの操作の難しさを増加させます。例えば、ライトニングネットワークのチャネルの管理は一般ユーザーにとって使いにくく、操作ミスのリスクを高めます。ビットコインの拡張エコシステムは、より使いやすいインターフェースの設計やツールの簡素化により、ユーザーエクスペリエンスを向上させ、セキュリティリスクを減らすことができます。

結論

ビットコインのスケーリングエコシステムは、さまざまなレイヤー2のソリューションや革新的なプロトコルを通じて、スマートコントラクト、DeFi、NFTなどの新興分野の開発を促進し、ビットコインネットワークの機能性と取引効率を大幅に向上させました。

しかし、エコシステムが拡大するにつれて、セキュリティの問題も次第に浮上し、開発者やコミュニティに高い関心を払う必要があります。将来、ビットコインのスケーリングエコシステムがより高いトランザクションスループットとより多様なアプリケーションを目指すにつれて、セキュリティメカニズムを継続的に強化し、ユーザーエクスペリエンスを最適化し、プライバシーと透明性のバランスを取り、分散化とセキュリティに基づいたより広範でより堅牢な発展を確保する必要があります。

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