RGB、サイドチェーン、そしてライトニングネットワーク、誰がビットコインのスケーラビリティの「聖杯」なのか？

著者：西柚，ChainCatcher

最近、ordiトークンの富の効果により、多くのユーザーがビットコインネットワークに流入し、BRC-20トークンの取引を行った結果、ビットコインチェーン上の混雑が深刻化し、Gas料金が急増しました。5月7日、バイナンスは出金取引が膨大で手数料が急増したため、1日に2回ビットコインの出金を一時停止しました；5月8日、ビットコインネットワークは混雑のため1時間ブロック生成を停止し、チェーン上の各取引のGas料金は最高で30ドルに達しました。

5月10日現在、BTC.comによると、ビットコインの未確認取引は30万件に達しました。Mempoolサイトによると、ビットコインネットワークのチェーン上の取引のGas料金は約282サトシで、11ドルに相当します。

ビットコインチェーンの混雑を解消し、Gas料金を下げることは、チェーン上で取引に参加するユーザーの共通の合意となっています。

ビットコインのスケーリングに関する議論も増えており、ビットコインにスマートコントラクト機能を提供するRGBプロトコルや、ビットコインの取引手数料を下げることに特化したライトニングネットワークに対する期待も高まっています。ユーザーはこれらが新たな進展を遂げ、ビットコインの現在の困難を早急に解決することを望んでいます。

実際、RGBやライトニングネットワークの他にも、サイドチェーンの形式でビットコインエコシステムを拡張することに特化したブロックチェーンネットワークがあります。それでは、ビットコインのRGB、ライトニングネットワーク、サイドチェーンの拡張方法にはどのような違いがあるのでしょうか？代表的なアプリケーションは何でしょうか？ユーザーはどのように参加すればよいのでしょうか？

ライトニングネットワークはビットコイン取引のGas料金を下げ、スループットを向上させることを目指しています

ビットコインが混雑している理由は、そのメインネットのTPSが毎秒7件の取引しか処理できないためであり、第三者の決済プラットフォームであるアリペイなどは毎秒約10万件の取引を処理しています。また、ビットコインのブロックサイズは1MB（含まれる取引の数）であり、マイナーはユーザーが提出した取引のGasの高さに基づいて取引を優先的にパッケージ化します。このため、ユーザーは自分の取引を早くブロックに含めてもらうために、Gas料金を上げてマイナーに優先権を与える必要があります。これが、BRC-20の熱潮の中で、チェーン上の取引ユーザーが増えるほどビットコインのGas料金が高くなる理由です。

チェーン上のデータBitinfoChartsによると、5月からビットコインチェーン上の平均取引手数料が大幅に増加し、最初の2ドルから現在は20ドルにまで上昇し、その間に最高で30ドルに達しました。

BTCチェーン上のGas料金

過去の拡張方法には2つの方法があります。一つはブロック容量を増やす、いわゆる大きなブロックで、より多くの取引を含むことができます。Bitcoin Cash（BCH）はこの拡張方法を採用していますが、この方法ではブロック生成時間は変わらず、ノードの運営負担が増加します。もう一つは、ビットコインの関連内容を変更せず、オフチェーンでの拡張方法を通じて、ビットコインの小額取引の支払いまたは関連データをオフチェーンに移し、メインネットでは重要な取引のみを行うというものです。ライトニングネットワーク（Lightning Network）はこのオフチェーンの方法を採用しています。

ライトニングネットワークはビットコインのLayer2ソリューションとも呼ばれ、主にビットコインの決済シーンで使用されます。ライトニングネットワークはユーザーがコストを節約し、効率を向上させるのを助けることができます。核心的な考え方は、ユーザーの取引プロセスをオフチェーンで行い、最終的な取引結果のみがビットコインメインネット上で確認されることにより、ビットコインネットワークの取引効率を向上させ、ユーザーがより低コストで、より迅速に支払いを完了できるようにすることです。

その動作原理は：あるユーザーが別のユーザーに取引を開始すると、まず、ライトニングネットワークは両者の間にオフチェーンの支払いチャネルを開きます。本質的には、取引の記録を保存するための共通の帳簿です。次に、取引の両者はチャネル内に一定の資金をロックし、秘密鍵を使用して取引に署名します。両者間の小額資金の移動はチェーン上で行う必要はなく、互いの帳簿にのみ保存されます。どちらか一方または両方がそのチャネルをもはや必要としないと決定した場合、チャネルを閉じると、両者間の最終的な決済残高がビットコインメインネットにブロードキャストされます。

例えば、AとBがBTC取引を行いたい場合、まずチャネルを開設し、両者がビットコインメインネット上で一定のビットコインをロックします。これによりチャネルが開かれ、両者は即座にBTCを送信でき、送金手数料はほぼゼロであり、各取引をビットコインメインネットにブロードキャストする必要はありません。どちらか一方がチャネルを閉じると、両者は取引アカウントの最終的な資産額を清算し、ビットコインメインネットに公開します。

このように、チャネルは複数のマイクロペイメントを統合して1件の取引としてブロードキャストし、取引効率を向上させます。

画像出典：Youtubeのブロガー@币圈小林子

さらに、ライトニングネットワークはAとBの間の直接的なリンクチャネルだけでなく、多くの単一チャネルを連結させて相互接続された広範な支払いネットワークを形成することができます。つまり、AとCの間にチャネルがあり、AとDの間にはチャネルがないが、CとDの間にはチャネルがある場合、AはCを介してDと取引を行うことができ、中間業者であるCはルーティング手数料を受け取ることができます。

ライトニングネットワークの構造図、出典：ネット

ライトニングネットワークでは、ネットワークは最小のノードと最小の取引手数料のパスを見つけて取引を完了します。

1MLによると、5月10日現在、ライトニングネットワークには16,000のノードがあり、約73,000の支払いチャネルが存在し、チャネル内のBTCの数量は約5,376枚で、価値は1.4億ドルです。

ライトニングネットワーク関連データ

ライトニングネットワークのアプリケーションシーンは主に決済分野にあり、ビットコインチェーン上の小額取引のGas料金が高い、即時入金の問題を解決することができます。例えば、ソーシャルプラットフォームでの報酬支払い、国際送金、商業者の支払い、送金取引などです。ライトニングネットワークの平均決済時間は1分未満で、大部分はミリ秒単位です。また、データによると、ライトニングネットワーク上の各取引手数料は約0.0001ドルです。要するに、ライトニングネットワークの決済体験は中央集権的な電子決済に劣らず、特に国際送金においてはさらに優れています。

現在、市場に出回っているライトニングネットワーク製品のほとんどはB向け企業や開発者向けの決済基盤製品です。一般ユーザーにとって、これらの製品の原理を理解するのは難しいです。実際、ユーザーが頻繁に使用するBTCの小額即時送金決済に使用される技術の多くはライトニングネットワークです。例えば、最近人気の去中心化ソーシャルアプリDamusに内蔵されたBTCの報酬機能は、使用されている基盤技術がライトニングネットワークです。

ライトニングネットワークの代表的なアプリケーション

Strike------はビットコインのライトニングネットワーク決済プラットフォームで、ビットコインの即時決済を提供します。ユーザーはStrikeを使用してBTCでの支払い、オンラインでの商品やサービスの購入、小額支払い、コンテンツクリエイターへの報酬、BTCの売買などを行うことができます。その前身はビットコインエコシステムウォレットのZapです。

Strikeは2022年9月に8000万ドルのBラウンドの資金調達を完了し、Ten31がリードしました。また、StrikeはShopify、NCRなどと提携してビットコイン決済システムを構築しており、このシステムは顧客が暗号通貨で支払った後に迅速にドルなどに換金できるようにしています。

Taro------はビットコインのTaprootをサポートするプロトコルで、ビットコインブロックチェーン上でトークンを発行し、使用するための標準を定義しています。主にビットコインブロックチェーン上で資産を発行するために使用され、同質トークンやNFT資産などを含みます。

Taroを通じて発行された資産はライトニングネットワークで流通可能で、現在は開発者のみが使用をサポートしています。Taroを使用することで、開発者はビットコインブロックチェーン上で資産を発行し、それをライトニングネットワークに移転することができます。

ただし、現在Taro製品はテスト段階にあります。

Taroの背後にある開発者Lightning Labsはビットコインライトニングネットワークの開発者であり、ライトニングネットワークに関連するソフトウェアサポートを提供しています。例えば、ライトニングネットワークノード管理ツールやウォレットなど、自社開発のテスト版ソフトウェア「LND」をサポートしており、ユーザーは他のユーザーにビットコインやライトコインを直接送信でき、ブロックチェーン上でこれらの取引を処理する必要がありません。2022年4月、Lightning Labsは7000万ドルの資金調達を行いました。

Lightspark------はライトニングネットワーク決済ソリューションプロバイダーで、元PayPal社長のDavid Marcusが設立しました。主に企業ユーザーにライトニング決済のソリューションを提供し、関連APIやSDKツールキットを提供して企業がライトニングネットワークを統合できるようにしています。今年4月、Lightsparkはビットコインライトニングネットワーク製品スイートを発表しました。

昨年5月、Lightsparkはa16zとParadigmがリードした資金調達を完了し、創業者がLibraの発起人David Marcusであるため、ユーザーの注目を集めました。

RGB はビットコインとライトニングネットワーク上のスマートコントラクト機能をサポートするために主に使用されます

RGBは拡張可能でプライバシー特性を持つスマートコントラクトシステムです。LNP/BP協会によって開発され、主にビットコインとライトニングネットワークのスマートコントラクトの展開をサポートします。開発者がビットコインまたはライトニングネットワーク上でスマートコントラクトを作成、展開、実行し、そのデータの安全性を維持することをサポートします。

ビットコインに対して、イーサリアムの最大の革新はスマートコントラクト（Smart Contract）をサポートすることです。スマートコントラクトとは、ブロックチェーン上で実行されるプログラム（自動的に実行されるプログラム契約とも呼ばれます）です。

イーサリアムとビットコインの最大の違いは、イーサリアムがスマートコントラクトを介して複雑な論理操作を実行できることです。現在、イーサリアム上のDeFiやその他のDAppアプリケーションはすべてスマートコントラクトを通じて実現されています。しかし、ビットコインはスマートコントラクトの展開をサポートしていないため、チェーン上のエコシステムの発展が制限されています。最近注目を集めたBRC-20トークンも、第三者のOrdinalsプロトコルのインスクリプションを通じて実現されており、トークンの発行プロセスは比較的単純で、展開、鋳造、移転の3つのプロセスのみで、トークンの焼却や増発などはサポートされていません。

RGBはビットコインをイーサリアムや他のブロックネットワーク（Solana、BNB Chainなど）のようにスマートコントラクトに基づくすべての可能性を実現することを目指しており、開発者はビットコイン上でトークン、NFT資産発行契約、分散型金融アプリケーション（DEX、貸付）、DAOなどを展開できます。このプロトコルは、ビットコインとライトニングネットワーク上で動作する複雑なスマートコントラクトをサポートすることを約束しています。

このように、RGBは特定のブロックネットワークでもトークン発行プロトコルでもなく、ビットコインネットワークにスマートコントラクトのサポートを提供するインフラです。

スマートコントラクトシステムとして、RGBが提案するソリューションは、イーサリアムなどの以前のスマートコントラクトソリューションとは異なります。

RGBはスマートコントラクトの発行、データ、状態などのプロセスをモジュール化し、スマートコントラクトコードの維持とデータストレージをオフチェーンで実行し、メインネット（ビットコイン）を最終的な状態の確認層として使用します。これは、RGBがオフチェーンのスマートコントラクトモデルを通じて、スマートコントラクトのすべてのデータをオフチェーンに保存し、ビットコインメインネットは最終的な状態の確認者としてのみ機能し、ブロックスペースの使用を減少させ、スループットを大幅に向上させることを意味します。

現在のブロックチェーンネットワークは、スマートコントラクトのコードとデータをすべてブロックチェーン上に保存し、全ネットワークのすべてのノードが実行することを推奨していますが、これによりブロック容量が過度に増大し、計算資源の浪費が生じます。RGBはクライアント検証の方式を採用しており、すべてのノードが各契約を実行する必要はなく、ビットコイン取引出力未使用残高（UTXO）上のマークを使用して取引状態を追跡することで、メインネットに依存する安全性を確保しつつ、拡張性を実現します。

RGB は現在何ができるのか？

開発者はRGBを通じて同質トークンRGB20と非同質トークンNFT契約を展開でき、ライトニングネットワークとも互換性があります。

RGBがユーザーにビットコインまたはライトニングネットワーク上で同質トークンを発行するためのスマートコントラクトを展開することをサポートできるため、BRC-20トークンの代替案と見なされています。

RGB20 とBRC-20トークンの最大の利点は、RGB20で発行されたトークンはライトニングネットワークで流通可能で、送金時のGas料金が低く、入金が速いことです。一方、BRC-20はサトシに刻まれ、すべての活動がビットコインチェーン上で行われるため、拡張性が制限されています。

RGB プロトコルがサポートするアプリケーションは何か、ユーザーはどのように参加するのか？

ビットコインNFT市場DIBA------は、RGBスマートコントラクトプラットフォームを使用して構築された最初のビットコインNFT取引市場で、ユーザーがビットコイン上でNFT（この資産は通常UDA独特デジタル資産と呼ばれます）を作成、取引することをサポートしています。現在、DIBAはまだテスト段階にあります。

さらに、ユーザーはビットコインネットワーク関連のウォレットを通じてRGBスマートコントラクトおよび関連資産を体験できます。

Iris Wallet---これはRGB資産を発行、受信するためのウォレットアプリで、Bitfinex Labsによって開発され、ユーザーはGoogleストアからダウンロードする必要があります。

My Citadel------RGB資産ウォレットをサポートしており、現在のユーザーはインストールパッケージをダウンロードする必要があります。

Bitmask------RGB資産の鋳造、発行およびRGBアプリケーションを体験するために使用できます。BitMaskはDIBAによって作成されたChrome拡張ウォレットで、ステーブルコインやNFTをサポートしています。現在、ユーザーはBitmaskウォレットのテスト版を使用してRGB20資産の発行や移転を体験できます。

BitMaskウォレット

現在のユーザーの使用体験から見ると、Bitmaskウォレットはユーザーにとって入門しやすいです。現在、ユーザーはBitmaskウォレットのテスト版を使用してRGB20資産の発行、移転、ライトニングネットワーク内の資産移転などを体験できます。

ビットコインサイドチェーン

サイドチェーンとは、独自の公チェーンを別に作成し、ニーズに応じた帳簿、コンセンサス機構、取引タイプ、スクリプトおよび契約のサポートなどを持ち、特定のクロスチェーン技術を通じてビットコインメインネットに関連付けることを指します。簡単に言えば、クロスチェーンブリッジを通じてBTCをビットコインメインネットとサイドチェーンの間で移転、流通させることです。

Stacks、Rootstock、OmniLayerなどのビットコインサイドチェーンは、クロスチェーンブリッジを通じてBTCをサイドチェーンとメインネットの間で移転します。

全体的に見て、サイドチェーンではスマートコントラクトをサポートし、DeFiなどのさまざまな分散型アプリケーションを構築でき、拡張性が高く、他のソリューションに比べて実施の難易度もそれほど高くなく、帳簿も比較的安全です。しかし、サイドチェーンのノードは誰でも運営できるわけではなく、帳簿のコンセンサスは特定の中央機関の管理に依存しているため、分散化の程度が低く、これがサイドチェーン拡張ソリューションが多くの試みを行っても大規模なアプリケーションを得られない主な理由かもしれません。

ビットコインスマートコントラクトプラットフォームStacks（STX）

Stacks（STX）は、新しいブロックチェーンネットワークを構築することでビットコインネットワーク上でスマートコントラクトと分散型アプリケーションを展開する機能を実現します。そして、このブロックチェーンネットワーク上でのネイティブトークンSTXを発行し、チェーン上のスマートコントラクト手数料や取引手数料の支払いに使用されます。開発者はStacksを基にして任意のアプリケーションを構築できます。

2021年、StacksはV2バージョンを発表し、ビットコイン自体を変更することなく、ビットコイン決済プロトコルの周りでの革新を目指し、ネイティブビットコインスマートコントラクトと分散型アプリケーションを開始しました。

Stacks 2.0の核心メカニズムは主に2つの部分に分かれています。一つはPoXで、ビットコインチェーンに基づいて構築されたコンセンサスメカニズムで、PoXはPoSのステーキングに似ており、ノードはBTCをロックすることでSTXを得ることができ、またSTXをロックすることでBTCを得ることができます。このような二重トークンの交換により、マイナーとステーキング者間の利益を調整します。もう一つはネイティブプログラミング言語Clarityで、スマートコントラクトがビットコインチェーン上の行動に基づいて操作できるようにします。例えば、Aがビットコインで取引を完了した場合、Stacks 2.0はその取引を追跡、検出し、その取引をStacks 2.0上のスマートコントラクトの一部として扱い、その取引を次のステップの条件とすることができます。

現在、StacksエコシステムのアプリケーションはDeFi、NFT、DAOなどのアプリケーションをカバーしています。例えば、ウォレットHiro Walletや、統合DEX、貸付機能を持つワンストップDeFiアプリケーションプロジェクトAlex、NFT取引市場Gamma、担保貸付プラットフォームArkadikoなどが展開されています。

ビットネットワーク資産発行プラットフォームOmniLayer

Omnilayer（OMNI）はビットコインに基づいて構築されたブロックチェーンネットワークで、主にビットコインネットワークに基づくトークンの発行に使用されます。Omnilayerがビットコインネットワークトークンを発行する原理は、ビットコインの取引出力（UTXO）に付随する情報に基づいており、ビットコインチェーン上のデータに基づいています。

その中で、最初のステーブルコインUSDTはTether社がOmnilayerを基に発行したものです。

RGBプロトコルと比較して、Omnilayerが発行するトークンの関連データはすべてビットコインメインネットチェーン上に保存されており、プライバシーと拡張性が比較的低いです。

OmniBoltはOmniLayerがライトニングネットワークに対応したバージョンで、ライトニングネットワークを通じてトークンを作成および転送することをサポートします。5月9日、OmniBoltはライトニングネットワークでBRC-20トークンをサポートすることを発表しました。

ビットコイン連合サイドチェーンLiquid Network

Liquid Network（略称Liquid）は、ビットコインの連合サイドチェーンのようなもので、取引所、金融機関、その他ビットコインを重視する企業で構成されるLiquid連合委員会によって共同で維持および管理されています。ビットコインの流動性問題を解決し、ユーザーにより迅速で便利なビットコイン取引体験を提供することを目的としており、このネットワークはビットコインインフラ開発者Blockstreamによって2018年に導入されました。

Liquidチェーン上で主に使用されるのは、ビットコイン1:1でペッグされたLBTCです。公式サイトによると、Liquidエコシステム内で流通するLBTCの数量は長期的に3000枚以上を維持しており、5月10日には3280枚でした。

さらに、Liquidはスマートコントラクトの展開もサポートしており、エコシステム内にはDEX Sideswap、貸付プラットフォームHodlなどがあります。

EVM互換のビットコインサイドチェーンRootstock

Rootstock（略称RSK）はビットコイン上のEVM互換のサイドチェーンです。これは、RSKの開発者がイーサリアムのSolidityを使用してスマートコントラクトを展開でき、ユーザーもRSKメインネットをイーサリアムウォレットMetamaskに追加し、イーサリアムやEVM互換のPolygon、BNB Chainと同様にRSKエコシステムのDAppsと相互作用できることを意味します。

RSKプラットフォームには独自のネイティブトークンはなく、smartBTC（RBTC）を使用しています。このRBTCはメインネット上のBTCがクロスチェーンブリッジを通じて1:1で発行されたものです。

そのため、RSKは暗号コミュニティではあまり知られておらず、ユーザーが比較的よく知っているのはRIFトークンです。

RIFトークンはRootstock Infrastructure（RIF）によって発行されており、これはRootstockの上に構築されたプラットフォームで、開発者にブロックチェーンインフラとサービスを提供し、ドメイン名、ストレージ、認証などを含み、dAppsの開発と展開をサポートします。RootstockはRBTC以外のトークンを発行していませんが、RootstockとRIFは同じ会社IOV Labsによって開発されており、RIFトークンはしばしばユーザーによってRootstockのネイティブトークンと誤解されています。

実際、RSKチェーン上には多くの有名なDeFiアプリケーションが登場しており、ビットコインの取引と貸付をサポートするプラットフォームSovryn（SOV）などがあります。今年3月には、このアプリケーションがビットコインに裏付けられたステーブルコインSovryn Dollar（DLLR）を発表しました。さらに、DEXプラットフォームRSK Swap、貸付アプリケーションTropykusなどもあります。