ビットコイン RGB プロトコルはスマートコントラクトの究極の形態なのか？

著者：Echo | Infinitas；Leo | LK Venture

指導：洪蜀寧

本記事は Infinitas と LK Venture の共同制作です

序論

ほとんどの人がビットコインをお金と結びつける一方で、あまり知られていない重要なユースケースがもう一つあります。それはスマートコントラクトです。スマートコントラクトはビットコインの基盤を構成しており、最初にニック・サボ（Nick Szabo）によって1995年に提唱されました。これは、契約の交渉や履行を実行、検証、または実施することを目的としたコンピュータプロトコルであり、本質的には契約であってコードではありません。スマートコントラクトは、第三者なしで信頼できる取引を行うことを可能にし、自動的な信頼と自動実行のプロトコルを実現します。これにより、中央機関の助けを必要とせず、従来の契約よりも安全で便利な方法で契約を履行することができます。

ビットコインのRGBプロトコルとそのスマートコントラクトにおける潜在的な役割を探る前に、スマートコントラクトという概念自体にはいくつかの論争があることに触れておく価値があります。イーサリアムの共同創設者であるヴィタリック・ブテリン（Vitalik Buterin）は、2018年にイーサリアムのコア機能を「スマートコントラクト」と呼ぶことを後悔していると述べました。ブテリンは、この用語は「持続的スクリプト」のようなより技術的で平凡な名称を選ぶべきであり、その持続的な実行プログラムとしての本質をより正確に反映すべきだと考えています。このことは、ブロックチェーン分野の先駆者の間でも、スマートコントラクトをどのように定義し理解するかについて異なる見解が存在することを反映しています。

この記事では、ビットコインのスマートコントラクトの世界を明らかにし、それらがネットワーク上に構築された巨大なエコシステムにどのように進化しているかを議論します。

スマートコントラクトの発展を制限するものは何か？

ブロックチェーンの不可能な三角形の概念は、イーサリアムの創設者であるヴィタリック・ブテリンによって提唱されました。これは、ブロックチェーン上で以下の三つの目標を同時に達成することができないことを指します：分散化、安全性、スケーラビリティ。スマートコントラクトにも同様の不可能な三角形があります：分散化、スケーラビリティ、チューリング完全性。ビットコインとイーサリアムには多くの類似点がありますが、長期的なビジョンの違いや制約により、二つの異なるブロックチェーンネットワークとなっています。

ビットコインとイーサリアムの比較図

イーサリアムは長い間、スケーラビリティの面で突破口を見出せずにいます。イーサリアムはスループットが低く、処理速度が遅いのは、スケーラビリティではなく分散化と安全性を優先しているためです（スケーラビリティの三難困難）。イーサリアムにはチューリング完全性があるにもかかわらず、スケーラビリティのボトルネックが存在するため、スマートコントラクトの最終形態とは言えません。

ビットコインはどのようにスマートコントラクトのスケーラビリティの問題を克服するのか？

ビットコインのチェーン上のスケーラビリティは長年の課題であり、ビットコイン上でスマートコントラクトを実行するには、ビットコインのメインチェーン上で作成するか、ビットコインのレイヤーソリューション上で作成する必要があります。近年登場したビットコインのチェーン上のスケーラビリティのレイヤーソリューション、例えばRGBプロトコルなどは、ビットコインのスマートコントラクト機能の迅速な反復を実現し、不可能な三角形のスケーラビリティの制約を解決します。

ブロックチェーンの不可能な三角形

ビットコインメインチェーン上のスマートコントラクト

ビットコインのスクリプト言語Scriptは非常にシンプルであり、複雑なスマートコントラクトを基盤層に展開することが難しいです。ビットコインは誕生以来、シンプルで相対的に変更が不要な設計がされており、ブロックチェーンの完全性と持続性を確保しています。プロトコルのアップグレードは定期的に行われますが、それはブロックチェーンを根本的に変えるものではなく、エッジでの小さな改善を提供するものです。

ビットコインの基盤層には、依然として多くの基本的なスマートコントラクト機能があります。

• 支払い公開鍵ハッシュ (P2PKH)

Pay-to-Public-Key-Hash はビットコイン取引に使用される一般的な契約であり、このスクリプトは公開鍵によって実行される契約を作成し、対応する秘密鍵によって署名が作成されます。

• マルチシグ（Multisig）

マルチシグは、取引を完了させるために複数の当事者の承認が必要なビットコインアドレスであり、通常は当事者間の合意を実行するために使用され、資金を解放するために事前に定義された数の署名を収集する必要があります。

• ハッシュタイムロック契約（HTLC）

ハッシュタイムロック契約は、期限付きの条件付きビットコイン取引です。これらの時間制限はハードコーディングされており、BTCは特定の時間と日付（またはブロック）にのみ発行されます。事前に設定された締切前に契約内の特定の要件が満たされない場合、取引はキャンセルされます。

• 注意深いログ契約 (DLC)

DLCは、オラクルを利用して信頼不要のピアツーピア取引を実行します。これらのオラクルは、現実世界のイベントの結果を評価し、ビットコインのスマートコントラクトにオンチェーン情報を提供します。二つの関連当事者が将来の結果に基づいて通貨合意を結ぶことを約束する際に、DLCが最も一般的に使用されます。

• Taprootへの支払い (P2TR)

Pay-to-Taproot はビットコインを送信するためのスクリプトであり、MerkleツリーとSchnorr署名を導入しています。これらの取引は、より良いセキュリティ、低い取引手数料、そしてより大きな柔軟性を提供します。この形式の契約は、最近Taprootのアップグレードにより実施されました。

レイヤー実行によるビットコインスマートコントラクトの利点

ビットコインレイヤーの独自性は、メインチェーンに変更を加えることなくネットワークに新機能を導入できることです。ビットコインのコードを変更することなく、革新や他の実験的な開発を導入できるため、ビットコインのコアは常にシンプルであり、上に構築された内容の影響を受けません。

すべてのビットコインレイヤー取引は最終的にビットコインの基盤層で決済されるため、各取引の履歴はビットコインの台帳に書き込まれます。検証の程度は、ブロックチェーンと他のネットワークとの違いを示します。ビットコインレイヤー取引を変更するには、メインチェーン取引を変更する必要があります。

レイヤー実行によるビットコインスマートコントラクトには、いくつかの重要な利点があります。

• より強力なプログラマビリティ：レイヤースマートコントラクトは、自身のグローバルステートにアクセスすることでビットコインスクリプト言語の限られた機能を克服し、各レイヤーはビットコインの上に構築する内容の可能性を広げることができます。
• より高いスケーラビリティ：スケーラブルなソリューション上にスマートコントラクトを展開することは、取引の処理速度を大幅に向上させることを意味します。現在、基盤層は1秒あたり約5〜7件の取引しか処理できません。一方、レイヤーソリューションは、取引をメインチェーンに送信して最終決済を行う前にバンドルすることができます。これにより、ビットコインのスループットが大幅に向上し、数百万件の日常取引を持つスケーラブルなネットワークとしての実現可能性が高まります。
• 効率の向上。改善されたスケーラビリティは、より迅速な取引と低コストと共に進行します。短いブロック生成時間は確認速度を加速させ、メインチェーンと比較してレイヤー取引の取引コストは大幅に低下します。さらに、レイヤー取引は基盤層で発生する混乱を減少させ、ネットワーク全体のパフォーマンスを向上させます。

ビットコインエコシステムは、隔離証明が完了した後、全力でライトニングネットワークやサイドチェーンなどのLayer2方向に進化しています。ビットコインLayer1のスケーリングソリューションは複雑であり、コミュニティに受け入れられているのは、ビットコインLayer1に基づいて新しいLayer2を構築することです。これにより、ビットコインシステムに影響を与えず、互換性を持ちながら、チェーン上の混雑問題を解決します。したがって、ビットコインのスマートコントラクトに対する想像の余地は、チューリング完全性にかかっています。

なぜRGBプロトコルがスマートコントラクトの究極の形態となる可能性があるのか？

ビットコインのレイヤーソリューションの一形態として、RGBプロトコルはスマートコントラクト分野で将来の大規模なアプリケーションを実現する巨大な潜在能力を持っています。ビットコインのレイヤーソリューションの中で、RGBプロトコルとBitVMは「スケーラビリティ」、「チューリング完全性」、「分散化」の三者のバランスを実現できる唯一のものです。

RGBはオープンソースプロトコルであり、ビットコインのプロトコルに基づいており、ライトニングネットワーク（LN）を利用してスマートコントラクトを実行します。RGBはビットコインブロックチェーンのプルーフ・オブ・ワーク（PoW）コンセンサス層の上に構築されたプロトコルです。これは、ライトニングネットワークを利用しながらプロトコルを変更する必要がなく、RGBを使用してプログラム可能な資産やプライベート資産を発行・管理できます。RGBは、二者（例えばLNチャネル）間でプライベートスマートコントラクトを実行することでスケーラビリティの問題を解決します。これは、カラードコインを改善し、ビットコインブロックチェーン上のデジタル資産をトークン化するために開発されました。

クライアント検証

RGBのコア機能の一つはクライアント検証であり、これはピーター・トッド（Peter Todd）が提唱した概念です。クライアント検証はRGBモードによってサポートされており、これはユーザーが各当事者間でスマートコントラクトプロトコルを作成する方法です。この検証方法は、ビットコインブロックチェーンのコンセンサスメカニズムの強度と安全性を利用し、同時にRGBのスマートコントラクトコードとデータをブロックチェーンから持ち出します。ビットコインがスマートコントラクト実行環境の能力に限界があるため、RGBは実行と検証をブロックチェーンの下に持ち込み、RGB取引はビットコインやライトニング取引に含まれないため、参加者はビットコインのコンセンサス層の安全性を享受しつつ、柔軟性とスケーラビリティを向上させます。

チェーン外に取引データを保存するだけでなく、RGB取引は一回限りの封印を使用するUTXOセットに割り当てられ、ビットコイン取引出力を閉じるための別の安全対策として機能します。この封印は、二つの異なる当事者が同じデータの異なるバージョンを提供するのを防ぎます。したがって、条件を満たす当事者がスマートコントラクトの状態履歴を検証できるようにします。

RGBスマートコントラクト、アーキテクチャ、検証

RGBスマートコントラクトは、状態、所有者、および状態を更新するために実行できる操作で構成されています。RGBのスキーマは創世レベルで各状態の検証ルールを定義し、各連続状態の所有者が同じスキーマを使用して履歴を検証することを保証します。したがって、このスキーマは社会的合意、検証、およびスマートコントラクトの状態を保証します。

コア検証ロジックはRustを使用しており、これはチューリングマシンと同等の決定論的スマートコントラクト言語です。契約に特有のすべての検証ロジックは、Alluvium仮想マシン（AluVM、Algorithm \& Logical Unit Virtual Machine）上で実行されます。これは、高度に決定論的で例外のないVMであり、プラットフォームに依存しない命令セットを提供します。

他にチューリング完全性を実現できるビットコインスマートコントラクト：

• BitVM：2023年10月にホワイトペーパーが発表され、BitVMはRollupsに似た考え方を用いてチェーン外で複雑なプログラムを実行し、重要な証拠をチェーン上に置きます。同様にビットコインにチューリング完全なスマートコントラクトをもたらしますが、BitVMは計算能力に対して非常に高い要求を持ち、理論的な実行可能性のみを持っています。スケーラビリティと商業的実現可能性についてはさらなる理解が必要です。

スマートコントラクトの「不可能な三角形」を克服するRGBとBitVM

まとめ

ビットコインは分散型の「デジタルゴールド」であり、スマートコントラクトを実行するプラットフォームでもあります。現在、大量のビットコインが未使用の状態にあります。約76%のビットコイン供給は流動性がなく、取引履歴がありません。スマートコントラクトの拡張を通じて、ビットコインの生産性を新たなレベルに引き上げる機会があります。RGBプロトコルなどのチューリング完全なスマートコントラクト機能を統合したビットコインエコシステムプロトコルにより、開発者はネットワークにより多くのスマートコントラクトをプログラムすることができ、ビットコインが価値の保存と金融サービス層として主流に採用されることを加速させることができます。

高度に分散化され、安全で持続可能なブロックチェーンとして、ビットコインは将来的により多くのオンチェーン経済活動の基盤となる可能性があります。ビットコインは、スマートコントラクト、分散型アプリケーション、Web3インフラストラクチャの未来のトップエコシステムになる可能性が高いと信じています。この変化の激しい分野において、ビットコインの役割と能力は、私たちの現在の想像を超えるかもしれません。「スマートコントラクト」という言葉の意味に対する理解が進化し深化するように。

参考文献

https://coinexsmartchain.medium.com/innovative-csc-to-challenge-an-impossible-trinity-in-blockchain-technology-9ff86aa0192e

https://bitcoinist.com/vitalik-buterin-ethereum-regret-smart-contracts/

https://zhuanlan.zhihu.com/p/264882173

https://www.plus500.com/zh/instruments/ethusd/what-is-the-difference-between-ethereum-and-bitcoin~2