ZC Capital 研究報告：UTXO 基盤モデルに基づいて構築された BTC L2 パブリックチェーン TuringBitChainについて

作者：Jane，ZC Capital

プロジェクト概要

TuringBitChain（以下 TBC）は、ビットコインの原始プロトコルに基づくUTXOモデルのパブリックチェーンであり、最下層のTXID生成方法から着手し、並列性能をさらに向上させ、UTXOモデル上でLayer-1スマートコントラクトソリューションを実現する革新的な提案を行っています。十分な分散化を保証しながら、無制限のスケーラビリティを実現できます。

UTXOモデルとは何ですか？UTXOモデルとは、簡単に言えば、特別なアカウント記帳モデルです。中国語では「未使用取引出力」と呼ばれ、ETHや銀行の伝統的なアカウント残高モデルとは大きな違いがあります。このモデルは取引そのもののみを記録し、取引の結果は記録しません。

UTXOモデルは、ETHなどのアカウント残高モデルに比べて以下の2つの利点があります：

1：ユーザーが新しいアドレスを転送や取引に使用する場合、新しいアドレスと元のアドレスの関係は追跡が難しく、ユーザーのプライバシーをより良く保護できます。

2：UTXOモデルは理論的に異なるUTXOを並行して利用して複数の取引を発行し、ネットワークにブロードキャストできます。

ビットコインの設計の初衷は、完全な透明性、公平性、監査可能性を実現することです。UTXOはビットコインがこれらの目標を達成するのを助けることができます。したがって、BTCはその基盤となるデータ構造としてUTXOモデルを採用し、信頼できる第三者に依存せずに二重支払いの問題を解決できます。

プロジェクト解析

ブロックチェーン技術が常に直面している最大の課題はスケーラビリティの問題であり、異なるパブリックチェーンはこの問題を解決するために異なる技術ルートを試みています。例えば、イーサリアムのシャーディングソリューションなどです。一方、UTXOモデルは高い同時実行性を持つため、多くのパブリックチェーンがUTXOルートを選択してスケーラビリティを向上させています。しかし、現在のところ、ほとんどのUTXOモデルのパブリックチェーンにはLayer-1のスマートコントラクトがなく、複雑なビジネスロジックを実現できません。

私たちは他のいくつかのパブリックチェーンを調査しました。例えば、ConfluxはUTXOモデルを採用し、ESpaceを通じてEVMではなくBVMのスマートコントラクトを実現しています。Nervosは、スマートコントラクトを実現するためにrollupに似た二層を作成しました。ADAはUTXOモデルを修正し、EUTXOモデルに変えてスマートコントラクトを実現しましたが、EUTXOモデルはBTCと互換性がありません。

STXはスマートコントラクト、POXコンセンサスを持ち、非UTXOモデルであり、エコシステムは現在良好に発展しています。KasはEVMをサポートしていますが、現在はまだスマートコントラクトがありません。（プロジェクトのロードマップでは将来的にサポートされる予定です）

TBCはビットコインと一連のマルチチェーンアーキテクチャを接続することで、完全なTCP/IPプロトコルを構築します。現在、NFT、Defi、データストレージ、BTCFI、通常のプロトコルを通じて実現されたBTC NFTやBRC20などをサポートしています。Ordinal & BRC20の機能も第2四半期に実現される予定です。

TBC のパブリックチェーンの目標は、 ビットコインの全潜在能力を解放し、その詰まりの問題を解決することです。将来的にBTCはもはやデジタルゴールドではなく、単なる価値保存のツールではなく、日常取引、例えばコーヒーの購入などの小額消費にも使用される可能性があります。また、ETHのようなスマートコントラクトオペレーティングシステムを備えることが期待されています。TBCは、将来的に大量のユーザーを支える真のWeb3パブリックチェーンとRWAのインフラストラクチャとなり、BTCエコシステムにEVMのような繁栄したBVMエコシステムを構築する手助けをしたいと考えています。

プロジェクトの特徴

1 ：分散化： BTCと同じPOWコンセンサススキームとBTCと同じSHA256マイニングアルゴリズムを採用し、TBCのオープン性を確保しています。TBCブロックの発行は、計算力による公平な競争によって決定され、市場の最適な配分能力を十分に発揮します。

2. コンプライアンスと効率性： TBCは、コンプライアンスのあるノードによるブロックのマイニングメカニズムを採用しており、ネットワークの計算力が小さい場合でも、効率的に計算攻撃や資産盗難のリスクを防ぐことができます。

3 ：無制限のスケーラビリティ： 最適化されたUTXO高並列モデルを採用し、従来のUTXOモデルの取引形式をアップグレードし、高性能な並列計算のスーパー ノードを構築しています。これは、100万TPSを動的にスケーラブルなパブリックチェーンとして確保するためです。（TBCテストネットでのテスト時に、TPSは13,000+に達しました。）

4 ：Layer-1のUTXOスマートコントラクト： UTXOモデルに基づく純粋な一層の実用的チューリング完全なスマートコントラクトソリューションTuringContractを初めて創出し、EVMのすべてのロジックを実現できます。また、UTXOモデルの利点により、TBCは高性能で非常に低い手数料の利点を持っています。

5 ：取引のゼロ確認技術------FT&NFT取引が瞬時に完了します。（低遅延のチェーン上アプリケーションユーザー体験）、GAS費はユーザーが増えるにつれて低下します；

6 ：ビットコインオペレーティングシステム（実行可能なスマートコントラクト）； データストレージ、契約実行、取引伝送はすべて1つのチェーン上で完了します；

7 ：ビットコインウォレットアドレスと同じウォレットアドレス： TBCは、同じ数量と同じ技術構造をBTCに適用し、将来的にはビットコイン1：1のマッピング機能を有効にします；これによりBTCfiの物語を実現できます。（BTCを資産として使用し、BTCを取引単位として使用することを有効にします）

8 ： フレンドリーなクロスチェーンモジュール化インフラストラクチャ（仮称TuringBridge）： A）オープンソースアプリケーションライブラリが近日中に登場します。B) 高度にカスタマイズ可能で、すぐに使用できる機能アプリケーションを有効にします。

TBCコア技術の詳細解説

TBCは高性能で局所的にスマートな完全なブロックチェーンインフラストラクチャを備えています。

A. 高性能

A1. 無限のスケーラビリティ

A2. パイプライン処理可能

B. スマートな完全性

各局所UTXOチェーンは完全なチューリングマシンです

A1 高性能：無限のスケーラビリティ

高性能は高い並列スケーラビリティを意味し、分散計算を採用し、単一のマシンの単一コア計算ではありません。これには、強いスケーラビリティと弱いスケーラビリティの2つのタイプが含まれます。

前者は問題の規模を固定し、計算コアの使用量を増加させ、総計算時間を相応に短縮します。これは次のように表されます：

Time(N) = Time(1) / N

NはCPU処理コアの数です。

後者は問題の規模を拡大しながら、相応に計算コアを増加させ、計算時間を安定した量に保つことができます。これは次のように表されます：

Workload(1)/1 ~? Workload(N)/N

さまざまな並列アルゴリズムを研究することにより、TBCが採用する分散計算モデルは、強いスケーラビリティと弱いスケーラビリティの両方の特性を同時に持つことができます。

A2 高性能：パイプライン処理可能

TBC はスマートコントラクト設計の過程で、常にパイプライン式の基本理念を貫き、将来的にはハードウェア化を通じて直列プログラムの実行スループットを加速させることができます。

B. スマートな完全性

1 ：TBCのUTXOモデルの下では、各UTXOチェーンはチューリングマシンであり、大量の並行するチューリングマシンがブロックチェーンの実用的なスマートな完全なネットワークを構成し、その基盤BVMはEVMと大きく異なります。

BVM とEVMの基盤モデル性能比較：

2 ：BVMスタックプロセッサ

3 ：OPPUSHTX技術の概要

TBC は現在、OPPUSHTX技術を選択して取引の上下流データをプログラム可能なデータ空間に取り入れ、局所的なチューリング完全能力を実現し、隔離されたUTXOにより異なるプログラム可能な空間が並行して実行され、高効率のブロックデータ検証を実現し、各取引の費用を削減します。

4 ：データ膨張->階層ハッシュ

TBC は独自のフラットな階層ハッシュモデルを通じて、ノード間のデータ伝送やスマートコントラクト内のデータの膨張問題を解決し、上層建築に堅固な基盤を提供します。

経済モデル分析

1.TBC 完全公平なスタート：TBCはビットコインの原始プロトコルに基づく純粋なPOWモデルです；ICOもIDOもなく、ノードの運営と実行運営はすべて初期の貢献者が資金を提供しています。

2.TBC パブリックチェーンのTOKENはTBCトークンと呼ばれます； TBCの最大供給量上限は21億個で、その中の 93.3％は*フォーク時に自然に存在し、すでにロックされています。（少なくとも4年後に解除される可能性があります）。残りの6.7％はマイニングによって生成されます。BTCと同様に、TBCのマイニング産出は4年ごとに半減します。4年後には、TBCの総流通量は約6500万枚*になると予想されています。

3.TBC ブロック間隔：約10分；難易度調整アルゴリズム：FastDAA；マイニングアルゴリズム：SHA-256（BTC\BCH互換）；ブロックサイズ：初期上限4G（その後、状況に応じて動的にスケーリングされます）

開発チーム

TBCの初期開発者は、世界中の複数のコア技術ギークチームから来ており、彼らは大規模なブロックとスケーリングソリューションに関して数年の研究経験を持っています。TBCには高性能計算分野の専門家からの学術成果があります。2021年9月、TBCの基盤技術が発明され、発表され、チューリング完全な高性能Layer1スマートコントラクトTuring-Contractも早期に設計と実験が完了しました。2022年3月、チューリング完全な高性能Layer1スマートコントラクトTuring-Contractが正式にリリースされました。

2023年12月、TBC Alphaテストネットがオンラインになりました。世界的に有名な高性能計算センターのスケーラビリティソリューションが検証されました。TuringContractの実行速度は13k TPSを超えました。数ヶ月のテストネットテストを経て、TBCメインネットは2024年2月14日に正式に立ち上げられました。

プロジェクトロードマップ

1. 第一段階：（BTCfi段階）

TBCはBVM【ビットコイン仮想マシン】を通じて、ビットコインがDefi、NFT、RWAなどのエコロジーアプリケーションに参加する潜在能力を解放することを目指しています。

2. 第二段階：（BVMがすべてのUTXOチェーンと互換性を持つように推進）

a:将来的により多くのUTXOチェーンがBVMを採用するように推進します。例：Dogeのエコシステム。

b:成熟した分散型クロスチェーンインフラストラクチャ--TuringBridgeを通じて、UTXO BVMチェーンが将来的にアカウントモデルEVMチェーンエコシステムと融合するのを支援します。

3. 第三段階：（ブロックサイズがTB段階に入り、手数料が0に近づく）

TBCは、既存のブロックチェーンにおいて大量のユーザーが高額な手数料を引き起こす慣習を打破しました。ネットワークの発展に伴い、TBCはユーザーが増えるにつれて取引手数料が低下する魅力を示すでしょう。BTCエコシステムの大爆発を助けます。

4. 第四段階（未来のWEB3世界のために最高の使いやすい基盤パブリックチェーンを構築）

TBCは大量のブロックチェーンアプリケーションを実行し、チェーン上でデータを検証できるため、ネットワーク効果がますます強化され、TBCはBTCが次世代インターネットをリードするのを支援し、最高の使いやすいWEB3インフラストラクチャの1つになるでしょう。

以上のことから：TBCは「第二の人生のためのブロックチェーン」です。ビジョンはWEB3世界のために最高の使いやすい基盤パブリックチェーンを構築することです。TBCはまた、ビットコインエコシステムの最も重要なBVM仮想マシンの発起者でもあり、BTCエコシステムのPolygonのように、現在メインネットがオンラインになっています。BTCエコシステムの爆発とともに、TBCがBTC L2のリーダーになる機会があるかどうか、私たちは注目していきましょう！