BitVMとは何ですか？

Bitcoinは最も古い暗号通貨であり、遠く最も成功したものです。Bitcoinがピアツーピアの支払いシステムを革新したことは事実ですが、拡張性や複雑なチューリング完全スマートコントラクトを実行する能力に関して重要な制限があります。この制限はブロックチェーンコミュニティ内で多くの懸念を引き起こし、Bitcoinのユーザーベースが拡大するにつれて、拡張性の必要性がより切迫しています。

Bitcoinの初期の時代には、早期の先駆者たちがスマートコントラクトを処理し、分散型アプリケーションをホストできるブロックチェーンの必要性について議論していました。しかし、Bitcoinの創造の背後にある動機は異なりました — 価値を保持し、国境を越えて取引するための安全で独立した第三者不要な手段でした。Bitcoinを裏付ける基盤技術であるブロックチェーンは、支払いシステムをはるかに超える可能性を秘めており、イーサリアムがチューリング完全なプログラム可能性を持ち込んでから、ブロックチェーンの真の可能性が具現化し始めました。

2023年第4四半期に急速に進展した、ロビン・リヌスによって発表されたホワイトペーパーがビットコインコミュニティに希望の光をもたらしました。彼は、ビットVMと呼ばれる新しいコンピューティングパラダイムを提案し、スマートコントラクトの機能とチューリング完全性をビットコインにもたらすことができると述べました。これにより、ゲームから複雑な契約まで、あらゆるものがビットコイン上で実行できる世界が創造されるでしょう。この画期的な技術が展開されるにつれて、コミュニティにとっての可能性と機会を把握することが重要です。この記事では、ビットVMの概要、動作方法、そして意識すべき重要な考慮事項について詳しく取り上げます。

BitVMとは何ですか？

ソース: 信頼マシン

新しくリリースされたによるとホワイトペーパーRobin Linus氏によるBitVMは、Bitcoin Virtual Machineの略であり、ブロックチェーンネットワーク上でチューリング完全なスマートコントラクトを可能にすることで、Bitcoinのスケーリングを目指す計算エンジンです。これにより、ネットワークのコンセンサスルールを妨げることなく、BitcoinにEthereum Virtual Machine（EVM）に類似した機能がもたらされます。

BitVMは、Bitcoinのユースケースを拡大しようとする最初の試みではありませんでした。Bitcoinはもともとブロックチェーン上で資産の取引などのより単純なタスクのために設計されていたため、ネットワーク上でより多機能な機能を構築しようとする試みがいくつかありました。ライトニングネットワークやLiquid NetworkなどのLayer-2ソリューションは、これらの改良の一部です。BitVMは、Bitcoinネットワークをスケーリングしようとする最近の試みの1つとして登場し、物語を変えるとさえ言われています。

以前に示唆されたように、BitVMはBitcoinの既存のコンセンサスルールを変更する必要はありません。タイムロック、ハッシュロック、大規模なタップルートツリーなどの構築ブロックを活用して、複雑な契約と計算を処理できるマシンを作成します。これにより、BitVMはBitcoinネットワークを変革し、任意の計算問題を処理できるようにし、他のチューリング完全システムと同じくらい強力にします。

Turing完全スマートコントラクトとは何ですか？チューリング完全性とは、システムが十分なリソースと時間を持っていれば、任意の計算タスクを解決できる能力を指します。チューリング完全なスマートコントラクトは、任意のコンピュータリクエストのロジックを実行できます。チューリング完全性は、ブロックチェーンコミュニティで重要な議論です。なぜなら、それによりブロックチェーンネットワークが非常に強力で多目的になるからです。

Bitcoinのスマートコントラクトのコアデザインはシンプルでチューリング完全ではありません。これは、トークン化やdAppsの開発を処理するために構築されていなかったためです。したがって、BitcoinにBitVMを導入することは、Bitcoinが行えることの範囲を拡大する先駆的な開発です。

BitVMはEVMとどのように異なるかBitVMは、Bitcoinにチューリング完全なスマートコントラクトをもたらすことを目指していますが、Ethereum Virtual Machine（EVM）のスマートコントラクトとは同一ではありません。EthereumやSolanaのようなスマートコントラクトブロックチェーンは、それぞれの仮想マシンが完全に統合されています。しかし、BitVMはBitcoinブロックチェーンへのアドオンであり、必要に応じてのみ利用できます。

BitVMは他のチューリング完全なスマートコントラクトチェーンを模倣しており、これには機能の範囲にいくつかの制限があります。たとえば、EVM製品は、契約のセキュリティを確保するためにイーサリアムブロックチェーンが安全であることを要求します。一方、BitVM製品は、ビットコインのセキュリティおよび参加者の誠実さへの信頼を必要とします。BitVMの参加者は、チャレンジ期間内に詐欺の証拠を提出する必要があり、これはBitVM製品がシステムの障害に対処する方法に大きな影響を与えます。

もう1つの顕著な違いは、EVMとBitVMのチェーン間の相互作用です。ビットコインは複雑なスマート契約機能を持って構築されていないため、BitVMのほとんどの計算はメインチェーンへの負荷を避けるためにオフチェーンで行われます。一方、EVMのすべての計算はオンチェーンで行われます。これらの大きな違いのため、一部のビットコインコミュニティメンバーは、BitVMは完全な仮想マシンではないと指摘しています。

BitVMはどのように機能しますか？BitVMは基本的にBitcoinブロックチェーンの上に構築されたレイヤー2のソリューションです。これは、特にOptimistic Rollupsに似ており、詐欺証明とチャレンジ応答プロトコルを活用しています。楽観的ロールアップと同様に、BitVMはタイムロック、ハッシュロック、およびタップルートツリーなどの基本的な暗号ツールを使用して高度な計算を容易にします。Bitcoinのタップルートアップグレードにより、当事者はオフチェーンで大量のデータを交換し、出力をBitcoinブロックチェーンに返すことができます。同様に、タイムロックとハッシュロックはBitcoin取引を条件付きでロック解除するセキュリティメカニズムです。

BitVMを介して複雑な計算を実行するために、「証明者」はプログラムを開始し、「検証者」と協力してその有効性を確認します。証明者と検証者の通信はオフチェーンで行われ、ビットコインブロックチェーンへのトランザクションの影響が大幅に最小限に抑えられます。この2者間システムは、ビットコインのブロックチェーン上のコントラクトプロトコルに依存しており、一連のトランザクションが証明者と検証者の関係を定義します。

プルーバーはプログラムにビットごとにコミットし、検証者にプログラム内の誤った主張を否定させます。必要な監査とプルーバーの主張通りにプログラムが機能していることを確認した後、プルーバーと検証者は共同で取引にサインします。プルーバーが悪意を持って行動したり、不正確な提案をした場合、検証者はそれに異議を唱えることができ、取引は成功しません。

プルーバーと検証者は、チャレンジ・レスポンス・プロトコルを開始する前にデポジットを行います。これにより、ビットコインの変更不能な台帳に正確な主張と検証されたデータのみが含まれることが保証されます。プルーバーが悪意を持って行動した場合、彼らはデポジットを失います。同様に、検証者が応答しないか、誤って検証した場合も、彼らはデポジットを失う可能性があります。システムを正直かつ効率的に保つための経済的インセンティブがあり、詐欺を行う任意の当事者はデポジットを他の当事者に失います。

なぜBitVM？BitVMの提唱者であるRobin Linusは、BitVMの主な目的はBitcoinのスケーリングソリューションとして使用されることであると述べました。興味深いことに、BitVMの力によって、さらに多くの機能を可能にする環境が導入されることができます。以下は、BitVMがBitcoinブロックチェーンにとってどのように役立つかのいくつかの方法です。

1. 分散型ファイナンス（DeFi）：BitVMを使用すると、開発者はDeFi向けのさまざまな分散型アプリケーション（dApps）を構築できます。これらのアプリケーションは、デリバティブプラットフォーム、予測市場プロトコル、分散型取引所などの金融ユースケースの実現を中心としています。

2. データ検証: BitVMはデータの検証にも使用でき、これは研究機関やデータ分析分野のプレーヤーに役立つことがあります。

3. 自動支払い：製品やサービスの支払いを自動化するために、BitVMが役立つことがあります。この技術により、フリーランサーや事業者、リモートワーカーが自動ビットコイン支払いソリューションを介して支払われることが可能です。

4. ゲーム：ビットコインブロックチェーン上で何でも実行できる世界を想像してみてください。ゲーム開発者は、ポーカーやチェスのようなゲーム用の分散型アプリケーションを構築するために、BitVM対応スマートコントラクトの力を活用することができます。

5. クロスチェーン相互運用性：BitVMのもう1つの利点は、Bitcoinを他のブロックチェーンに橋渡しする能力です。たとえば、Bitcoinブロックチェーンに接続されたサイドチェーンはEVMを使用できます。これは、BitVMを介して、ユーザーがEVM自体を使用しているかのように、機能や製品にアクセスできることを意味します。

機会と制約BitVMの導入には機会と制限が伴います。BitVMはビットコインブロックチェーンで作業する開発者に力を与える可能性があるため、その利用に伴う機会とリスクを強調する必要があります。

機会1) “ソフトフォーク”は不要です：BitVMの大きな利点の1つは、ビットコインのネットワークのコンセンサスルールを変更せずに、レイヤー2の計算を可能にすることです。複雑な計算や検証者との通信は、メインネットで検証される前にオフチェーンで行われます。これにより、ビットコインブロックチェーンの独自性が保持されながら、メインネットから過剰な負荷が取り除かれます。

2. Bitcoinにサイドチェーンをブリッジングする：BitVMはクロスチェーンの相互運用性を可能にし、中間業者が少なく、中央集権化が少ない信頼できるブリッジを実現する可能性があります。これにより、検閲、詐欺、操作のリスクが最小限に抑えられます。

3. ガス料金の削減：平均ビットコイン取引手数料は時折過剰に急増します。BitVMは、過剰なデータとそれに対応する計算がオフチェーンに保持されることで、これを削減できます。

4. Enhanced security: The inherent fool-proof challenge-response protocol acts as an effective mechanism for keeping malicious actors away. Because ビットVM focuses on transactions between two parties, security is consolidated. This differs from EVM, which may involve multiple parties, increasing the likelihood of security threats.

制限1) 計算要件：BitVMのユーザーには、重要な計算要件があります。これは、オフチェーンの計算が必要であり、BitVMのコードの複雑さに起因しています。

2. 二者間構造の複雑さ：BitVM は二者間取引のみを規定しているため、一部のアプリケーションは多者間の相互作用を必要とするため、そのマシン上で実行できるプロトコルの種類が制限される可能性があります。

3. スマートコントラクトの利用範囲が限られています: BitVM がまだ初期段階にあるため、そのスマートコントラクトの実世界への適用には制限があります。例えば、BitVM は現在オラクルをサポートしていないかもしれません。これは通常、気象予報や暗号市場データなどのユースケースで必要とされます。

BitVMに対するコミュニティの反応ビットコインへの変更はしばしば抵抗にあうことがあり、BitVMも例外ではありません。一部のブロックチェーン愛好家はこの新しいテクノロジーに前向きな見方を共有していますが、多くの人々がその革新が議論を呼ぶ理由を挙げました。たとえば、BitVMとEthereumなどの完全なスマートコントラクトブロックチェーンとの顕著な違いに気付いたビットコインコミュニティのメンバーは、「完全な仮想マシンではない」と述べています。

ソース：@muneeb on X

ビットVMの概念は概念的に見事だが、実際には欠陥があるとエリック・ウォール氏はTwitterの投稿で述べた。彼によれば、BitVMは「驚くべき」が、同時に「技術的な行き詰まり」であるという。ビットコインの中核貢献者であるアダム・バック氏もBitVMについて肯定的ではなく、その技術は遅れていると示唆していた。

出典: @ercwl についてX

ホワイトペーパーレビューアーであるスーパーテストネットは、BitVMを「おそらくビットコインスクリプトの歴史上で最も興奮すべき発見」と評価しました。この技術は、フォークやコンセンサスの変更なしにビットコインに新たな可能性をもたらします。BitVMのユースケースをさらに強化するために、ディラン・ルクレアやサム・パーカーなどの分野の中心的なプレーヤーたちは、ライトニングネットワークとの連携によって、より多くのdAppsとの機能を有効にすることができると提案しています。

結論BitVMはまだ幼いですが、Bitcoinのスケーリングソリューションとして強力な追加要素として存在しています。Bitcoin上でのチューリング完全なスマートコントラクトの需要が増加する中、BitVMはBitcoinのスケーラビリティの課題に取り組むことを約束しています。高い計算要求や限られたユースケースなどの制限に直面していますが、BitVMが提供する機会は無視できません。開発者たちはBitVMの制限を克服するためにまだ取り組んでいますが、Bitcoinのスケーリングおよびより複雑な取引をサポートする能力を向上させる解決策として強く立ち続けています。