原作者: Fu Shaoqing、SatoshiLab、All Things Island BTC Studio
V1.5 バージョンの変更点:
(1) 2024年2月に「ビットコインの第2層（レイヤー2）構築の基礎知識体系V1.0をまとめた記事」を2024年2月に公開。3月に「ビットコインの第2層をステートマシンの視点から観察する」を執筆後、 「その他の考察と結論」の記事をご覧いただくと、第二層の各特徴をまとめた基礎知識体系にまとめたほうが読みやすいと思い、V1.5版をリリースしました。
(2)第1層と第2層の接続技術など、一部の細部のテキスト表現内容を修正しました。
(3) 議論がよくあるため、セクション 2.4 で集中化、分散化、分散化の 3 つの概念をより詳細に説明します。
(4) セクション 2.4 の 2 番目の写真は、コントラストがより明確になるように改良および変更されています。
(5) ブロックチェーンの基本特性と 3 つのレイヤ 2 構造の特性をまとめたセクション 2.5 を追加し、複数の組み合わせ構造が使用される場合に理解しやすくしました。
ビットコイン・インスクリプションの台頭により、ビットコイン・エコシステムに新たな活力がもたらされ、再びビットコインに注目する人が増えており、ビットコイン・エコシステムのパンドラの箱を開けたとも言われています。ビットコインのエコシステムにおける多くの技術開発の中で、ビットコインの第 2 層の構築は最優先事項です。この方向で、私はインターネット上のいくつかの有名な記事、多くの友人との交流、そして Web3 製品の設計と開発における私たちのチームの経験を参考にして、ビットコインの第 2 層の基本知識に関する記事をまとめました。この方法は要約して学習するのが簡単で、個人の認知には限界があるため、より多くの人々を惹きつけて関連するアイデアを改善し、この分野がより良く発展することを願っています。
ブロックチェーンの世界はビットコインで始まり、ビットコインのエコシステムで終わります。(個人的には Waterdrop Capital の Dashan 氏の要約に同意します。) イーサリアムはビットコインのサイドチェーン技術の探求でもあります。この記事では、「第 2 層構築」または「第 2 層ネットワーク構築」を同じ意味で使用します。通常、「第 2 層ネットワーク構築」という用語は比較的狭い意味であり、第 2 層構築はより広い概念です。ただし、業界で一般的に議論されているレイヤ 1 ネットワークとレイヤ 2 ネットワークの説明に合わせるために、ここでは同じ概念である「レイヤ 2 ネットワーク構築」という概念も使用します。記事。
1. レイヤ 2 によって実行される一般的なタスク
ビットコインの第二層構造において解決すべき基本的な問題を理解するため。まずはブロックチェーンシステムの基本的な特徴を理解することから始めましょう。
1.1. ブロックチェーンの基本特性と基本要件
この記事では、Vitalik によって提案された概念、つまりブロックチェーンは「世界のコンピューター」を使用します。この観点からブロックチェーンのさまざまな特徴を理解することがより明確になります。後の章では、コンピュータにおけるノイマン構造に基づいて、この「世界コンピュータ」の発展の可能性についても分析します。
まず、いくつかの基本的な機能を要約しましょう。
注記：
ブロックチェーンの「世界のコンピューター」の通常の動作を維持するために生成される需要は、内部需要と呼ばれます。
この「世界のコンピュータ」を利用するユーザーのニーズを満たすことを外部需要といいます。
オープンかつ透明:これは、ブロックチェーンの「ワールド コンピューター」のデータ ストレージと命令実行の特性であり、計算に参加するために世界中の多くの分散ノードを必要とする内部需要の特性でもあります。この機能は、データを知るユーザーの権利を満たすだけであり、「ワールド コンピューター」自体の内部コラボレーション要件とユーザーの外部ニーズの結果です。後で説明するプライバシー機能は、「ワールド コンピューター」自体のコラボレーション要件を破壊することなく、ユーザーの外部ニーズを満たすことを目的としています。分散化: この機能は、この「世界コンピュータ」のアーキテクチャ上の特徴であり、分散化の度合いとフォールトトレランスは、理論的にはビザンチン将軍理論(協力者間の不正、つまり合意の不履行の可能性)の状況によって決定されます。サポートされています。非ビザンチンの一般システムは理論的にはブロックチェーン システムではありませんが、第 2 層構築における非ブロックチェーン システムの 2 つの状況については後で説明します。分散化の程度はブロックチェーンのセキュリティの重要な指標であり、特定の機能の基礎となります。
安全性：セキュリティは、この「世界のコンピュータ」のアーキテクチャ上の特徴から生じる内部要件と、ユーザーが要求する外部要件の組み合わせです。ミクロレベルでは暗号関連技術によりセキュリティが確保され、マクロレベルではアーキテクチャの分散化によりセキュリティが確保され、この「世界のコンピュータ」がミクロデータの改ざんや破壊の影響を受けないようになっています。マクロアーキテクチャのセキュリティ。
能力の計算:世界のコンピューターであるブロックチェーンの主な機能の 1 つはコンピューティング能力です。この指標を測定するには、通常、チューリングが完了しているかどうかを調べるために使用します。主要な特性を維持するために、一部のチェーンは意図的にチューリングが不完全になるように設計されています。たとえば、ビットコイン ネットワークでは、サトシ ナカモトはコード命令をチューリング完全ではないようにしただけでなく、安定性とセキュリティを維持するために開発中に意図的に一部の命令セットを削除しました。 Turing のすべての完全なテクノロジーは、ブロックチェーンのコンピューティング能力を拡張するように設計されています。階層設計の観点からは、最下層にはシンプルなシステムの方が適しています。
パフォーマンス：ブロックチェーンの世界でコンピューターを調べる場合、同じコンピューティング能力でもパフォーマンスがもう 1 つの主要な能力になります。これは通常、1 秒あたりに処理されるトランザクションの数である TPS によって測定されます。
ストレージ：ブロックチェーンは「世界のコンピューター」と表現されるため、データを記録するストレージ機能が必要です。現時点では基本的にブロック内に保存されており、ブロック外のより専門的なオンチェーンストレージはまだ開発中です。
プライバシー：「World Computer」ではプライバシーはさらに細分化された要件であり、計算と保存のプロセス中にデータ作成者とユーザーの許可を維持することが求められます (プライバシーの部分には検閲への耐性も設けています)。これは基本的にユーザーの外部ニーズによって推進されます。
また、包括的な指標であるスケーラビリティもあります。これは通常、アーキテクチャ全体のスケーラビリティを指します。この機能は、ほとんどの基本機能に影響します。アーキテクチャ レベルでは、システムのスケーラビリティは非常に重要な指標です。その他の接続機能や、特定のシナリオ向けのその他の機能もあるでしょう。ここではあまり説明しませんが、これらの特別なシナリオに遭遇したときに詳細に分析します。
これらのブロックチェーンの基本的な特性のうち、ほとんどのブロックチェーンは不可能な三角形によって制限されています。たとえば、DSS の予想には、分散化 (Decentralization、D)、セキュリティ (Security、S)、およびスケーラビリティ (Scalability、S) があります。以下に示すように:
分散システムでは、同様に不可能な三角形が CAP 原則であり、分散システムでは一貫性、可用性、および分割耐性を同時に達成することはできないという事実を指します。ブロックチェーンシステムはビザンチン将軍問題を伴う分散システムであるため、CAP原則にも当てはまります。
CAP の原則を次の図に示します。
1.2. 2階工事の役割
2階工事ではどのような役割を担うのでしょうか？どのような機能が提供されていますか? 2階工事は1階方式の欠点を拡張する必要があり、1階方式で完成できないものは2階工事で完成させることができます。
上記で要約したブロックチェーンの機能から暫定的な結論を導き出すことができます。これは、次の基本的な機能を拡張するものである必要があります。オープン性と透明性、分散化、セキュリティ、コンピューティング能力、パフォーマンス (スループット)、ストレージ、プライバシーなど。。技術的な観点から見たこれらの基本的な機能に加えて、コスト削減という非常に重要な経済的問題も解決する必要があります。通常、1 層ネットワークでトランザクションを実行する全体のコストは比較的高く、2 層ネットワークではトランザクションを実行するコストが比較的高くなります。これらのコストを削減するには、-tier ネットワークを使用する必要があります。
それを一文で要約すると、容量の増加、コストの削減、機能のカスタマイズ立体プランは全て2階建てとなっております。カスタマイズ機能に関しては、まだ十分に明確ではないか、最初の 2 つの機能に埋もれていることが多く、やや混乱しています。第 1 層のネットワークの特性は多くのアプリケーションでさまざまな程度に必要とされ、さまざまな特性の実装は第 2 層の特定のアプリケーションに合わせて再調整できることがわかります。
第 2 層の構築では、ブロックチェーンの基本的な機能にはトレードオフがあり、特定の機能の大幅な改善と引き換えに、一部の機能が削減または廃棄されることもあります。たとえば、パフォーマンスを向上させるために、一部の第 2 レイヤーは分散化の程度を下げてセキュリティを低下させます。スループットを向上させるために、ライトニング ネットワークなどの一部の第 2 レイヤーはシステム構造と決済方法を変更します。また、RGB 処理方法など、基本的な機能を減らさずに特定の機能を強化するものもあります。これにより、明らかにプライバシーと検閲耐性が向上しますが、技術的な実装の難易度が高まります。後のケースでは、複数の物件を同時に削減または変更する 2 階建ての建設が見られます。
その中で、コストの削減はすべての 2 階建設の基本的なニーズのはずです。 （コストダウンにならない2階はあるのでしょうか？まだ見たことがありません。）
1.3. なぜレイヤードデザインなのか?
レイヤードデザインは、人間が複雑なシステムに対処するための手段および方法論であり、システムを複数の階層構造に分割し、各層間の関係と機能を定義することにより、システムのモジュール性、保守性、拡張性を実現し、設計効率と設計効率を向上させます。システムの信頼性。
広範囲かつ大規模なプロトコル システムの場合、階層化を使用することには明らかな利点があります。これにより、人にとって理解しやすく、分業で実装しやすく、モジュールごとに改善しやすくなります。コンピュータ ネットワークにおける ISO/OSI の 7 層モデル設計などですが、特定の実装では、いくつかの層を組み合わせることができます (たとえば、特定のネットワーク プロトコル TCP/IP は 4 層プロトコルです)。以下に示すように:
具体的には、プロトコル階層化の利点は次のとおりです。
各レベルは独立しています。特定の層は、その下の層がどのように実装されているかを知る必要はなく、層間のインターフェイスを通じてこの層によって提供されるサービスだけを知る必要があります。このようにして、問題全体の複雑さが軽減されます。つまり、上位層の作業が次の層の作業に影響を与えることはなく、各層の作業を設計する際にインターフェースが変わらない限り、内部で作業方法を調整することができます。自由にレイヤーを重ねます。
柔軟性が良い。いずれかのレイヤーが変更された場合、レイヤー間の境界関係が変更されない限り、このレイヤーの上または下のレイヤーは影響を受けません。あるレイヤで技術革新が起きたり、あるレイヤの業務に問題が発生したりしても、他のレイヤの業務には影響せず、トラブルシューティングの際にはそのレイヤの問題だけを考慮すればよい。
構造的に分離可能。各層は、最適なテクノロジーを使用して実装できます。テクノロジーの発展は非対称であることが多く、階層的な分割によりバレル効果が効果的に回避され、全体的な作業効率はある面で不完全なテクノロジーによって影響を受けることはありません。
実装と保守が簡単です。この構造により、システム全体がいくつかの比較的独立したサブシステムに分解されるため、大規模で複雑なシステムの実装とデバッグが容易になります。デバッグおよびメンテナンスの際、各レイヤーを個別にデバッグして、間違った問題を見つけられない、または解決できないという状況を回避できます。
標準化作業を促進できます。各層の機能とそれらが提供するサービスが正確に記述されているためです。標準化の利点は、レイヤーの 1 つを自由に置き換えることができることで、使用や研究に非常に便利です。
階層型モジュール設計の考え方は、エンジニアリングプロジェクトの継続的な改善や多くの人の協力が必要な巨大な機能を持つプロジェクトに対処するための技術分野で一般的な手法であり、実際に検証されている効果的な手法です。
2. ビットコインレイヤー2のいくつかの構築アイデア
ビットコインの第 2 層構造を事例として、関連する分析を行います。ビットコインの第 2 層には、明らかな 3 つの第 2 層構築ルートがあります。
(1) 1 つはチェーンベースの拡張ルートで、EVM の第 2 層に非常に似ており、ブロックチェーン構造です。
（２）１つは、分散構造であるライトニングネットワークに代表される分散経路をベースとするものである。
（３）集中構造である集中インデックスに代表される集中システムに基づくルートもある。
最初の 2 つの方法は非常に特徴的で、すでにいくつかの製品が使用されており、研究中の製品もあります。最初の方法については、イーサリアムの開発の急成長と他のビットコイン模倣チェーンの探索により、チェーンベースの第 2 層の拡張が比較的容易になり、参考事例が増えています。 2 番目の分散方式は、通常、ライトニング ネットワークに代表されるように、より難しく、開発に時間がかかります。 3 番目の方法は、2 階建ての建物に見えないため非常に物議を醸していますが、2 階建ての建物の機能は完了しているように見えます。
2階建てのプランはどちらが良いでしょうか？市場テストの結果を測定指標として使用し、TVL（Total Value Locked）が高い2次ネットワークのプランが最適なプランとなります。時間とテクノロジーの発展に伴い、この最適なソリューションは変化のプロセスとなります。
ビットコインの第 2 層ネットワークの定義については、ビットコイン ネットワークに依存し、ビットコイン ネットワークとの技術的接続を確立し、ビットコインの第 1 層ネットワークよりも優れた機能をいくつか備えている限り、ビットコインの第 2 層ネットワークとみなされます。階層ネットワークの構築。つまり、BTCがガスとして消費される限り、BTCを原資産としてビットコインのパフォーマンスを拡大するシステムは二次構築といえる。この判断に基づいて、私たちは第 3 の 2 層ネットワーク構築、すなわち集中型構造の 2 層構築を認識すべきである。
修正された OP_RETURN、SegWit (分離監視)、Taproot (分離監視のアップグレード版)、Schnnor 署名、MAST、Tapscript などのビットコイン独自のテクノロジーの開発はすべて、第 1 層と第 2 層を接続する目的で設計される必要があります。開発機能が多すぎるため、一次ネットワークをいくら拡張しても質的な進歩はなく、二次構築を行わなければならない。しかし、より良く利用される第 2 層のビットコイン製品が存在しない場合、第 1 層と第 2 層を接続するこれらの技術的能力は、一定期間過剰に使用されることになります。
2.1. チェーンベースの2層構造
初期のビットコイン模倣チェーンは、「Colorcoin」（カラーコイン）、「CovertCoins」、「MasterCoin」などのさまざまな探求を行い、BCH（ビットコインキャッシュ）、BSV（ビットコインSV）、5BTG（ビットコイン）などのさまざまな拡張ビットコイン模倣チェーンが誕生しました。 Gold); 各種サイドチェーン技術はチェーン拡張構築事例をベースにしており、広義の第2層とも言えます。
イーサリアムも含まれますが、これもビットコインに基づく改良の探求です。他のプロジェクト チームの説得が失敗に終わった後、ヴィタリックは独自のチームを結成し、ビットコインの不完全性（UTXO のアカウントレス システム、実行言語の非チューリング完全性、スケーラビリティの低さ）を考慮してホワイト ペーパーを発行し、新世代のブロックチェーンを開発しました。その他の問題 ブロックチェーンシステム。この種のイーサリアムの探査は、ビットコインの直接的な第二層構築ではありませんが、広義のチェーンベースの構築探査の一種です。
イーサリアムによるビットコインの不完全性の改善の探求、およびイーサリアム上の第 2 層の開発と検証は、ビットコイン上のチェーンベースの第 2 層ネットワークの開発の参考事例となります。各種ロールアップソリューション、クロスチェーンソリューション、メッセージチャネル技術、イーサリアム独自のシャーディング技術(複雑なシステムを扱う階層的思考の観点から見ると、複数の問題を 1 つのレベルで解決するというこの考え方はおそらく間違っています), イーサリアム技術エコシステムを繁栄させ、多くの人はかつてパブリックチェーンの発展方向と将来が決定され、イーサリアムに代表されるエコシステムが勝利したと考えていました。実際、これは第二のパブリックチェーンの相対的な成熟度の表れでもあります。 -チェーンをベースにしたレイヤー構造。しかし、チェーンベースの第二層構築は第二層構築の一つの方法にすぎず、それ自体の長所と短所があり、第二層全体のエコロジーを向上させるためには他の第二層技術も必要です。
ビットコインのチェーンベースの第 2 層構造には、大きく分けて 2 つの代表的なチェーン タイプがあり、1 つは EVM 互換のアカウント モデル、もう 1 つはビットコインのような UTXO モデルです。既存のケース (一般化された第 2 層の定義を使用します) には次のものが含まれます。イーサリアム、ポリゴン、Bsc、Arbitrum などはすべて EVM アカウント モデルであり、CKB (Nervos) と Chia はすべて UTXO モデルです。
次の章では、これまでに実施されてきたビットコイン第2層プロジェクトを紹介する際に、いくつかの事例をより詳しく紹介していきます。
さらに、イーサリアムで成功した第二層プロジェクトもビットコインのチェーンベースの第二層構築に追加されます。イーサリアム上のこれらの第 2 レイヤーのプロジェクトでは、ビットコインの第 2 レイヤーに変換する際の作業負荷と課題が少なくなります。イーサリアムのロールアップの成熟度とモジュール性の開発と理論的成果に基づいて、この第 2 層構築方法は拡張議論の主流となり、最も早く効果的なソリューションでもあります。
この変革はどれほど成功するでしょうか?発達検査は残っています。このチェーンベースの 2 層構造の長所と短所から、いくつかの予備的な判断を下すことができます。
チェーンベースの2層構造の長所と短所は何ですか?
このソリューションの欠点は、チェーンに基づく 2 番目の層がブロックチェーンの制限によって一般的に制限され、システムがより集中化されるか、ブロック生成間隔が短縮され、ブロック容量が減少するため、パフォーマンスの向上が制限されることです。増加すると、一般に安全性が低下します。その結果、レイヤー3、レイヤー4とも呼ばれる2階以上の2階建ての建物が誕生しました。
このソリューションの利点は、ブロックチェーンの基本特性のほとんどが維持され、チューリング完全問題が一般的に解決されること、トランザクション コストも大幅に削減されること、および第 1 層ネットワークの機能がある程度拡張されることです。また、このソリューションは構築事例が豊富で、技術的な実装も比較的容易であり、すでに多くの検討事例があり、上位層アプリケーションの移行も非常に便利で、より迅速な実装方法であると考えています。より多くの中古ソリューションを生成します。
大まかに言うと、この方法の拡張制限により、チェーン構造に基づいて 2 階に多くのプロジェクトが存在する必要があり、各垂直フィールドには 1 つ以上の 2 階が存在する可能性があり、各プロジェクトは独自の 2 階構造を完了する必要があります. 特定のアプリケーションのニーズを満たすため。その価値は、その上にあるアプリケーションの数と合計価値によっても決まります。
2.2. 分散システムによる第2層構築
2次構築では分散システムによる構築もございます。このソリューションでは、第 2 層の構造とフレームワークはブロックチェーン構造ではなくなり、チャネルに基づいた分散システムになります。ライトニングネットワークはその代表格です。
分散システムは、限られたプロセスのセットと限られたチャネルのセットで構成されます。分散システムでメッセージを配信するために、制御する必要があるデータ、イベント、チャネルは、すでに比較的複雑な問題の集合となっています。ここで言うチャネルとは、分散型ネットワークにおける特定のテクノロジー チャネルの基礎となる概念ではなく、ライトニング ネットワークの支払いチャネルや Nostr のメッセージ チャネルなどの上位レベルのチャネル概念を指します。
分散システムの第 2 層の構築には 2 つのカテゴリがあります。
(1) ライトニングネットワークと同様に、バリュー転送のみが完了します。
(2) 完全な値転送だけでなく、RGB などの完全なチューリング完全テクノロジ。
分散2層構築ソリューションでは、バリュー伝送であるため、チャネル内の総バリュー容量、トランザクションの厳密さ、2回消費できないなど、本来のメッセージ伝送を超える多くの困難があります。メッセージ送信が困難です。そのため、分散型2次工事の発展はチェーン型2次工事ほど早くなく、成熟した事例も多くありません。
このような第 2 層でチューリング完全計算を完了する、つまりチャネル上にチューリング完全な仮想マシン システムを構築する場合は、さらに困難になります。 RGB プロトコルと同様に、クライアント検証とワンタイム シーリングを通じて分散システム上でチューリング完全計算を実装します。
ビットコインにおける分散型システムの第2層構築に関して、既存の事例としては、ライトニングネットワーク、RGB、他に有名な事例はありますか？一般化された二層構造の基準で見ると、Nostr もチャネル機構を備えた分散システムの二層構造に属するのでしょうか？イーサリアムの情報を整理していると、イーサリアムのドキュメントでチャネルを使用している例がありました。Connext、Raiden、Perun は、深い研究者の探索指示として使用できます。
次の章では、すでに実行されているビットコインの第 2 層プロジェクトを紹介し、ライトニング ネットワークと RGB についてさらに詳しく紹介します。
分散システムをベースにした分散システムのメリットとデメリットは何ですか？
このソリューションの一般的な利点は、システムがより分散化され、第 2 層ネットワークが無数のノードに対応でき、プライバシーと検閲耐性が向上し、無制限のスケーラビリティがあるため、理論的にはパフォーマンスが非常に高くなるという点です。
このソリューションの欠点は、技術的な実装が複雑であり、巨大な分散システムにおけるルーティング アルゴリズム、値の分割、およびカプセル化のアルゴリズムが比較的複雑であることです。情報伝達と比較して、価値伝達におけるエンジニアリング実装の経験とインフラストラクチャはまだ不足しています。これは、ライトニング ネットワークの発展が遅いと考えられている理由の 1 つでもあります。
また、このようなシステムにチューリング完全システム、つまりChannel+コンピューティングを実装することは非常に大きな課題であり、理論的には確実に実現可能ですが、実際にはまだ初期の実験段階にあります。 RGB はこの状況を代表するものです。
分散方式による第 2 層の構築がブレークスルーされれば、上位層のアプリケーション開発が大きく促進されます。巨大な分散ノードによって形成される分散化機能とチューリング完全なコード実行機能は、誰もが話題にする「大量導入」シナリオである次世代インターネット アプリケーションをより適切にサポートします。
Channel ベースの分散構造の第 2 層は、一般的に並列プロジェクトが少数であると大まかに判断できますが、その理由は主に 2 つあり、1 つはこのシステムの無限の拡張性、もう 1 つは実装の技術的な困難です。したがって、このようなシステムは設計とコンセプトにおいてよりオープンであり、より多くの人やチームが参加できるようにする必要があります。そして、この第 2 層のインフラストラクチャに基づいて、アプリケーション開発チームはこの第 2 層の開発も推進します。たとえば、RGB ベースの BiHelix プロジェクトです。
2.3. 集中システムによる第2層構築
このカテゴリをご希望ですか?論争があるはずだ。
Ordinals のような集中インデックス構造、または特定の機能ノードのインデクサーはすべて集中構造であり、これらも 2 層構造のアイデアです。ただし、第 2 層が集中化しすぎており、第 1 層ネットワークの拡張が非常に限られているため、この構築アイデアはあまり認識されないでしょう。この集中構造の第 2 層の構築では、さまざまなブロックチェーンの基本的な特性は第 1 層のネットワークに依存しており、第 2 層は単純な計算と統計機能として機能するだけであり、第 2 層は一時的に必要不可欠であるように見えることもあります。いつでも別の 2 階に置き換えることができ、その重要性はそれほど高くないようです。しかし、オンチェーンとオフチェーンの観点、および第 1 層ネットワークの機能向上の観点からすると、この集中構造は第 2 層の拡張でもあります。
このようなシステムの例には、Ordinals に加えて、集中型交換が含まれる必要があります。このような案件は、以下の場合には紹介されません。
集中システムによる2階建て建築のメリットとデメリット:
利点は、集中システムが非常に成熟しており、利用可能なケースと最適化ソリューションが無数にあり、完全にチューリングが完成しており、優れたパフォーマンスを備えていることです。
欠点は、第 2 層が非常に集中化されており、ブロックチェーンのすべての基本機能が第 1 層のネットワークに依存していることです。
大雑把に言うと、集中的な構造に基づいて、2 階のプロジェクトは少なくなり、段階的に存在するはずです。チェーン構造やチャネルに基づく分散構造が成熟・改善すると、集中構造の第2層構築のほとんどが消滅するか、特徴的なシナリオが少ない集中第2層のみが残ることになる。現段階では、集中型システムは非常に成熟しているため、基本チェーンにデータを書き込むことができれば、オンチェーン データとオフチェーン計算のシナリオに十分対応できます。現在のビットコイン エコシステムのパターンは広範囲に使用されています。
2.4. より広範な第 2 レベルの概念と上位レベルのアプリケーション
上記の2階建て建物の構造解析から、ブロックチェーン構造、分散システム構造、集中システム構造。これは、システム構造の一般的な分類です (集中型、分散型、分散型) この観点から、各タイプの特徴と適用可能なシナリオを理解しやすくなります。 3 つの第 2 層タイプにはすべて長所と短所があり、将来の完全なビットコイン エコシステムでは、3 つのタイプすべてが異なるシナリオに従って分散される必要があります。
この図は、Vitalik の記事「分散化の意味」を参照して使用しました。リンク URL:https://medium.com/@VitalikButerin/the-meaning-of-decentralization-a0c92b 76 a 274
この写真については中国でしばしば論争があり、分散型と分散型の写真のロゴが逆になっていると考えられています。制御と意思決定の観点から見ると、この論争を解消し、分散型と分散型をよりよく理解できるはずです。図の集中型（A）については、さまざまな観点から皆さんに議論の余地はないはずなので、分散型と分散型のみを比較します。分散化 分散化は実際には一種の多中心化であり、その制御と意思決定には特定の中央ノードの参加も必要ですが、このときの制御と意思決定はコンセンサスと呼ばれます。たとえば、ビットコインのマイニング機能を持つフル ノードのみが、新しいブロックの生成と新しいブロックに書き込まれるコンテンツを決定する機能を持ち、マイニング機能を持たないノードは読み取り専用ノードまたは検証ノードとなります。 POS および DPOS チェーンでは、この状況はより明白であり、新しいブロックに何を生成して書き込むかを決定できるのはコンセンサス ノードだけです。コンセンサスプロトコルにおける同期アルゴリズムと非同期アルゴリズムの違いもより明確であり、それによってブロックチェーンネットワークに収容できるノードの数が決まります。分散システムでは、明確な中心はまったく存在せず、ノードだけが存在します。どのノードもいつでもネットワークに参加または離脱でき、その制御と意思決定はローカルに行われます。これも、分散システムが達成できる理由の 1 つです。非常に高性能です。この説明で、分散型と分散型の間のよくある論争は解消されるでしょうか?
さらに、ブロックチェーン群衆は、一般化された第 2 層構造である第 2 層構造の上にある第 3 層、さらには第 4 層について議論することがよくあります。レイヤ 3 とレイヤ 4 は、Gavin Wood が提案した Web3 技術スタックの 5 層構造とはまったく異なる概念です。 Web3 テクノロジー スタックのレイヤー 3 とレイヤー 4 は、アプリケーション プロトコルの分類方法です。
これらの 2 階構造は上位レベルのアプリケーションにどのような影響を与えるのでしょうか?ブロックチェーン システムによって提供される基本機能:オープン性と透明性、分散化、セキュリティ、コンピューティング能力、スループット、ストレージ、プライバシーなど。、上位層のアプリケーションはこれらの第 2 層の拡張機能上に構築され、これらの第 2 層のアプリケーション上で相互に対話します。ブロックチェーン構造に基づく第 2 層の拡張、分散構造の第 2 層の拡張、集中型構造の第 2 層の拡張、および一部の集中型アプリケーションによって、実際の大規模な Web3.0 アプリケーションが生成されます。
2.5. ブロックチェーンの基本特性と 3 つのレイヤー 2 構造の特性のまとめ
このセクションの内容は、私が書いた別の記事「ステート マシンの観点からビットコインの第 2 層を観察すると、より多くの考えと結論を得ることができます。」から来ており、概要表といくつかの結論はここで直接引用されています。 Web3.0アプリケーションのシステムアーキテクチャについては、こちらの記事も参照してください。
上記の表を通して、ブロックチェーンの構造、分散システム構造、集中型構造の特徴を大まかにまとめることができます。
(1) ブロックチェーンの構造
ブロックチェーン構造の最大の利点は、信頼に関連する問題（台帳の役割）を解決し、データの変更プロセス（状態遷移）を記録できるため、データと計算ルールが信頼できるデータと信頼できる計算になることです。
ブロックチェーン構造の最大の問題はパフォーマンスの低下ですが、これには 2 つの理由があり、1 つはブロックチェーン構造が部分的な計算シナリオを削除できず、すべてのリクエストが完全な計算方式で処理されることです。たとえば、部分計算とグローバル計算、ローカル データとグローバル データ、一時データと永続データなどです。第二に、ブロックチェーンの構造には明らかなパフォーマンスの上限があります。レイヤ 2 拡張がチェーンを通じて実行される場合、サポートされるトランザクションの数も非常に制限されます。
ブロックチェーンを含む構造のパフォーマンスを拡張するには、多層構造が必要であり、異種システムと組み合わせて使用する必要があります。
上の表から、トラストレス台帳機能を実現できるのはブロックチェーン構造だけであるため、トラストレス台帳機能を実現したいシステムにはブロックチェーンシステムが組み込まれなければなりません。ただし、大規模アプリケーションにはパフォーマンス要件があるため、ニーズを満たすためにブロックチェーン システムを他のシステムと組み合わせる必要があります。
(2) 分散システム
上の表では、分散システムの明らかな利点がわかります。分散化、パフォーマンス、スケーラビリティ関数の実装におけるより複雑な機能を除いて、それらはすべて優れています。さらに、分散システムには台帳を信頼する機能がありません。
したがって、ビットコインの第1層台帳機能をベースにした第2層構築で分散システムを利用できれば、理論的にはブロックチェーンの基本特性を維持したまま無制限の性能拡張が可能となります。この領域のケースは、ビットコイン + ライトニング ネットワークに代表され、この組み合わせのパフォーマンスはビットコインの 7 TPS * ∞ となります。
分散システムでチューリング完全性を達成する理由は、ブロックチェーン システムでのスマート コントラクトの記録と実行のコストが非常に高いためです。これは、スマート コントラクトはグローバル データでありグローバル コードであるためです。したがって、スマート コントラクトは、コードの保存とスマート コントラクトの実行を参加者に制限する階層化理論にも適しています。
(3) 集中システム
上の表から、集中型システムの利点は、内部ロジック制御と計算が単純であるため、エンジニアリング実装が比較的簡単であることがわかります。同様に、集中型システムには台帳を信頼する機能がありません。集中型システムの利点は顕著ではありませんが、小規模なデータを処理する場合や、一時的なデータや一時的な計算を処理する場合には、比較的適しています。
集中システムの 2 階の構築は、他の 2 つの方法に対する補足的または移行的なソリューションとして使用できます。
(4) 総合分析
バリュー時代においては、上記の内容を通じて、一つのシステムだけではニーズを満たす効果を得ることが難しいことが分かります。これは、ビットコインのエコロジー開発の第 2 層にとって実際的なニーズでもあります。しかし、これら 3 つのシステムをどのように組み合わせるかには多くの検討が必要です。まずは理論的に分析してみましょう。ニーズが異なれば、組み合わせ構造も異なります。
まず、プロトコル階層化の設計概念の観点から見ると、ビットコインネットワークはチューリング完全性を必要とせず、グローバルトラストマシンであり、グローバルトラストを必要とするデータとデータの変更を保存するだけで済みます。この最も基本的な要件に基づいて、ビットコインの命令セットを最小限に抑えることができます。他の機能は、上位層の拡張機能に任せて完了させます。
一般に、小規模なアプリケーションは単一のブロックチェーン上でのみ完了する必要があります。ブロックチェーン＋ブロックチェーンの第２層構築で完成させるには、少し大きめのシステムが適しています。ただし、大規模なアプリケーションの場合、ブロックチェーン システム + 分散システムを使用するソリューションが推奨されます。
複数のシステム構造を組み合わせることで、単一システムの基本理論の限界を打ち破ることができます。例えば、ブロックチェーンシステムはDSS不可能三角形の限界によって制限されますが、ブロックチェーンシステム＋分散システムを利用すれば、分散性D、セキュリティS、スケーラビリティSの不可能三角形を解決できます。他の組み合わせ、ブロックチェーン + 集中システムでも、スケーラビリティの問題をある程度解決できます。分散システム + 集中システムは、分散システムにおける CAP トライアングルの制限を解決できます。
3. 2階建築に関すること
第 1 層ネットワークと第 2 層構築では、両者の間にはどのような関係があるのでしょうか?それともこの2つは直接関係があるのでしょうか？ 1 つは直接的な技術接続です。たとえば、双方向ロックやブリッジ テクノロジを介したリンクです。もう一つは、ビットコインとイーサリアムのようなシステム外の相関関係であり、直接的な相関関係はないが、人々がBTCをWBTCに変換してイーサリアム上を流れるというものであり、技術的な相関性すらなく、価格変動に応じた個別の調整が行われている。ビットコインとイーサリアムはシステムの外側の相関関係です。
ここでは技術相関についてのみ説明しますが、これらの相関技術は第 2 層の構造や特性と完全に密接に関係しています。後で、ブロックチェーン関連の生態学の発展を判断するために、よりマクロな観点からフォン・ノイマン構造を参照します。
3.1. 1層目と2層目の接続技術
OP_RETURN、SegWit (分離監視)、Taproot (分離監視のアップグレード版)、Schnnor 署名、MAST、Tapscript の変更など、ビットコイン独自のテクノロジーの開発についてはすでに述べましたが、これらはすべて、ビットコインを接続する目的で設計される必要があります。第 1 層と第 2 層ビットコインエコシステムの第 1 層と第 2 層を接続する基本的な技術要素です。これらの接続技術は、第 2 層の構築を考える上で重要な部分であり、HashLock やしきい値署名、MPC などを使用したネットワーク上での BTC 接続技術の実装ソリューションはいくつかありますが、これらのソリューションは機能が限られており、シナリオと要件をさらに細分化するには、ビットコイン エコシステムでの接続のために生成された基本的な技術要素を使用する必要があります。
BEVM の第 1 層と第 2 層の接続はある程度代表的なもので、そのほとんどは上記の基本要素で構築された機能を使用します。ビットコイン ライト ノード ネットワークの Shnorr 署名 + MAST コントラクト + BTC L2 ソリューションは、第 1 層と第 2 層の接続を学習するのに適した例です。
このような1階と2階を接続する基本的な技術要素に加え、2階建築の構造によって具体的な接続技術が異なります。まず接続技術の種類を簡単にご紹介しますと、ブロックチェーンの第1層ネットワークと第2層ネットワークを接続する一般的な技術としては以下のようなものがあります。
クロスチェーンテクノロジー:クロスチェーン技術を通じて、異なるブロックチェーンが相互運用し、第 1 層ネットワークと第 2 層ネットワーク間の接続を実現できます。クロスチェーンテクノロジーは、資産のクロスチェーン転送と相互作用を実現し、異なるブロックチェーン間でデータと価値をやり取りできるようにします。
セグメント検証技術:セグメント検証テクノロジは、第 1 層ネットワーク内のトランザクション データを分離し、第 2 層ネットワークを通じて検証および処理できます。このアプローチにより、第 1 層ネットワークの負担が軽減され、全体的なスループットと効率が向上します。
サイドチェーンテクノロジー:サイドチェーン技術は、メインチェーンとサイドチェーンを接続する技術であり、第1層ネットワークと第2層ネットワーク間のデータ伝送を実現します。サイドチェーンは、一部の特定の機能とアプリケーションをメインチェーンから分離して、全体的なパフォーマンスとスケーラビリティを向上させることができます。
ステートチャネルテクノロジー:ステート チャネル テクノロジは、第 2 層ネットワークに基づいたソリューションであり、チェーンの外側に通信チャネルを確立することで、トランザクションをチェーンの外側で実行し、必要な場合にのみ第 1 層ネットワークに送信できます。ステート チャネル テクノロジーにより、トランザクションの速度とスループットが向上し、トランザクション手数料が削減されます。
プラズマ技術:プラズマ技術は、第2層ネットワークをベースとした拡張ソリューションであり、第1層ネットワークのトランザクションデータをシャーディングし、第2層ネットワークで検証・処理することで、より高いスループットと拡張性を実現します。
一般的な 2 階建ての構造には次のものがあります。ブロックチェーン構造、分散システム構造、集中システム構造上記の一般的な接続技術は、第 2 層の構造が異なるため異なり、そのほとんどは 1 つの構造でのみ使用できるため、ここでは詳しく説明しません。
2階建築が成熟するにつれて、より具体的な技術や事例が出てきて、技術的なつながりではなく経済的なつながりだけになる可能性もあります。
レイヤ 1 およびレイヤ 2 リンク テクノロジの品質を調べるための参考指標は何ですか?大まかに確認できる指標は次のとおりです。
最初のレイヤーは 2 番目のレイヤーのトランザクションを検証できますか?
２階が倒壊した際、１階の資産はスムーズに脱出できるでしょうか？
接続テクノロジはシステムの特定の特性を低下させますか?
……
第 1 層と第 2 層間の連携技術の内容については、第 2 層構築の事例が増えた際に、より適切にまとめられ、改善されるべきである。現在、これらの接続技術は主に二次ビルダーによって完成されており、将来的にクロスチェーンブリッジと同様の独立した製品が登場するかどうかを言うのは困難です。
このセクションは、質問を提起し、私たち参加者と構築者がより深く考えることができるようにすることを目的としています。
3.2. フォン・ノイマン構造を参照してブロックチェーンの発展を見てみましょう。
以前は、Vitalik によって提案された概念を使用しました。ブロックチェーンは「世界のコンピューター」です。これらはすべてコンピュータと呼ぶことができるため、この「世界コンピュータ」は従来のコンピュータのフォン・ノイマン構造と比較および分析することができます。
ノイマン型アーキテクチャのコンピューターの 5 つの主要コンポーネント:オペレーター、コントローラー、メモリー、入力デバイス、および出力デバイス。ブロックチェーンの「ワールドコンピューター」システムにも同様のコンポーネントがありますが、分散システムでは接続部分の影響がより大きくなるため、これら5つのコンポーネント間の接続部分にも注意する必要があります。
「World Computer」の開発ルールは、従来のコンピュータの開発ルールと非常に似ています。従来のコンピューターの開発と比較すると、ブロックチェーン システムはまだ 286 年以前と同様の段階にあり、処理能力とストレージ能力はまだ拡張中ですが、周辺機器は単純で、できることはまだ非常に限られています。
従来のコンピューターの開発と「ワールドコンピューター」の開発を比較したいくつかの比較:
(1) CPU (計算機とコントローラ) の拡張は、現在の 1 層および 2 層のコンピューティング エネルギーとスループットの拡張に似ています。
(2) メモリの拡張は、チェーン上のスペースをめぐる競争から、実際のブロックチェーン ストレージの使用に徐々に移行します。現在の 1 層および 2 層のオンチェーン ストレージ スペースは、従来のコンピューターのレジスタ、一次キャッシュ、二次キャッシュのようなものですが、将来的には、メモリ、ハードディスク、外部記憶装置。現在のデータの書き込み方法も将来的には大きく変わるでしょう。
(3) ブロックチェーン システムにおける入力デバイスと出力デバイスはオラクルです。これらの入出力デバイスは 2 階の構造にはあまり反映されておらず、上位層のアプリケーションではさらに多くの要求が発生すると考えられます。
(4) ブロックチェーン内の一部の特殊なチェーンと機能は、従来のコンピューターの GPU、特殊な機器カード、特殊な周辺機器、その他のコンポーネントと非常によく似ています。
(5) オンチェーンアプリケーションと上位アプリケーションは、オペレーティングシステムとアプリケーションソフトウェアをまだ区別していない従来のコンピュータと同様に、段階的に進化し、機能的に分離されています。
(6) 現在のブロックチェーン アプリケーションの多くは金融アプリケーションであり、主に科学研究や軍事用途に使用されていた初期の従来型コンピューターとよく似ており、開発とともに徐々に企業、家族、個人向けに移行しつつあります。ブロックチェーン アプリケーションも同様の開発傾向となり、初期の金融アプリケーションからより広範なアプリケーションまで発展することになります。
第 2 層の構築から、従来のコンピューターとブロックチェーンの「世界コンピューター」を比較して議論できることはまだたくさんありますが、この記事では説明しません。
4. ビットコインの現在のレイヤー2構築状況
4.1. すでに稼働中のビットコイン第2層プロジェクト
この記事では、いくつかの研究レポートや業界レポートを参照しながら、主に運営に成功した第 2 層ビットコイン プロジェクトを紹介します。 2015年から2019年にかけて発売されました。特別な機能がある場合は、新しいプロジェクトも紹介されます。これらのケースは基本的にチェーンの第 2 層の構築に基づいており、チャネルに基づく唯一の分散システム構築はライトニング ネットワークであることがわかります。イーサリアムの第2層構築も含めると、Raiden NetworkもChannelをベースにした設計事例ですが、現状の開発は成功していないようなので本稿では紹介しません。イーサリアムのプラズマ技術は、チャネルをベースとしたサブチェーン設計であり、チェーンとチャネルを組み合わせたものと思われますが、個人的にはチェーンをベースとした二層設計が最大の特徴であると考えているので、あまり言及しませんここ。
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（分散第2層構造による）
ライトニング ネットワークは、ビットコイン ブロックチェーン上に構築された第 2 層ソリューションであり、ビットコインのスケーラビリティとトランザクション速度の遅さの問題を解決するように設計されています。ライトニング ネットワークは 2015 年に初めて提案され、2018 年に完全に実装されました。
ライトニング ネットワークの主な特徴は、高速、低コスト、拡張性です。一連の支払いチャネルを確立し、ビットコイン取引がブロックチェーンに直接記録されることなくチャネル内で実行できるようにします。これにより、トランザクション確認時間とトランザクション手数料が大幅に削減され、多数の並行トランザクションがサポートされます。 Lightning Network は RMSC プロトコルに依存してトランザクションの安全性と信頼性を確保し、HTLC はルーティング可能なスケーラビリティの問題を解決します。アーキテクチャの拡張性により、非常に高いパフォーマンスが得られます。
ライトニング ネットワークは、その発表以来、広く注目を集め、採用されるようになりました。ますます多くのビットコインユーザー、取引所、販売者が、高速クロスチェーントランザクションとリアルタイム支払いのためにライトニングネットワークを使用しています。さらに、開発者はライトニング ネットワークのパフォーマンスとユーザー エクスペリエンスを常に改善し、より多くの機能と拡張性を提供しています。
Lightning Network はスケーラビリティとトランザクション速度の大幅な向上をもたらしますが、依然としていくつかの技術的および導入上の課題に直面しています。たとえば、ネットワークの安定性、ルーティング アルゴリズム、ユーザー インターフェイスは継続的に改善する必要があります。しかし、時間が経ち、テクノロジーが向上するにつれて、ライトニング ネットワークはビットコインやその他の暗号通貨の重要な支払いソリューションとなり、ユーザーにより高速で低コストのトランザクション エクスペリエンスを提供すると予想されています。
2.リキッド(チェーン系2層構造)
Liquid は、Blockstream が 2015 年に開始したサイドチェーン ソリューションです。 Bitcoin の最初のサイドチェーンとして、Liquid は、金融機関や取引所などの専門ユーザーのニーズを満たす、より高速で安全なプライベート取引ソリューションを提供することを目指しています。
Liquid の重要な機能の 1 つは、トランザクション確認時間が速いことです。ビットコインの取引確認時間は約10分であるのに対し、Liquidの取引確認時間はわずか2分です。これにより、ユーザーはより迅速に取引を実行し、必要なときに迅速に資金を送金できるようになります。もう 1 つの重要な機能は、Liquid のトランザクションのプライバシーです。 Liquid は、Confidential Transactions (機密取引) テクノロジーを使用して取引金額を隠し、取引の参加者のみが特定の金額を表示できます。これは、トランザクション参加者のプライバシーを保護するのに役立ちます。
Liquid は、トランザクション スループットが高いという特徴もあります。 Federated Peg (連邦アンカリング) テクノロジーを使用することで、Liquid は多数の並行トランザクションをサポートし、ビットコイン ネットワークにアンカーしてビットコインとの相互運用性を実現できます。これにより、Liquid はより多くのトランザクション量を処理できるようになり、システム全体のスループットが向上します。
発売以来、Liquid は仮想通貨業界で徐々に成長してきました。ますます多くの取引所、金融機関、企業が取引および資金決済ソリューションとして Liquid を採用し始めています。同時に、Blockstream は、Liquid のパフォーマンスとセキュリティをさらに向上させるために、新しい機能と改善を導入し続けています。
要約すると、Liquid は、Blockstream によって開始されたビットコイン サイドチェーン ソリューションであり、高速、プライベート、高スループットのトランザクションを提供することを目的としています。トランザクション確認時間を短縮し、トランザクションのプライバシーを提供し、トランザクションのスループットを向上させることで、プロフェッショナル ユーザーのニーズを満たします。時間が経つにつれて、Liquid は暗号通貨業界で広く採用され、成長してきました。
3. 台木（RSK）（チェーンベースの2層構造）
Rootstock (RSK) は、ビットコイン ブロックチェーン上に構築されたスマート コントラクト プラットフォームであり、ビットコイン エコシステムにイーサリアムのような機能を提供することを目的としています。 Rootstock は 2015 年に初めて提案され、2018 年に正式に開始されました。
Rootstockの主な機能は、ビットコインとの双方向ペッグとスマートコントラクト機能です。ビットコインへの双方向ペッグにより、Rootstock はビットコインを主要資産として使用できるため、セキュリティと安定性が実現します。同時に、Rootstock はスマート コントラクト機能をサポートしており、開発者はプラットフォーム上で自動化機能を備えたスマート コントラクトを構築および実行できます。
Rootstock は、発売以来、ビットコイン エコシステム内で徐々に認知され、採用されていきました。これにより、ビットコインのユーザーと開発者により多くの機能と柔軟性が提供され、ビットコインが分散型金融（DeFi）、デジタル資産発行、サプライチェーン管理などの幅広いアプリケーションシナリオをサポートできるようになります。
ただし、Rootstock の開発は他のスマート コントラクト プラットフォームに比べて比較的遅いです。ユーザーおよび開発者のコミュニティの面での拡大には、さらなる努力が必要です。それにもかかわらず、Rootstock の開発の見通しは依然として前向きであると考えられており、ビットコイン エコシステムにおける重要なスマート コントラクト プラットフォームの 1 つになる可能性があります。
4. RGB (分散 + Turing 完全第 2 層構造に基づく)
RGB の物語は 2016 年に遡ります。当時、ジャコモ ズッコはピーター トッドのクライアント側検証と使い捨てシールの概念を活用して、より優れたカラー コインを開発し、これらのトークンをライトニング ネットワークに導入したいと考えていました (これが「RGB」という名前の由来です)から）。これはビットコインブロックチェーン上に構築されたオープンプロトコルであり、デジタル資産の作成、取引、管理のためのより豊富な機能を提供することを目的としています。
RGB は、LNP/BP 標準協会によって開発された、スケーラブルで機密性の高いビットコインおよびライトニング ネットワーク スマート コントラクト システムです。これは私的所有権と共有所有権の概念を採用しており、トークンの導入を必要とせず、非ブロック分散プロトコルであるチューリング完全なトラストレス形式の分散コンピューティングです。 RGB は、UTXO ブロックチェーン (ビットコインなど) 上でスケーラブルで堅牢なプライベート スマート コントラクトを実行し、あらゆる可能性を可能にするように設計されています。 RGB を通じて、開発者はトークンの発行、NFT ミント、DeFi、DAO、およびより複雑なマルチカテゴリのスマート コントラクトを実行できます。
RGB プロトコルは、クライアント側の検証と使い捨てシール、検証およびスマート コントラクト システムの概念に基づいて、ビットコイン エコシステムの第 2 層と第 3 層 (オフチェーン) で実行されるクライアント側の状態です。
5.スタック（チェーンによる2層構造）
Stacks (旧称 Blockstack) は、ビットコイン ブロックチェーン上に構築された分散型コンピューティング プラットフォームです。スタックスは 2013 年に初めて提案され、2017 年に新規コインオファリング (ICO) が行われました。主な特徴は、分散型認証、ストレージ、スマートコントラクト機能を提供することです。
Stacks の中心的な機能は、ビットコインのセキュリティと安定性を備えた分散型アプリケーションの開発と実行をサポートすることです。 「スタッキング」と呼ばれるコンセンサスメカニズムを利用し、STXトークンを保有するユーザーに一定数のトークンをロックさせてネットワーク検証に参加させることでコンセンサスを実現します。このメカニズムはユーザーにインセンティブを提供し、ネットワークのセキュリティを強化します。
開発の観点から見ると、Stacks は分散型アプリケーションの分野における重要なプラットフォームの 1 つとなっています。開発者のグループやプロジェクトを参加させ、多数の分散型アプリケーションを構築し、豊富なツールと開発ドキュメントを提供してきました。また、Stacks は他のブロックチェーン プロジェクトと協力して、そのエコシステムとアプリケーション シナリオを拡張します。
6. その他のビットコイン第2層プロジェクト
ビットコインの人気に伴い、多くの新しいプロジェクトが生まれています。その中には中国人が立ち上げたプロジェクトも多く、B² Network、BEVM、Dovi、Map Protocol、Merlin、Bison などの新しいプロジェクトにも特徴があります。
2022 年に設立された B²Network は、ZK-Rollup に基づいて開発された第 2 層のビットコイン ネットワークであり、EVM と互換性があり、EVM エコシステム開発者が DApp をシームレスに展開できるようになります。イーサリアム技術の第2層技術をビットコインエコシステムに移管する典型的な事例である。
BEVM のオリジナル チームは 2017 年に設立され、ビットコインのさまざまな拡張アプリケーションを研究してきました。 2023年に提案されるBEVMコンセプトは、EVMと互換性のある分散型ビットコインL2です。 BEVM は、Taproot アップグレードによってもたらされた Schnorr 署名アルゴリズムなどのテクノロジーに基づいており、BTC がビットコインのメイン ネットワークから分散型の方法でレイヤー 2 にクロスチェーンできるようになります。 BEVM は EVM と互換性があるため、イーサリアム エコシステムで実行されるすべての DApp は BTC レイヤー 2 で実行でき、BTC をガスとして使用できます。 2023 年 11 月 29 日に、BEVM はホワイトペーパーをリリースしました。
2023 年に設立された Dovi は、EVM スマート コントラクトと互換性のあるビットコイン レイヤ 2 です。 2023 年 11 月に、Dovi はホワイトペーパーを正式にリリースしました。ホワイトペーパーによると、DoviはSchnorr署名とMAST構造を統合して、トランザクションのプライバシーを向上させ、データサイズと検証プロセスを最適化し、ビットコイン以外のさまざまな資産タイプに柔軟なフレームワークを発行し、クロスチェーン資産転送を実現します。
マップ プロトコル チームは比較的早くに設立され、当初は、先ほど紹介した第 1 層と第 2 層の接続技術であるクロスチェーン プロトコルに重点を置いていました。ビットコインエコシステムが普及すると、すぐにチェーンに基づいた第2層構造を構築できるようになります。現在の登録資産をクロスチェーンして取引コストを削減できる機能は、一部のプロジェクト関係者やアプリケーションを魅了するでしょう。
Merlin Chain の公式 Web サイトを見ると、その Bridge 属性が簡単にわかります。BTC 上の資産を第 2 層ネットワークに転送し、取引コストを削減するという、ペインポイントを最初に解決する代表的なサービスです。公式ウェブサイトの紹介といくつかの調査レポートによると、Merlin は、ZK-Rollup ネットワーク、分散型オラクル、オンチェーン BTC 詐欺防止モジュールを統合するビットコイン レイヤ 2 ソリューションです。このプロジェクトは Bitmap Tech によって立ち上げられ、彼らはユニークなチームであり、彼らが立ち上げた Bitmap.game と BRC-420 Blue Box Ordinals アセットは良い評判を得ています。
2023 年に設立された Bison は、ネイティブ ビットコインの高度な機能を有効にしながら、トランザクション速度を向上させるビットコイン ネイティブの zk-rollup です。開発者はzk-rollupを使用して、取引プラットフォーム、融資サービス、自動マーケットメーカーなどの革新的なDeFiソリューションを構築できます。公式ウェブサイトによると、Bridge も重要な機能です。ビットコイン資産をクロスチェーンし、上位層の資産アプリケーションを完成させることが、多くのプロジェクトの入り口となります。
上記の比較的新しいプロジェクトである B² Network、BEVM、Dovi、Map Protocol、Merlin、Bison から判断すると、取引手数料の削減を迅速に完了し、ビットコインの第 1 レベル資産の取引ニーズを満たしています。これらはすべてクロスチェーン アセットに関係しており、クロスチェーン プロトコルを備えているチームはそれをより速く実行でき、第 2 層の構築の経験があるチームは、上位層のアプリケーションでより有利です。これらの新しいプロジェクトはすべて、独自の技術蓄積と短期爆発力を活かしたチェーンの2層構造に基づいています。これらのプロジェクトはやや同質的ですが、将来的にはどのような展開になるのでしょうか?分散型の二次建設サービスプロバイダーとの競争の結果はどうなるでしょうか?十分な観察も必要です。イーサリアムの二次プロジェクトの経験から判断すると、ホットスポットマーケティングを通じてトークンが発行された後、多くのプロジェクトは失敗に終わりますが、ビットコインの二次プロジェクトも同様でしょうか?
ビットコインの第 2 層で現在実行されているプロジェクトを見ると、よく知られているビットコイン第 2 層のプロジェクトは比較的早くに設立され、関連技術の研究が長く続けられてきたことが大まかにわかります。エコシステムが形成されていない、プロジェクトのほとんどは十分に刺激的ではないか、イーサリアムとイーサリアムエコシステムの光によって影が薄くなっています。ビットコインの基本プロトコルの成熟、特に Segregated Witness、Taproot、Schnorr 署名、MAST Merkle 抽象構文ツリー、Tapscript などの基盤技術の形成に伴い、第 1 層と第 2 層の間の接続技術はより良く発展しました。その結果、ビットコインエコシステムでできることはより豊かになってきています。すでに実行されているビットコインの第 2 層プロジェクトから、一部は元のビットコイン エコシステムの構築者であり、別の部分はイーサリアムの第 2 層の構築者であり、一部は接続技術からの構築者であることがわかります。このプロジェクトが誕生するまでには、新たに生成されたビットコインの基本的な接続技術を使用する必要があり、その利用方法がより完全かつ多様化すればするほど、第 2 層のサポートは強化されます。
4.2. ビットコインの第二層構造の発展分析
資金のあるところには熱意があり、より多くの資金が集まります。ビットコインの市場価値は現在約 8,000 億ドルで、生態系の発展は弱いものの、爆発する可能性があります。したがって、多くのプロジェクトはビットコインの第 2 層構築を実行すると主張しています。ここでは具体的なプロジェクト名については言及しませんが、これらのプロジェクトの参入者をいくつか分類して、その特徴とそれぞれのメリット・デメリットを見ていきます。
1.独自のビットコイン第二層構築プロジェクト
元の第 2 層ビットコイン プロジェクト、特に長年にわたって開発され、一定の蓄積された利点を持っているプロジェクトは、今回のビットコインの人気によって活性化できるでしょうか?繁盛するでしょうか？大きな不確実性があります。
測定基準は 2 つあります。まず、前述したように、合計ロックアップ値 TVL が高い第 2 層ネットワークが勝ちます。もう 1 つは 2 層構造タイプで、チェーンベースの 2 層構造は拡張性によりより多くのプレイヤーを並行して収容できますが、分散型 2 層構造は比較的少数のプレイヤーしか収容できません。
元の二次プロジェクトは、蓄積された利点を最大限に活用し、新しいテクノロジーの助けを借りて新しい利点を確立して、より多くのアプリケーションをプラットフォームに引き付ける必要があり、そうして初めて、若返り、より多くの市場シェアを獲得する機会を得ることができます。より多くのアプリケーションを引き付けることができなければ、そのような古いプロジェクトは最終的に沈没するか、形を変える可能性があります。実際、そのようなプロジェクトは、技術的な蓄積が全くなく、より大きな発展と引き換えに何らかのコンセンサスを経てコミュニティを確立したプロジェクトと連携したり合併したりすることもあります。
また、それらの古いプロジェクトが分散型 2 層工事技術の蓄積に有利であれば、分散型 2 層工事に全面的に介入し、上位層への指導を行うことでより効果的となる。アプリケーション。
2. 新規参入ビットコイン第二層構築プロジェクト
ビットコインの第 2 層構造に参入する新しいプロジェクトには、一般に多くの蓄積された利点はありませんが、これにより、そのようなチームには後発であるという利点が与えられ、最新のテクノロジーを研究し、軽量で最も魅力的なニーズを最初に解決し、誘致することができます。一定人数での応募エントリー。イーサリアム エコシステムまたは他のエコシステムでの第 2 層構築の経験を持つチームが最適であり、ビットコインの第 2 層構築に迅速に参入するのに適しています。このようなプロジェクトの場合は、より速く、より有利なチェーンベースの 2 層目の構築を検討できます。
まったく経験や利点がないチームは、3 番目のシナリオを参照して、ユーザーを選別し、コミュニティの合意を通じて資金を蓄積できるかどうかを確認できます。
3. 蓄積はないが参入したいビットコイン二次プロジェクト
私は、技術的な蓄積やコミュニティの蓄積がないまま Web3.0 を推進するプロジェクトについてあまり理解できず、おそらくこれらのプロジェクトは CX プロジェクトであると考えていました。しかし、碑文という現象を通じて、sat、ordi、ratsなど、特定の碑文を通じて大きなコミュニティの合意を形成したコミュニティは、多くのメンバーを抱えているだけでなく、一定の資金も蓄積しています。このようなプロジェクトでは、新たな第 2 層の構築を完全にゼロから開始することができ、コミュニティの力で上位層のアプリケーションをコミュニティに統合し、同時に第 2 層を構築することが可能です。第 2 層の構築はシンプルかつ高速であり、コミュニティ、DID (分散型アイデンティティ)、DAO ツール、DeFi アプリケーション、およびその他の上位層アプリケーションの力を介して行われます。はコミュニティの第 2 層に構築されており、自分で構築する必要はなく、成熟した製品パーティに導入して収益を共有するだけで済みます。これは小さな生態系を形成する可能性があります。このようなプロジェクトでは、コミュニティの建設、基礎管理、意思決定メカニズムに対してより高い要求が課されます。
4. 上位層アプリケーションの開発
ビットコインの第 2 層の急速な発展により、BTC に眠っていた膨大な資金が再び目覚め始め、目玉効果により、ビットコインの急速な発展と相まって、より多くの新規ユーザーが Web3.0 分野に参入することになるでしょう。第 2 層テクノロジーは、大量導入のための強固な基盤を築きます。上位層アプリケーションは、現在の金融アプリケーションから始まり、Gamefi、SocialFi、その他のアプリケーションなど、高性能、大規模なトラフィック、頻繁なインタラクションを必要とするアプリケーションを段階的に導入し、チェーンベースのアプリケーションのダウンタイムやサービスの低下は発生しません。経験があり、良い状況です。ビットコインの第 2 レイヤーの開発は、上位レイヤーのアプリケーションに多くの機会と強固なインフラストラクチャをもたらし、成熟すれば、ネイティブではない Web3 チームにさらに多くの機会をもたらすでしょう。
いずれにせよ、Web3.0 時代は始まったばかりです。まだ初期段階にあり、多くの探索と構築が必要です。多くの国や地域では、Web3.0 の多くの新しいことをまだ完全には受け入れていません。 Web3.0 では多くの構築が必要となるため、各プロジェクト チームにはより多くの機会が与えられます。常に新しい発展や新しい技術を感じ取り、常に調整し、Web3.0の構築に参加し続けるチームは、ある段階、ある分野で必ず何かを得るでしょう。
参考説明
この記事を書くことは、私が多数の業界記事を読み、TwitterSpace やオフライン コミュニケーションなどの多くの活動に参加した結果です。多くの人の発言に触発されて、影響を与えた主な人物や要因は次のとおりです。
(1) ウォータードロップ キャピタルのダシャン先生 彼は多くの記事を執筆し、万物の島で私たちに多くの講義をし、多くの宇宙活動に参加してきました。
(2) 分散システムにおけるルーティングの問題や RGB チューリング完全性の問題など、一部の詳細な技術内容は、Hong Shuning 教師の講義を聞いたり、ビデオを見たり、Hong Shuning 教師とオフラインで通信したりすることで得られます。
(3) www.btcstudy.org 上の多数の記事。このウェブサイトには豊富な知識がまとめられています。
(4) Nervos (CKB) のチーフアーキテクト、Jan Xie 氏へのインタビュープログラム。
(5) BIP プロトコル、Segwit、Taproot、序数、brc 20、Atomical などについて詳しく読む。
(6) 階層設計のアイデアやノイマン型構造の比較を含むその他のブロックチェーンの知識は、過去数年間に私が数冊の本で書いた知識の蓄積から得られ、そのうち 5 冊は出版されました。編』、『ブロックチェーン知識技術普及版』、『チューリング・ブロックチェーン』、『ブロックチェーン経済モデル』、『Web3.0: メタバースのデジタル未来の構築』、イーサリアム関連書籍3冊完成一部執筆完了しかし公表されていない。これらのコンテンツは、ブロックチェーンのネイティブプロトコルやホワイトペーパー、技術原則などを多数参照しており、そのアウトプットも皆様の成果であるものを集めて整理したものです。ゆっくりと、これらの基礎となる原理と多くのテクノロジー、および将来起こり得るアプリケーションシナリオとの相関関係を理解しました。
(7) プロジェクト内の関連製品を設計する際に、チームメンバーとディスカッションして考えます。
私は、SatoshiLab の Dashan 氏、Elaine Yang 氏、Hong Shuning 氏、および関連する技術専門家に非常に感謝しています. 彼らはこの記事を読んで、多くのフィードバックと修正意見を与えてくれました. 彼らは記事内で引用されている概念の正確性を厳密に管理しており、今後も提供しません.元の参照が見つかるまで確認してください。この厳格な習慣に本当に感謝しています。私の知識体系を向上させてくれたすべての貢献者と参加者に感謝します。
