ビットコイン二層ネットワークの基礎知識体系

ビットコインの铭文の兴起はビットコインエコシステムに新しい生気をもたらし、より多くの人々がビットコインに再び注目するようになりました。有人はこれがビットコインエコシステムのパンドラの箱を開いたと考えています。ビットコインエコシステムの多くの技術的発展の中で、二层の構築は重要な位置を占めています。本稿はビットコインの二层に関する基礎知識をまとめることを目的としており、より多くの人々が関連する思考を深め、この分野の発展を促進することを期待しています。

ブロックチェーンの世界はビットコインを起点とし、ビットコインエコシステムを終点としています。イーサリアムもビットコインの一種のサイドチェーン技術の探求と見なすことができます。

1. 二層が達成すべき使命

ビットコイン二層建設に必要な基本的な問題を理解するために、まずはブロックチェーンシステムの基本特性から始めましょう。

1.1 ブロックチェーンの基本的な特性と需要

ブロックチェーンは「世界コンピュータ」として見ることができます。この視点からブロックチェーンのさまざまな特性を理解しましょう:

• 公開透明:ブロックチェーンのデータストレージと実行指令の特徴は、分散したノードの協力における内部的な要求でもある。

• 非中央集権:ブロックチェーンのアーキテクチャ特性は、システムの耐障害性を決定します。

• セキュリティ:暗号技術と分散型アーキテクチャによって保証される。

• 計算能力:一般的にチューリング完全性で測定されます。

• パフォーマンス: 通常はTPS(によって秒間処理されるトランザクション数)で測定されます。

• ストレージ:データを記録する能力。現在主にブロック内に保存される。

• プライバシー:計算とストレージの過程でデータの権限を保護する。

これらの特性の間にはトリレンマが存在し、選択が必要です。例えばDSS予想:去中心化、安全性、そしてスケーラビリティの三者を同時に得ることはできません。

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1.2 2階建て建築の役割

2階の建設は主に次の目的で行われます。

1. 容量を増やす
2. コスト削減
3. カスタム機能

二層は、他の特性の向上と引き換えに、特定の特性を低下または変更します。例えば:

• パフォーマンスを向上させるために、非中央集権化の程度を下げる
• 決済方法を変更してスループットを増加させる
• プライバシー性と検閲耐性を強化しますが、実現の難易度が上がります。

1.3 なぜ階層設計を行うのか?

階層設計は複雑なシステムを扱うための効果的な方法であり、システムのモジュール化、保守性、および拡張性を向上させることができます。階層の利点には以下が含まれます:

• 各層が独立しており、設計や修正が容易です。
• フレキシビリティが高く、ある層の変化は他の層に影響しない
• 構造は分割可能で、各層は最適な技術を採用できます。
• 実装と保守が簡単
• 標準化を促進する

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2. ビットコインLayer2のいくつかの構築思路

ビットコインの二層には主に三つのルートがあります:

1. チェーンに基づく拡張ルート: EVMに似た二次層、ブロックチェーン構造です。
2. 分散型のルート: ライトニングネットワークを代表とし、分散型構造です。
3. 中央集権型システムのルート: 中央集権型インデックスを代表とする、中央集権構造です。

現在、ブロックチェーンに基づくスケーリングは比較的容易に実現されており、事例も多く存在しています。分散型ルートは難易度が高く、進展が遅れています。中央集権的ルートには議論がありますが、ある程度ネットワークの能力を拡張することも可能です。

2.1 チェーンに基づく二層構築

早期にはカラーボールやMastercoinなどの探索がありました。イーサリアムもビットコインの改良探索と見なすことができます。現在は主に2つのカテゴリが含まれています:

• EVM対応のアカウントモデル: 例えばイーサリアム、ポリゴンなど
• UTXOモデル:CKBやChiaなど

このソリューションはブロックチェーンの大部分の基本的な特性を保持し、チューリング完全性の問題を解決し、取引手数料も大幅に削減しました。しかし、ブロックチェーンの固有の制約を受けており、性能の向上には限界があります。

2.2 分散システムに基づくレイヤー2の構築

このようなソリューションでは、二層構造はもはやブロックチェーンではなく、Channelに基づく分散システムです。典型的な例はLightning Networkです。

二つのカテゴリに分かれています:

1. 価値の伝達だけを完了する、例えばライトニングネットワーク
2. 価値の移転とチューリング完全な計算を完了する、例えばRGB

このプランの利点は、より分散化されており、スケーラビリティが良く、プライバシーが強いことです。欠点は、技術の実装が複雑で、価値の移転に関する経験が不足していることです。

2.3 中央集権システムに基づく二次構築

Ordinalsなどの中央集権的インデックス構造。このような方案は議論が多いが、ある程度ネットワークの能力を拡張することも可能である。

利点は技術が成熟しており、性能が良いことです。欠点は高度に中央集権化されており、ブロックチェーンの特性が主に一層のネットワークに依存していることです。

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3. 2階の建設に関すること

####3.111階と1階と2階の接続技術

一般的な接続技術には次のものが含まれます:

• クロスチェーン技術
• アイソレーション検証技術
• サイドチェーン技術
• ステートチャネル技術
• プラズマ技術

異なるレイヤー2構造に適用される接続技術は異なります。接続技術を評価する指標には、レイヤー1がレイヤー2の取引を検証できるかどうか、資産がレイヤー2が崩壊したときに生き残れるかどうか、システムの特定の特性が低下するかどうかなどが含まれます。

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3.2 フォン・ノイマン型構造を参考にしたブロックチェーンの発展

ブロックチェーンは「世界コンピュータ」として、従来のコンピュータのフォン・ノイマン構造に例えることができます。

• CPU(演算器とコントローラー)は第1層と第2層の計算能力拡張に対応します。
• ストレージは、オンチェーンストレージスペースの拡張に対応しています
• 入出力デバイスに対応するオラクル
• 特殊チェーンとGPUなどの専用部品に類似した機能
• ブロックチェーン上のアプリケーションは、初期の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がまだ分離されていない段階に似ています

ブロックチェーンアプリケーションは、金融分野から徐々により広範な分野に拡大していくでしょう。

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4. 現在のビットコインのLayer2構築状況

4.1 既に運営されているビットコインの二層プロジェクト

1. ライトニングネットワーク:分散型の第2層構築に基づき、高速で低コストの取引を提供します。

2. Liquid:チェーンに基づくサイドチェーンのソリューションで、迅速なプライベートトランザクションを提供します。

3. Rootstock(RSK):チェーンベースのスマートコントラクトプラットフォームで、イーサリアムに似た機能を提供します。

4. RGB:分散型+チューリング完全なレイヤー2の構築に基づき、複雑なスマートコントラクトをサポートします。

5. Stacks:分散型計算プラットフォームで、認証、ストレージ、スマートコントラクト機能を提供します。

6. その他の新しいプロジェクト: B² Network、BEVM、Dovi、Map Protocolなどは、主にブロックチェーンに基づくレイヤー2の構築です。

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4.2 ビットコイン二層建設の発展分析

1. 原有プロジェクト:蓄積された優位性を十分に活用し、より多くのアプリケーションを引き付ける必要がある。

2. 新たに参入するプロジェクト: 後発の利点を活用し、軽量なニーズを迅速に解決することができる。

3. 積み重ねのないプロジェクト:コミュニティの合意を通じてユーザーと資金を蓄積できます。

4. 上位アプリケーション:第2層の発展に伴い、金融アプリケーションからより多くの分野へと拡大。

Web3.0時代はまだ始まったばかりで、持続的な探索と構築が必要です。新しい技術や新しい発展を把握し、常に調整しながら参加するチームは、最終的にある分野で成果を得るでしょう。

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