プロジェクト研究 | Botanix プロトコル: EVM スマート コントラクトと互換性のあるビットコイン第 2 層ネットワーク

プロジェクトリサーチ | Botanix プロトコル: EVM スマートコントラクトと互換性のあるビットコイン第 2 層ネットワーク

編集者 | Chainchen@Web3CN.Pro

### 目次

  1. プロジェクトの紹介

  2. プロジェクトのビジョン

  3. 開発ルート‍‍

  4. チームの背景

  5. 資金調達情報

  6. プロジェクトの構造

  • スパイダーチェーン‍‍‍‍
  • ボタニックスブロック
  • ボタニックスEVM
  • オーケストレーター‍♀️
  • 安全性
  1. 開発実績
  • コミュニティのステータス
  1. 経済モデル

  2. メリットとリスク

1. プロジェクトの紹介

ビットコインは現在最大かつ最もよく知られている暗号通貨であり、その分散型構造とブロックチェーン技術で知られています。ビットコインは、その最大限の分散化とセキュリティにより、世界的な予備暗号通貨とみなされます。ただし、ビットコインには、構成可能性と拡張性の点でいくつかの制限があります。ソリューションが進化し続ける中、イーサリアムの出現により、チューリング完全プログラミング言語を備えたブロックチェーンが導入され、その構成可能性により、ベース層のスケーラビリティに挑戦する分散アプリケーションのエコシステムがイーサリアムと組み合わされて構築されます。第 2 層の開発により、イーサリアムエコシステムは前例のない繁栄へ。しかし、ビットコインにスマートコントラクトを導入する方法はまだ未解決の問題です。ビットコインの第 2 層の用途と価値は比較的低いため、ビットコイン上に第 2 層を構築するには開発の余地がまだ大きくあります。 ‍

現在、BTC エコシステムには、ステート チャネル、ドライブ チェーン、マルチシグネチャ ロールアップ、ZK および OP ロールアップに対するビットコイン ソフト フォークの提案など、BTC の第 2 層を構築するためのさまざまなテクノロジーが存在します。 Lightning Network と Liquid マルチシグネチャはすでに第 2 層 BTC ソリューションを正常に実行していますが、この記事では新しい概念である Botanix プロトコルを紹介します。

Botanix プロトコルは、BTC 上に構築された分散チェーン ソリューションです。Lightning の基本原理を使用して、イーサリアム仮想マシン (EVM) を実行します。Botanix は、イーサリアムと同様のアカウントベースのモデルを使用して、ビットコイン自体を置き換えます。未使用のトランザクション出力に基づく(UTXO) モデルでは、各 Botanix フル ノードは Botanix プロトコルだけでなく BTC コア プロトコルも実行します。

2. プロジェクトのビジョン

Botanix Labs は、完全なイーサリアム仮想マシン (EVM) と同等の第 2 レイヤーをビットコインの上に構築することを提案しています。最も分散化された安全なベースレイヤーとしてビットコインを使用することで、第 2 レイヤーはイーサリアム スマート コントラクトの構成可能性、エコシステム、機能性の新たな可能性を開き、ビットコイン上のブロックチェーンであるスパイダーチェーンを導入します。ユーザーはより幅広いアプリケーションの可能性を得ることができます。

3. 開発ルート

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4. チームの背景

現在、チームには 10 名以上のコアメンバーがおり、その多くは元 Blockstream 従業員を含め、10 年以上暗号通貨分野に携わっています。創設者の Willem はベルギーを卒業し、電気工学と工学の二重学位を取得しています。経営学。チームには技術的およびマーケティングのバックグラウンドがありますが、バックグラウンドは平均的です。

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5. 資金調達情報

まだありません

6. プロジェクトの構造

現在の BTC の第 2 層およびサイドチェーンのうち、ライトニング ネットワークは分散型第 2 層技術を提供しますが、BTC の流動性、エコロジー、UTXO 制限の影響を受けます。フェデレーテッド マルチシグネチャと Op Rollup は組み合わせと柔軟性を提供しますが、制限されています。集中化の。

Botanix プロトコルは、ビットコイン上に構築された第 2 層のイーサリアム仮想マシン (EVM) です。 Botanix は PoS (Proof of Stake) コンセンサス メカニズムを採用しており、参加者は第 2 層全体を保護するためにビットコイン層上の実際のビットコインを抵当にする必要があります。プロトコル全体はビットコインで実行されます。これにより、ユーザーは EVM 上に構築されたアプリケーションでビットコインをネイティブに使用できるようになります。第 2 層のプロトコルは、誰でも参加して完全なノードを実行できるように最適化されています。 Botanix 上のビットコインはスパイダーチェーンにロックされ、オーケストレーター ノードのランダムなサブセットによって制御される一連の連続したマルチ署名によって担保が提供され、真の有効な参加が保証されます。したがって、ビットコインの親チェーンから第 2 層に移行するには、追加の信頼前提が必要になります。つまり、単一の当事者がステーカーのセットを制御することはありません。 Botanix プロトコルは、ビットコインの改善提案を必要とせずに、ビットコイン上ですぐに実装できます。

Botanix ネットワークは、ビットコインでは不可能なスマート コントラクトを導入することで、Botanix ブロックチェーンの正しい状態を保証します。この考え方は、ライトニング ネットワークのノード オペレーターと似ており、複雑な部分をオフチェーンに移動します。レイヤ 2 ネットワーク全体はブロックチェーンとして動作し、他のユーザーは新しいウォレットを作成し、プロトコル上にスマート コントラクトを展開できます。

スパイドチェーン

Botanix は、第 2 層ブロックチェーンの新しいメカニズムである Spiderchain を導入します。 Spiderchain は、Botanix Orchestrator (コーディネーター) 間で作成される一連のマルチシグネチャ ウォレットです。これらのマルチ署名ウォレットを分散化することで、セキュリティが確保されます。このマルチ署名の継続的なチェーンにより、Botanix チェーン上のビットコイン資産を保護するネットワークが作成されます。この「動く」複数署名チェーンは、この分散型複数署名ネットワークにロックされた住宅ローンと考えることができ、そのためスパイダーチェーンと呼ばれています。

スパイダーチェーンの重要な役割は、ビットコイン資産をビットコインブロックチェーンから分離することです。 Botanix 上の分散型マルチ署名チェーンでビットコインを保護することで、ビットコインをイーサリアム仮想マシン (EVM) から分離します。これにより、ビットコインの UTXO モデルから EVM で使用されるアカウント モデルへの移行が可能になります。

以下の図は、Spiderchain の視覚的な図を示しています。ビットコイン ブロックが生成されるたびに、異なるランダムなオーケストレーター間で新しいマルチシグが作成されます。

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セキュリティはインセンティブとオーケストレーターの数に依存するため、すべてのオーケストレーターは参加する前に一定量の担保を提供する必要があります。この誓約書は、悪質な行為があった場合の補償となります。 Spiderchain のセキュリティは、proof-of-stake モデルに従っており、悪意のある動作をする参加者の数が他の Orchestrator よりもはるかに少ない限り、セキュリティは数学的に保証されます。

Botanix ブロック

Botanix ブロックチェーンは、適切に機能する場合、3 つの主要な部分から構成されます。まず、ビットコインの親チェーンからユーザーによって Orchestrator に送信されたトランザクションを検査します (これは、ビットコインが Botanix ネットワークに導入されるプロセスです)。次に、必要な状態変更を実行して新しいブロックを作成します。最後に、各サイクルの終わりに、新しい未使用トランザクション出力 (UTXO) が作成され、スパイダーチェーンから親チェーンに資産が転送されます (これは、Botanix ネットワークからビットコインを取り戻すプロセスです)。

アセットが Botanix Orchestrator (コーディネーター) に送信されているかどうかを確認します。その場合は、資産導入操作を実行します。

Botanix のコンセンサスと状態変更プロセスを実行します。この部分はイーサリアムのブロック処理に例えられます。

Botanix から他の場所に転送する必要がある資産があるかどうかを確認します。その場合は、資産の取得操作を実行します。ビットコイン ブロックチェーンと Botanix ブロックチェーンの処理速度が異なるため、ほとんどの場合、パート 1 と 3 は単に UTXO のトランザクション プールを更新するだけであることに注意することが重要です。ビットコインのブロック生成速度はブロックごとに約 10 分ですが、Botanix は各ブロック間で約 12 秒で実行されます。 Botanix は、ビットコイン ブロック間に、EVM (イーサリアム仮想マシン) 上のトランザクションを含む独自のブロックを生成します。新しいビットコイン ブロックを受信すると、Botanix は上記の手順を実行して、EVM チェーン上のトランザクションが最終的に確認されたことを確認します。

Botanix EVM

Botanix は、イーサリアムと同じスマート コントラクトと分散型アプリケーション (DApps) をすべて実行できるため、イーサリアム ネットワーク自体とほぼ同一の完全なイーサリアム仮想マシン (EVM) 実行クライアントを実行します。そのセキュリティはスパイダーチェーンから来ているため、パフォーマンスを制限する有効性証明を生成する必要はありません。 Botanix EVM はイーサリアム ネットワークのランタイム環境を駆動し、Solidity やその他のプログラミング言語で書かれたスマート コントラクトの実行を可能にします。完全な EVM クライアントを実行することにより、Botanix はイーサリアムと同じ機能をすべてサポートできます。

Botanix は機能的にはイーサリアムと同等ですが、それでも独自の機能と特徴を持つ独立したネットワークです。たとえば、ビットコインの分散化と経済構造を活用するために、異なる PoS コンセンサス アルゴリズムが使用されています。

オーケストレーター

オーケストレーターは Spiderchain プロトコルの主要なプレーヤーであり、Botanix プロトコルの管理と保護を担当します。

スパイダーチェーンに参加する際、新しいオーケストレーターは現在のブロックのオーケストレーターに関心を表明し、マルチシグに一定量の担保を入れる必要があります。このプロセスはビットコインでの確認後に完了し、新しいオーケストレーターは完全参加ノードになります。

スパイダーチェーンを終了するとき、オーケストレーターは現在のブロック オーケストレーターに終了の意図を通知し、終了メッセージに署名する必要があります。その後、マルチシグの交換や担保の返却などの出口プロセスが開始されます。

オーケストレーターが非アクティブ、不正なブロック提案、不正なマルチ署名署名、不正な検証などの不適切な動作を示した場合、オーケストレーターは担保を差し引かれる危険にさらされます。非アクティブなオーケストレーターはブロック報酬を失い、最終的には削除される可能性があります。これらのルールにより、Spiderchain の通常の動作とセキュリティが確保されます。

#### 安全性

  1. マルチシグサイズと担保のトレードオフ

Spiderchain にロックされた資金は 2 つの異なる方法で保護されます。

まず、設計上、資金はビットコイン層の最上位に保持され、マルチシグネチャーのスパイダーチェーンにロックされます。これは、悪意のあるオーケストレーター ノードが存在する場合でも、他のノードの承認がなければスパイダーチェーン内のビットコインにアクセスできないことを意味します。これは、マルチシグネチャでは資金調達操作を承認するために複数のノードが必要になるためです。

第二に、インセンティブメカニズムを通じて安全性を確保する別の方法があります。各 Orchestrator ノードは、経済的保証である一定量の担保を負担する必要があります。これは、ルールに違反したり不正行為をした場合に担保の一部を失う可能性があるため、彼らが正しく運営されていることを保証するための金銭的インセンティブがあることを意味します。このインセンティブは、ネットワークの稼働と安全性を維持するのに役立ちます。

マルチ署名は、ビットコイン ブロックチェーンに保存されている資金を保護するために使用される方法です。マルチシグのサイズにはトレードオフがあり、大きすぎると署名に時間がかかり、調整の問題が発生する可能性があります。さらに、悪意のある当事者が署名の大部分を制御すると、スパイダーチェーン内のすべての資金を入手できるようになります。したがって、担保を複数の小さなマルチシグに分割するとリスクを軽減できますが、マルチシグが小さすぎると、悪意のある攻撃から資金を保護する安全性が低下する可能性があります。

コラテラルは、Orchestrator ノードの正しい動作を保証するために使用されます。 Spiderchain ネットワークに参加するには、Orchestrator ノードが参加を確保するために一定量の担保を差し出す必要があります。そうすることで、単一のパーティが複数のノードを実行することがなくなり、Sybil 攻撃が防止されます。 Orchestrator ノードがダウンタイムなどの不適切な動作をした場合、悪意のある動作をした場合、または消滅した場合、担保の一部を失います。

ライブネスとは、Botanix チェーンとマルチシグの参加者を稼働状態に維持することを指します。参加者が長期間応答しない場合、報酬の一部を失い、最終的にはマルチシグから削除される可能性があります。同時に、不正なブロックの提案、マルチ署名の不正な署名など、悪意があると見なされる動作もいくつかあります。これらの動作は担保を減額する原因となります。

上記の対策は、Spiderchain プロトコルの安全かつ安定した動作を保証するために設計されています。

  1. 秘密鍵の保護

前方セキュリティは、秘密キーを漏洩から保護する暗号システムの重要な特性です。 Botanix の場合、フォワード セキュリティとは、攻撃者が 2/3 の過半数の制御を獲得したとしても、以前のすべてのマルチシグのキーの大部分の所有権を持たないことを意味します。代わりに、攻撃者は将来生成される新しいマルチシグの過半数の所有権のみを持つことになります。これにより、以前のマルチ署名のセキュリティが損なわれず、プロトコルが攻撃を軽減するための適切な措置を講じることができます。 Spiderchain の設計を通じて、Botanix はフォワード セキュリティを実装し、プロトコルはより高いレベルのセキュリティを提供し、潜在的な攻撃からシステムを保護できます。

  1. BTC セキュリティの継承

Botanix のセキュリティは、ビットコインのセキュリティ、特に Proof of Work (PoW) システムによって提供されるセキュリティ機能に依存しています。ビットコインのセキュリティが侵害された場合、Botanix のセキュリティにも悪影響が及びます。したがって、Botanix は、ビットコインの PoW システムのセキュリティ上の利点を利用して、自社のネットワークのセキュリティを確保しています。具体的には、Proof of Stake システムの 3 つのリスク (集中化、ランダムなバリデータ選択、ファイナリティ) がビットコインを活用することで軽減されます。

7. 開発実績

Twitter: フォロワー数 1,331、平均ファン交流

Discord:459人、Telegram:469人、活動率は20%未満です。

全体として、このプロジェクトのコミュニティ活動は平均的であり、まだ初期段階にあります。 ‍♀️‍♀️

8. 経済モデル

まだありません

9. 利点とリスク

アドバンテージ:

  1. セキュリティ: Botanix のセキュリティはビットコインの PoW システムに依存しているため、セキュリティの面ではビットコインに匹敵します。ビットコインはこれまでで最も安全なブロックチェーン ネットワークの 1 つであるため、Botanix はセキュリティの面でも大きなメリットを得ています。

  2. 分散化: 第 2 層ブロックチェーンとして、Botanix はビットコインの分散化コンセプトを継続し、誰もが参加して完全なノードを実行できるようにします。これは、ネットワークの分散型の性質を維持するのに役立ちます。

  3. EVM 互換: Botanix はイーサリアム仮想マシン (EVM) をサポートしています。これは、イーサリアムと互換性のあるスマート コントラクトおよび分散型アプリケーションを実行できることを意味し、開発者に幅広いアプリケーションの可能性を提供します。

  4. 前方セキュリティ: Botanix はスパイダーチェーンの設計を通じて前方セキュリティを実装しており、たとえ攻撃者が制御を獲得しても、以前のマルチ署名のセキュリティが脅かされることはありません。

短所:

  1. 依存性: Botanix のセキュリティは、ビットコインの PoW システムに大きく依存しています。ビットコインのセキュリティが侵害されたり攻撃されたりした場合(現時点ではその可能性は非常に低いと思われます)、Botanix も関与する可能性があります。これは、ビットコインのセキュリティが外部要因によって制限されていることを意味します。

  2. 競争: Botanix は仮想通貨とブロックチェーンの熾烈な競争にさらされていますが、現在、このエコシステムには優れたエコロジー プロジェクトがなく、開発者やユーザーを引き付けるためには他のエコシステムと競争する必要があります。

  3. 速度: ビットコインと Botanix ではブロック生成速度が異なるため、クロスチェーン トランザクションの処理に追加の待ち時間が発生する可能性があります。 Botanix のブロック生成速度は速いですが、それでもイーサリアムと比べると遅いです。

要約すると、Botanix はビットコイン上に構築された第 2 層ブロックチェーン システムとしていくつかの利点がありますが、いくつかの依存関係や競争上の課題にも直面しています。そのセキュリティと分散型の性質により、いくつかの点で競争力がありますが、広く普及するには、克服する必要のある技術的および市場のハードルがいくつかあります。

参考文献

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