ブロックチェーン/レベル V · レイヤー/5.2 その他のレイヤー/レッスン 1

ビットコインに欠けているもの、そしてその追加を誰に託すか

管理者を排除した台帳と、その上に重なる各レイヤーの信頼モデル

用意するものトランザクショングラフを可視化するブロックエクスプローラービットコインホワイトペーパー（2008年）TaprootのBIP-341ドキュメント「プロトコル」「カストディアン」「エグジットのトリガー」「共謀リスク」の列を持つスプレッドシート

問い

なぜビットコインには、トークンの「承認（approval）」に相当する仕組みがないのか？
スクリプト言語が任意のプログラムをコンパイルできるほどの表現力を持つと、何が失われるのか？
鍵を握ったりルールを定めたりする中央の主体がいなくても、市場はどのように成り立つのか？

探究

パート Iビットコインが既に排除しているものと、欠けているもの

ビットコインは管理者を排除している。管理者キーも、トークンの承認も、アップグレード可能なコントラクトも存在しない。発行量は2100万枚が上限で、スケジュールによって予測可能であり、ブロック報酬は210,000ブロックごとに半減する。ルールは、何千もの独立したノードによる幅広い合意を通じてのみ変更される。この設計により、他のシステムに見られる種類の攻撃がまとめて排除される。盗むべき鍵もアップグレードすべきコントラクトもなければ、管理者が悪用するものも、企業が差し押さえるものも存在しないからだ。
UTXOモデルでは、すべての支出が明示的になる。トランザクションは特定の過去のアウトプットを消費し、新しいアウトプットを作成する。コントラクトが後から引き落とせるようなアカウント残高は存在しない。この構造により、ユーザーが他者に対して将来無制限に資金を移動できる広範な許可に署名してしまう「ドレイナー」型の承認が防がれる。デフォルトの署名タイプ（SIGHASH_ALL）では、署名はまさにそのインプットとアウトプットにコミットする。他の署名モードではアウトプットを未確定のままにでき、それを悪用した詐欺も起きている。ユーザーが次のトランザクションに署名しなければ、何も動かない。
ビットコインに欠けているのは表現力と速度である。スクリプトは意図的に制限されており、任意の計算を実行したり無限にループしたりすることはできない。ブロックはおよそ10分ごとに生成されるため、数秒でブロックを生成するチェーンと比べて決済は遅い。ベースレイヤーのプロトコルには、トークンやマーケットのネイティブなサポートもない。これらの制約は意図的なトレードオフである。スクリプトでできることを制限することで、バグがコンセンサスを破壊するエクスプロイトになるのを防ぎ、ブロック生成を遅くすることで、フルノードの分散型ネットワークによる堅牢な検証が可能になる。
設計上の問題は、ビットコインが避けてきた弱点を再び持ち込まずに、どうやって市場を追加するかである。複雑なスクリプト言語を加えれば、スマートコントラクトの脆弱性を招く。高速なブロックを導入するには、ファイナリティを維持するために中央集権化や許可制のバリデーターが必要になることが多い。ネイティブトークンを導入すれば、インフレや価格操作の新たな攻撃対象領域が生まれうる。どのような拡張であっても、決済が遅くなったり手数料が高くなったりすることを受け入れてでも、単一の主体が資産の発行やルールを支配しないという性質を保たなければならない。
レイヤー2ソリューションやメタプロトコルは、このギャップを埋めようとしている。これらはセキュリティをビットコインのコンセンサスにアンカーしつつ、高速な支払いやトークン発行といった機能を追加する。しかし、こうしたレイヤーは新たな信頼モデルを持ち込む。署名者のフェデレーションに依存するものもあれば、少なくとも1人の誠実なオペレーターが不正にチャレンジしなければならない楽観的検証ゲームに依存するものもある。各アプローチは、分散性と速度のさまざまな側面をトレードオフしている。目的はビットコインを汎用コンピューターにすることではなく、その強靭さを支えてきた中核的なセキュリティモデルを損なわずに有用性を広げることである。
ブロックエクスプローラーを開き、最近のトランザクションを1つ調べてください。インプットとアウトプットを確認してください。各インプットが、トランザクションIDとインデックスによって特定の過去のアウトプットをどのように参照しているかに注目してください。次に、残高がグローバルな状態の中の単なる数値にすぎないアカウントベースのチェーンと比べてみてください。違いは構造的なものである。ビットコインのモデルでは、あらゆる価値の移動が明示的で監査可能であり、特定の署名に結び付けられることが強制されるため、隠れた管理者による上書きや広範な許可が入り込む余地がない。

パート IIビットコインのレイヤー2とその信頼モデル

ライトニングネットワークのチャネルは、コインをカストディアンに移すことなくビットコインの決済能力を拡張する。ジョセフ・プーンとタデウス・ドライジャによるホワイトペーパーは2015年に最初の草稿が書かれ、2016年に最終版が公開された。メインネットでの利用は2018年に始まった。各チャネルは資金を2者間の状態にロックし、一方が不正をすれば、もう一方がペナルティトランザクションをビットコインにブロードキャストする。第三者が鍵を持たないため、このモデルは信頼最小化されているが、ポイントツーポイントであることに変わりはない。解決するのは支払いのファイナリティであって、共有された流動性やマーケットメイキングではない。
Blockstreamが2018年にローンチしたLiquidは、フェデレーション型のサイドチェーンとして運用されている。「ファンクショナリー」と呼ばれる固定されたグループがブロックに署名し、Liquid上の資産とベースレイヤーのビットコインとの間のペッグを管理する。ブロックは1分ごとに生成されて約2分で最終的に確定し、資産をネイティブに発行することもできる。トレードオフは明白である。ユーザーは、ファンクショナリーの圧倒的多数（ペッグには11-of-15のマルチシグネチャが使われている）が共謀して預け入れ資産を盗んだり、償還を停止したりしないと信頼しなければならない。高速ではあるが、信頼された集団を再び持ち込むことになる。
Stacksは独自のチェーンを運用しており、自身のブロックのハッシュをビットコインのトランザクションにコミットすることでビットコインにアンカーしている（Proof of Transfer）。sBTCのペッグは、2024年12月に預け入れ、2025年4月に引き出しが開始され、署名者セットが管理するロックされたネイティブのビットコインを裏付けとするトークンを発行する。このアプローチにより、Stacks上で（意図的に決定可能な言語として設計されたClarityによる）表現力の高いスマートコントラクトが可能になる一方、ビットコインを保有するのは署名者セットであり、引き出しにはその一定数（しきい値）以上の承認が必要となる。ユーザーは実行の柔軟性と引き換えに、署名者セットの誠実さとブリッジの運用継続性に依存することになる。
BitVMは別のアーキテクチャ上の選択であり、ソフトフォークなしでビットコインに汎用的な計算をもたらすことを目指している。ロビン・ライナスの2023年の提案は2者間の楽観的検証を用いていたが、BitVM2（2024年）では誰でもチャレンジできる。2026年1月から稼働しているCitreaなどのプロジェクトはこのモデルを基盤としており、多数の参加者のうち誠実な1人が不正を止めることができる。この「1-of-nの誠実性」モデルは、信頼の拠り所を多数派の合意から、警戒を怠らない1人のチャレンジャーの存在へと移す。ただし、オペレーターは資本をロックまたは立て替える必要があり、引き出しはチャレンジ期間が終わるまで待たなければならない。
これらのモデルを比較すると、それぞれ異なるリスクプロファイルが見えてくる。ライトニングは第三者を必要としないが、共有された市場に対する有用性は限られる。LiquidとStacksはフェデレーションや署名者セットに依存しており、共謀が主な脅威となる。BitVMのロールアップは、オペレーター間の競争的な誠実さに依存する。どのケースでも決定的な変数はカストディ、つまり基盤となるビットコインの秘密鍵を誰が保有しているのか、そしてその主体が破綻したり、ハッキングされたり、詐取を選んだりした場合に何が起こるのか、である。
エグジットの仕組みこそが、本当の信頼モデルを決める。ライトニングでは、エグジットとはオンチェーンでチャネルを閉じることを意味し、相手が応答しない場合でもタイムロックの経過後に資金が戻る。LiquidやStacksでは、エグジットにはフェデレーションや署名者が処理する償還リクエストが必要であり、彼らが遅延したり拒否したりすれば、ユーザーは資金を動かせなくなる。BitVMブリッジでは、エグジットは少なくとも1人の稼働中のオペレーターがユーザーに支払うことに依存しており、その後、オペレーターの払い戻し請求にはチャレンジ期間が設けられる。第三者を信頼せずにエグジットできないユーザーは、ネットワークがどれほど分散化されているように見えても、真の意味でセルフカストディとはいえない。

重要な事実

ビットコインには管理者キーも、トークン承認も、アップグレード可能なコントラクトも存在しない。
発行量は2100万BTCが上限で、ブロック報酬は210,000ブロックごとに半減する。
UTXOモデルは各支出を明示的にし、広範な承認を悪用するドレイナーを防ぐ。
任意の計算による脆弱性を防ぐため、スクリプトは意図的に制限されている。
ブロックはおよそ10分ごとに生成され、速度よりもセキュリティを優先している。
ルールの変更は、独立したノード間の広範な合意によってのみ行われる。
ライトニングネットワークのチャネルは信頼最小化されているがポイントツーポイントであり、市場で共有される流動性には向いていない。
Liquid（2018年）は、ファンクショナリーのフェデレーションによってブロックに署名し、ビットコインとのペッグを管理する。
StacksのsBTC（2024年12月）は、裏付けとなる担保を管理する署名者セットによって運営されている。
CitreaのようなBitVMロールアップは「1-of-nの誠実性」に依存しており、誠実なオペレーターが1人でもいれば不正にチャレンジできる。
フェデレーション型サイドチェーンは分散性と引き換えに速度を得ており、ユーザーはファンクショナリーが共謀しないと信頼する必要がある。
エグジットの権利が実質的な信頼モデルを決める。第三者が償還を管理している場合、セルフカストディは損なわれる。

演習九・六・三・一

9集めるEthereumやSolanaなど、他のブロックチェーンプラットフォームに存在する9つの機能またはメカニズムを挙げてください。各メカニズムが何を可能にし、誰がそれを制御しているかも記載してください。

6まとめるビットコインが同じニーズにどう対応しているか（対応していない場合も含めて）によって、9つを6つのグループに分けてください。

3絞り込む6つのグループを、ビットコインがこれらの機能を持たない3つの理由に絞り込んでください。

1結晶化するビットコインが価値の移転に対する管理者の支配を排除するために何を犠牲にしているかを、1文で書いてください。

事実確認

日付、数字、主張は、下記に記載された公表資料と照合して確認しました。

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