BitVMの概要とEVMとの違い

2023年10月初旬、ブロックチェーン開発者のRobin Linusは、ビットコインチェーンのスマートコントラクトのような機能のための計算エンジンであるBitVMのホワイトペーパーを発表しました。 Linusは、ビットコインのゼロ知識証明プロトコルであるZeroSyncを作成しました。彼の最新のイノベーションであるBitVMは、ZeroSyncプラットフォームよりもはるかに深いレベルで業界に影響を与える可能性があります。

ビットコインネットワークのスマートコントラクト機能を有効にすることで、ビットVMはビットコイン保有者やトレーダーの膨大な軍隊を活用する可能性があります。現在、スマートコントラクトや分散型アプリ（DApps）は、イーサリアム（ETH）やその他のスマートチェーンと強く結びついています。しかし、世界最大のチェーンであるビットコインは、現在進行中のDApp革命を追い求めています。BitVMは、現状を変えようとしている最新かつおそらく最も有望な技術です。

主なポイント：

• BitVMは、チューリング完全ビットコインスマートコントラクトを可能にするために設計された計算エンジンであり、ビットコインベースのさまざまなDAppを可能にします。

• BitVMは主にオフチェーンで取引を処理し、ビットコインのブロックチェーンの計算負荷を最小限に抑えます。

• マルチパーティ運用をサポートするイーサリアムのEVMとは異なり、BitVMは二者間取引に限定されています。しかし、開発者は、ビットVMとレイヤー2ソリューションを組み合わせて、この制限に対処するビットコインのネットワークを探求することができます。

BitVMとは？

ビットコインは最初で最大のブロックチェーンですが、DAppを支える技術であるスマートコントラクトを実行するネイティブな装備はありません。そのため、主に仮想通貨資産を移転・保管するためのプラットフォームであり続けています。

BitVM（ビットコイン仮想マシン）は、ビットコインのスマートコントラクトのような機能を実現するように設計された計算エンジンです。 2023年10月9日にリリースされたBitVMのホワイトペーパーでは、この有望なアイデアの技術的実装について詳述しています。

BitVMは、開発者がスマートコントラクトのような機能を強化するために使用できるビットコインチェーンのアドオン計算レイヤーとして考えることができます。BitVMについて議論する際には、単に「スマートコントラクト」ではなく、「スマートコントラクト」という用語をどのように使うかに注目してください。これは、イーサリアム上で実行される複雑なスマートコントラクトと、BitVMのスマートコントラクト機能との間に重要な違いがあるためです。

イーサリアムのスマートコントラクトはマルチパーティ取引に対応できますが、BitVMは主に2パーティ取引所を利用できるように設計されています。この2つの違いについては、後のセクションで詳しく説明します。

BitVMの処理の大半はオフチェーンで行われ、ビットコインチェーンの負荷を軽減し、より効率的な運用を可能にします。オフチェーン処理された取引は、バッチにまとめられ、ビットコインブロックチェーンに転記されます。これは、楽観的なロールアップで使用されるものと同様の有効性確認モデルを利用します。

BitVMのスマート機能の重要な特徴は、チューリングの完全性です。チューリング完了システムは、あらゆる複雑さの演算タスクを実行できます。BitVMのチューリングの完全性により、この計算エンジンは十分に複雑なスマートコントラクトベースのアプリケーションをプログラムするために使用できます。

BitVMのしくみ

BitVMの機能は、BitcoinのTaprootアップグレードによって可能になります。BitVMは、不正証明とチャレンジレスポンスプロトコルを組み合わせたモデルを使用して、証明者と検証者という2つの当事者間の取引を処理し、検証します。証明者は計算タスクを開始し、本人と検証者の間で確立されたチャネル経由で送信し、その後、計算の有効性を確認します。検証後、取引は照合されたバッチ全体に追加され、原資産であるビットコインブロックチェーンに転記されます。

検証者が証明者によって送信された計算タスクを拒否した場合、ビットコインのオンチェーン有効性チェックメカニズムを使用して取引を検証し、紛争を解決できます。そのような紛争における追加のオンチェーン検証は、検証者による偽りの不正な拒否から証明者を保護し、システムは、プロバーが行った正当な計算を不当に拒否した検証者を罰するように設計されています。

同時に、オンチェーン紛争検証は、不正または不正確な計算を送信したプロにペナルティを与えるように設計されています。検証者の異議申し立てが正当であると判断された場合、システムにより罰せられるのは不誠実な証明者です。

検証、効率性、バンドル

紛争が発生した場合の追加オンチェーン検証はビットコインブロックチェーンのリソースを消費しますが、紛争が発生しない双方向のやり取りは、ビットコインのリソースを消費することなく、ビットVM環境内で解決されます。重要なアイデアは、プロバーと検証者間の双方向のやり取りの大部分が紛争につながらないということです。そのため、ビットコインのチェーンに対するビットVM取引の全体的な影響は最小限です。

したがって、BitVMのモデルは、詐欺の主張が提起されない限り、証明者と検証者との間の相互の合意のおかげで、ブロックチェーンに投稿されたほとんどの取引が有効であると想定しています。このような仮定は、従来のブロックチェーンの楽観的なロールアップで使用されるものと似ています。楽観的なロールアップとBitVMが使用するモデルの正確な技術的ニュアンスは異なりますが、計算エンジンが使用する検証モデルは、一般的に楽観的な検証技術の1つの表現として説明できます。

取引をバッチにバンドルした後、BitVMはそれらをビットコインブロックチェーンにポストします。BitVMが使用する楽観的な検証モデルとバッチスタイルの処理の両方により、ビットコインの計算負荷が大幅に軽減されます。そのため、BitVMはビットコイン上でスマートコントラクト機能を可能にするだけでなく、非常に効率的で低消費の方法で機能します。

ビットコインに関するビットVMの潜在的なユースケース

BitVMは、単純なビットコイン取引を超えて、世界最大のブロックチェーンを活用する大きな可能性を切り開きます。BitVMの背後にある技術とそのチューリング完全な性質により、多数のDAppソリューション、主に2者間のやり取りが伴うソリューションが可能になります。

ビットコインのブロックチェーンにおけるビットVMの最も有望なユースケースには、次のようなものがあります。

自動決済または大量決済ソリューション

ビットコイン自体は2者間の通常のピアツーピア（P2P）決済に利用できますが、ブロックチェーンにスマートコントラクト機能がないため、現在、大量の取引や自動手配に基づく高度な決済ソリューションの使用を妨げています。

特にフィンテック業界やサプライチェーン業界には、ビットコイン内でそのような機能を見たいと考える多くの企業があります。たとえば、BitVMは、商品やサービスの配送時に支払い義務を自動的に履行できます。また、BitVMの効率的な取引処理のおかげで、2者間で頻繁なマイクロペイメントも可能になっています。

賭けアプリ

DAppを賭ける主な機能は、賭けサービスオペレーターと各ベット者間の取引です。BitVMは双方向契約を可能にする可能性があります。その場合、ベターはオペレーターに賭けて、スポーツゲームやその他のイベントの結果に基づいて支払いや請求を受けます。

DeFiアプリ

BitVMのスマートコントラクトのような機能は、特定の分散型金融（DeFi）アプリのパワーとしても利用できます。計算エンジンの潜在的なユースケースは、2つの当事者間の取引チェーンが契約を決済するのに十分であるアプリです。このようなアプリの一例は、注文帳モデルに基づく分散型取引所（DEX）です。このモデルでは、売り手と買い手の2社が仮想通貨を交換する契約を締結します。

しかし、BitVM内にマルチパーティ機能がないため、自動マーケットメイカー（AMM）ベースのDEXなど、より複雑なDeFiアプリの一部をネイティブに実装するのが困難になる可能性があります。AMM DEXは、流動性プール、多くの利用者が資金を入金し、プールから発生する取引手数料の一部を受け取るリポジトリを大量に利用しています。そのため、これらの取引所では、かなり複雑なマルチパーティ実装が必要です。

環境に優しい決済ソリューション

ビットコインのブロックチェーンは、大規模なエネルギー消費者であり、環境への影響が低いことを重視する企業の最初の選択肢ではありません。BitVMの効率的でフットプリントの少ない処理モデルにより、エネルギーをほとんど消費しない取引が可能になります。そのため、このエンジンはグリーン決済ソリューションに使用できます。たとえば、農業セクターでは、「緑の決済」という用語は、環境に良い影響を与える決済（生産者向け）を指します。BitVMは、こうした農業関連決済を促進するソリューションの開発に活用できます。

ビットVMとEVMの比較

BitVMは、イーサリアムブロックチェーンを動かす計算エンジンであるイーサリアム仮想マシン（EVM）と多くの概念的な類似点を持っています。EVMはイーサリアムの重要なコンポーネントであり、ブロックチェーン上でスマートコントラクトやDAppを可能にします。

ビットVMと同様に、EVMはチューリングコンプリートシステムであり、開発者が高度な機能を備えたアプリを作成できるプロパティです。しかし、BitVMとEVMにはいくつかの違いがあります。これら2つの計算エンジンの主な違いは以下のとおりです。

• BitVMは、二者間取引のみをサポートするエンジンであり、EVMは複数者間取引が可能です。これにより、EVMはより複雑な契約をDAppに活用できます。

• BitVMの取引処理のほとんどはオフチェーンで行われ、原資産であるビットコインブロックチェーンへの影響を最小限に抑えます。BitVMとは異なり、EVMはオンチェーンエンジンであり、すべての操作はイーサリアムのネイティブ環境で行われます。

• BitVMは、ビットコインブロックチェーン用のオプションのアドオンエンジンであり、独自の運用にビットVMは必要ありません。一方、EVMはイーサリアムブロックチェーンの不可欠な部分です。EVMがなければイーサリアムは存在しません。

BitVMの限界

BitVMのチューリング完全ビットコイン契約のコアコンセプトは、革命的なものです。しかし、エンジンのメリットと約束にもかかわらず、一定の制限があります。BitVMの大きな制限の1つは、マルチパーティ取引を処理できないことです。これにより、複雑な計算やソリューションの使用が制限されます。現代のDAppはますます複雑化する中、マルチパーティ機能が重要になっています。

BitVMのもう一つの制限は、オフチェーン処理負荷が大きいことに起因します（不思議なことに、BitVMの主なメリットの1つです）。オフチェーン処理はビットコインネットワークへの負荷を軽減するのに優れていますが、2つの潜在的な問題が発生します。1つ目はオフチェーンリソースへの負荷です。大規模な取引やアプリは、オフチェーンコンピューティングリソースに多大な需要をもたらす可能性があり、BitVMの環境上および効率上のメリットを大幅に低下させる可能性があります。

2つ目の問題は、取引のセキュリティに関するものです。ビットコインに組み込まれた暗号セキュリティメカニズムは、ハッカー攻撃や詐欺からネットワークを保護してきた優れた実績を持っています。トランザクション処理の大部分をオフチェーンで移行すると、データセキュリティの枠組み全体に弱点が必ず生じます。

ビットVMの限界には、エンジンをビットコインレイヤー2ソリューションと組み合わせることで対処できるものがあります。たとえば、ビットコインブロックチェーン上で実行されるLightning Networkプロトコルは、より複雑なマルチパーティスマートコントラクトに対応できます。

終わりに

BitVMが提供するチューリング完全ビットコイン契約は、仮想通貨業界の状況を根本的に変える可能性のある革新的な概念です。DeFiや決済から、賭けやサプライチェーンソリューションまで、さまざまなDAppニッチが計算エンジンを利用することで大きなメリットを得る可能性があります。

また、ビットVMは、単なる資産移転や保管だけでなく、仮想通貨業界により積極的に参加するために、数百万のBTC保有者の軍隊に参入することを目的とした主要な取り組みでもあります。現在、約5,000万のビットコインアドレスにゼロ以外の残高があります。これは、BitVMを利用する開発者にとって大きな可能性を秘めています。

非常に有望な計算エンジンは、概念開発の初期段階にあります。ホワイトペーパーは2023年10月初旬に公開され、開発者コミュニティがチューリング完全ビットコイン契約の概念に“注目する”時期が来るでしょう。今後数ヶ月で、BitVMについてさらに詳しく聞かれるでしょう。（追って発表予定）

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