SegWitやビッグブロックがなくてもビットコインがスケールする理由

あなたも私と同じなら、ビットコインのスケーリングに関する議論にうんざりしているでしょう。この議論では、一方では、1つのブロックの容量を2MBに増やし、ネットワークフォークなどの手段を通じてそれを実装することを望んでいます。反対側の視点: 彼らは依然として 1MB のブロック サイズ制限を維持しながら、Segwit やライトニング ネットワークなどの方法を通じてビットコインを拡張することを望んでいます。この議論は今後も継続され、実質的な成果が出ないまま数年間続く可能性もある。分離検証は昨年 12 月に開始されましたが、ノードのカバレッジは今のところ 30% にも達していません (分離検証には 95% のノード アップグレード サポートが必要です)。同様に、Bitcoin Unlimited が実行したいと考えているブロック容量の拡張は、現在 30% 未満のノードによってサポートされています (BU では 75% のノードのアップグレードが必要です)。

現状は、どちらの側も目標を達成しておらず、ビットコインコミュニティの分裂は数年にわたって続いており、合意に達するまでには長い時間がかかると思われます。しかし、私が不思議に思うのは、どちらの側も実際には何も達成しようとしていないのに、全員が勝者だということです。ブロック拡張者は、ブロックサイズを 2MB に拡張して、ビットコイン開発におけるビットコイン コア チームの制御を打ち破り、将来的にはハードフォークを通じてブロック容量をさらに大容量に増やすことを望んでいます。ブロック拡張を支持しない人々は、Bitcoin Unlimited チームによって実装されたハードフォークがビットコインに壊滅的なリスクをもたらすのではないかと懸念しています。彼らは、分離された検証技術と、シュノア署名やライトニングネットワークなどの分離された検証に依存するいくつかの技術を通じてビットコインを拡張したいと考えています。双方とも基本的には軌道に乗っているように見えるが、膠着状態が数年間続く可能性が最も高いシナリオだ。

それが私がこの記事を書いた理由です。私は何が起こるのか、どちらが勝つのか（ヒント：これが最も可能性の高い結果です）について、長い時間をかけて考えました。私が述べた見解は私自身の経験に基づいていますが、これらのことが起こるかどうかはわかりません。

手数料、手数料、さらに手数料！

マイニングプール内にブロックに記録されていないトランザクションがまだたくさんあると聞いたことがあるかもしれません。ブロックサイズの増加を主張するマイナーの主な不満は、取引が12時間以上確認されない場合、ビットコインの使用がますます困難になるという点です。ブロック拡張を支持しないマイナーの潜在意識の反応は「マイナーに隔離された検証を実装させるべきだ」というもので、これが両者の議論の焦点にもなっている。

ビットコインの歴史上、250バイトのトランザクションの取引手数料は約0.50ドルでした。さて、これは高すぎる、あるいは安すぎると思うかもしれませんが、取引手数料が昨年の同時期と比較して増加していることは否定できません。これは主に、ビットコインの取引量が増加するにつれて、取引手数料の支払いが成長のペースに追いつかなくなるためです。ブロックに記録する必要があるこれらの取引と、支払う必要がある手数料は、ビットコイン取引所では手数料市場と呼ばれます。

そのため、マイニング プールでブロックされるトランザクションが増えるにつれて、トランザクション手数料は直線的に上昇し続け、今後数年間で 5 ドルを超えるトランザクション手数料に直面することになるだろうと多くの人が推測しています。将来どうなるかは分かりませんが、現在の状況に基づいて、最も論理的かつ妥当と思われる結果を概説させてください。

1MB ブロックが引き続き使用され、分離された検証が実装されていない場合でも、トランザクションはオフチェーンで大幅に記録されると主張する人もいます。 Segwit と Lightning Network がなければ、トランザクションはオフチェーンでどのように記録されるのか疑問に思うかもしれません。まず第一に、現在多くの取引がオフチェーンで行われていることに注意することが重要です。 Xapo は、オンチェーンよりもオフチェーンでオフライン取引が多く行われていると主張しています。 Coinbase、Localbitcoins、Purse.io などのほとんどのビットコイン取引所やサービスプロバイダーは、すでにオフラインのオフチェーン取引サービスを提供しています。

実際に、多数のオンチェーントランザクションがこれらのサービスを使用しています。典型的な例としては、Purse.io の割引オファーを利用したい場合、Coinbase にアクセスしてドルをビットコインに交換し、そのビットコインを Purse.io ウォレットに転送してから、Amazon で商品を購入するというものがあります。このシナリオでは、Coinbase から Purse へのオンチェーン Bitcoin トランザクションが発生し、このようなトランザクションが毎日何度も発生します。

中程度の改善

取引手数料が非常に高く、取引が非常に頻繁な場合、Coinbase や Purse などの企業は二国間協力協定を結ぶことができます。たとえば、Purse.io は Coinbase を通じてパブリック アカウントを開設し、ビットコインを入出金することができます。 Coinbase から Purse に Bitcoin が送信されるたびに、Coinbase は Purse に「このアドレスはあなたの管理下にありますか?」と尋ねます。そうであれば、Purse はキー署名で応答するため、チェーン上でトランザクションが発生する必要はありません。 Coinbase は Purse.io のアカウント情報を完全に信頼でき、同時に Purse.io にも通知して、両者がユーザーを信頼できるようにします。このように、Purse のユーザーがビットコイン取引を行う場合、取引はチェーン上で行われる必要はなく、取引の確認を待つ必要もなく、手数料もかかりません。

この場合、誰もが恩恵を受けることができることは注目に値します。 Coinbase はシステム内にさらに多くのビットコインを保管でき、Purse はすぐにユーザーの信頼を獲得でき、ユーザーはオンチェーン取引に取引手数料を支払う必要がなくなり、オンチェーン取引を通じてプライバシー情報が漏洩することもありません。同じことが別のシナリオにも当てはまります。誰かが Purse から Bitcoin を送信したい場合、Purse は Coinbase に「これはあなたが管理するアドレスですか?」と尋ねることができます。 Coinbase がキー署名で応答した場合、Purse はアドレスに関連付けられたユーザー アカウントに対して Coinbase 上で転送リクエストを開始します。同様に、このトランザクションはチェーン上で実行する必要がなく、手数料もかからず、ユーザーの確認を待つ必要もありません。つまり、誰もが恩恵を受けることになります。

現在、Purse は、ビットコインを失うリスクを冒して Coinbase の条件に屈することがないよう、時々 Coinbase の残高から多額の金額を引き出して利益を得ています。同様に、Coinbase も、Purse がより多くのビットコイン残高を預けて利益を得ることを期待しています。このようにして、Coinbase、Purse、およびユーザーは互いに制約し合い、その恩恵を受けることができます。

また、Coinbase と Purse の間で大量のトランザクションがある場合、多くのオフチェーン トランザクションを 1 つのオンチェーン トランザクションに圧縮できることも注目に値します。両社がシステム上で毎日通常 1,001 件の取引と決済取引をやり取りしていると仮定すると、これらの取引を 1 日 1 件の取引に統合し、チェーン上でのみ実行すれば、1 日あたり 1,000 件の取引の取引手数料が節約され、これは 1 日あたり約 500 ドルの取引手数料の節約に相当します。このような設計はチェーン上のトランザクションの混雑を緩和することもできるため、これは 3 者にとっての勝利であるだけでなく、ビットコイン ネットワーク全体にとっても勝利となります。

このアプローチは簡単に受け入れられるはずです。基本的にはビットコインの双方向支払いチャネルです。 Coinbase アカウントを通じて特別に指定された支払いチャネルを使用することに加えて、ビットコインによる支払いは、より制限があり、より複雑ですが、より安全な支払い方法です。また、両社間の二国間協力協定を活用し、融資などの事業を行うことも可能となる。両社の口座残高が0を下回ると、借入企業を保護するために法的契約が使用され、保険を使用して保証を提供することもできます。つまり、この二国間協定は双方向の支払いチャネルよりも実用的であり、企業のビジネスニーズをよりよく満たすことができます。

では、なぜこのような状況が発生するのでしょうか?おそらく、どのトランザクションがオフチェーンで実行できるかがわからないためです。しかし、おそらく、これらの企業がこのような二国間かつ相互に利益のある協力協定に署名するには取引手数料がすでに十分に高く、協力を実現するために必要なソフトウェアのアップグレードにかかるコストはごくわずかであるためだろうと私は考えています。取引手数料が上昇するにつれ、これらの主流のビットコインサービスプロバイダー間の協力協定により、オフチェーンで行われる取引が増加し、ビットコインの取引手数料への下方圧力がさらに高まることが予想されます。

新たなネットワークの出現

現在、二国間協力協定を締結する企業がますます増えています。一部の観察者は、AとBが二国間協力関係に達し、BとCも二国間協力関係に達した場合、AとCが直接二国間協力協定に達する必要なく、AはBが提供するオフチェーン取引サービスを使用してCにビットコインを送受信できることを発見しました。このとき、B は A と C の間の取引に同意するかどうかを選択できます。通常、B が協力に同意するように促すために、A と C は B に一定の手数料を支払いますが、この手数料は A と C がチェーン上で直接取引を行うことで発生するコストよりもはるかに低くなります。

実際、このような二国間協力協定は無期限に継続することができます。 AとBが二国間協力協定を締結し、BとC、CとD、DとEも二国間協力協定を締結した場合、B、C、Dのすべてが同意することを前提に、AはEとオフチェーン取引を直接行うことができます。このように、この二国間の協力関係は新たな関係ネットワークを形成することになります。ネットワーク内のどのノードも、接続されている他のノードとビットコイン取引を行うことができます。

これは聞き覚えのある話でしょう。はい、私が説明したこの特別に指定された二国間パートナーシップは、実際にはライトニング ネットワークの仕組みです。実際、この指定された二国間パートナーシップの道筋に署名することは、明らかに次のステップです。このような協力を通じて、二国間協定に署名することなく、二者間で取引を行うことができます。

避けられない合併

二国間関係のネットワークが発展するにつれ、新たな参加国が、十分に発達したネットワークノードを持つ参加国と二国間協力を行いたいと考えるのは当然です。つまり、彼らは皆、より二国間関係にある企業とパートナーシップを築きたいと考えているのです。しかし、一般的に言えば、これらの企業は他のノードとの二国間協力を最小限に抑えたいと考えています (各二国間協力関係にはコストがかかるため)。しかし、各二国間協力関係の後に、できるだけ多くのノードに接続したいと考えています。

そして、これらのインセンティブを通じて、ノードは自然にハブアンドスポーク型のネットワーク トポロジに発展します。この特殊なネットワーク構造では、多数のブランチ ノード (スポーク) が中央ノード (ハブ) と直接関係を確立します。これにより、二国間関係の数が最小限に抑えられ (各ブランチには 1 つの二国間協力関係があります)、ネットワークの範囲が最大化されます (すべてのノードを訪問するには、最大で 2 つの二国間関係を通過するだけで済みます)。ハブアンドスポーク ネットワークのノードは、銀行間で相互に送金したい 2 人のユーザーとして考えることができます。銀行は、一方の口座からもう一方の口座に金額を振り替えることで取引を完了します。ある顧客の口座から別の顧客の口座に金額を振り替える場合、手数料がかかる場合と無料になる場合があります。フィンテックの用語では、この中央ノードは実際にはいわゆるクリアリングハウスです。このような決済機関は、ビットコイン取引をチェーン外で実行することで、現金取引を置き換えます。

この取り決めの利点は、オンチェーン取引手数料に比例することです。ほとんどのビットコイン サービス プロバイダー間では、チェーン上にトランザクションを記録せずに、また最も重要なことに、オンチェーン トランザクション手数料を一切発生させずに、即時に送金を行うことができます。これは、ビットコイン サービス プロバイダー、ユーザー、およびビットコイン ネットワークにとっての勝利です。これにより、実行する必要があるトランザクションは、ビットコインを送受信するビットコイン サービス プロバイダーのトランザクションのみとなり、ネットワーク上やユーザーのウォレットには表示されないため、ネットワークの混雑がさらに軽減されます。

ハブアンドスポーク ネットワークの主な欠点は、中央ノード/単一障害点が存在することです。中央ノードがルールメーカーとなり、私たちを次の革命へと導くことになります。

最終ステップ

ハブアンドスポークネットワークが登場する前から、集中型ネットワークのリスクが隠れた危険になると考える人もいます。しかし、どうすれば Web から集中化を排除できるのでしょうか?元帳情報が単一の企業によって管理されないようにするにはどうすればよいでしょうか?中央機関のリスクを軽減するために、ビットコインサービスプロバイダーは、誰がどれだけの資産を所有しているかを追跡し、単一のノードの制御なしに迅速な資産移転を可能にする分散型台帳を必要とします。本質的に、すべてのビットコイン サービス プロバイダーは、中央機関なしで分散型台帳をユーザーに提供するために、このような多国間協力協定を必要とします。

これは聞き覚えのある話でしょう。なぜなら、不公平だと馬鹿げた嘲笑の対象となっているのはプライベートブロックチェーンだからです。プライベートチェーン自体は大きな話題ですが、その最大の特徴は中央集権化がされておらず、依然としてキー署名に基づく台帳であることです。

プライベートブロックチェーンとビットコインの主な違いは、元帳を変更できるかどうかです。ビットコインでは、マイニングはプルーフ・オブ・ワークのメカニズムを使用して行われます。プライベート チェーンでは、検証に大多数のメンバーの署名を使用します。署名に参加するメンバーが法的契約または保険によって認識され保護されている場合、署名を使用して台帳の不変性を検証することが可能です。連盟の各メンバーは、マルチシグアドレスにビットコインを送信することで、自分のアカウントの資金を増やすことができます。メンバーは、大多数のノードからの署名保証を通じて、チェーン上のトランザクションを取り消したりロールバックしたりすることもできます。

この第 2 層ネットワークの主な利点は、高周波数、可用性、およびスケーラビリティです。ネットワークはネットワークのメンバーによって制御されるため、ネットワークのスケーラビリティは、ネットワーク メンバーのハードウェア リソースの制限と帯域幅の容量によって決まります。作業証明の必要がなくなるため、利己的なマイニングや待ち時間に関する不確実性などの問題も解消されます。また、このネットワークを運用するコストは取引手数料を支払うコストよりもはるかに低いことを考慮すると、各ノードはチェーン上で多数のブロックを消費するビジネスを実行できます。

それも悪いことではないだろう。ほとんどのクレジットカードや銀行取引は、消費者がその仕組みを認識していないシステム上で行われます。しかし重要なのは、この元帳には多くの望ましい特性（中央機関がなく、所有権の移転が可能）があり、ビットコイン ネットワークの特徴を共有していることです。さらに、このネットワークは、ビットコイン ネットワークの混雑を大幅に軽減し、ビットコイン ネットワークに容量拡張の変更を加えずにトランザクション数を増加させます。

未来

私が説明しているのは、ビットコイン ネットワークの商用プライベート ブロックチェーンです。予期せぬことが起こらなければ、現状は変わるでしょう。ブロック拡張者とブロック拡張を妨げる人の両方のニーズを満たすからです。ただし、これはビットコインのスケーリングの形ではありません。ブロックサイズの増加に反対する人は、ハードフォークを避けたいと考えています。ブロック拡張の支持者は、ビットコインネットワークの取引容量と速度を向上させることを望んでいます。このような光景は両者にとって望ましくないものだが、将来的にはビットコインはより大きな基盤システムとして存在する可能性が高くなるだろう。

興味深いことに、同じタイプの分散型台帳はビットコイン以外の資産の取引には使用できません。ビットコインのユーザーは、取引ごとに0.50ドルの手数料と3時間の決済時間に不満を感じるだろう。証券取引のユーザーが、取引ごとに 10 ドルの手数料と 3 日間の決済時間を許容するであろうことを想像してみてください。金融取引ネットワークの多くの進化は、非常によく似た道をたどってきました。この記事で私がビットコインに起こると予測しているのと同じです。

結論は

では、これはビットコインにとって何を意味するのでしょうか?

まず第一に、破壊と暗闇は両者の間の議論から生じます。現時点では、ビットコインの容量をどう拡大すべきかは空論となっている。大きな需要は、イノベーションの豊かな土壌から生まれることが多いです。同様に、ブロックチェーン空間の需要により、企業や個人がソリューションを作成することになります。

第二に、オンチェーン取引手数料は直線的に増加しません。大量の取引がオフチェーンで行われるため、取引手数料は増加するのではなく減少します。ただし、将来の取引手数料に関する予測は推測の域を出ないため、あまり注意を払わない方がよいでしょう。

第三に、オンチェーンで支払いを行うというアイデアはすべて非現実的です。毎朝コーヒー代をオンチェーン取引で支払うわけではありません。便利で高速な設計で、ユーザーエクスペリエンスも向上した支払いサービス方法が増え、ビットコインを使用してチェーン外で取引を行うことができるようになるからです。

つまり、ビットコインは成熟しつつあり、最終的には市場がビットコインがどうなるかを決定することになる。この議論のどちらの側にも、ビットコインがどうなるのか気に入らない人がいることは確かですが、ビットコインはあなたが保有する分散型通貨です。