ビットコインシステムのスケーリングに関するFAQ

ロードマップにはどのような新しいテクノロジーが含まれており、いつ利用可能になる予定ですか?

以下の技術はロードマップに記載されており、十分なテストを経て以下の時期に完成する予定です。

* アスタリスクの付いた日付は、コードが完成する予定の日付です。コードは完全にレビューされた後にのみリリースされ、ソフトフォークが完了するまでには時間がかかります。 (BIP66 は 2015 年 7 月に発効するまでに数か月かかりましたが、BIP65 は 2015 年 12 月に発効するまでにわずか 5 週間しかかかりませんでした)

Segregated Witness Testnet: 通常のテストネットの一部ではない別のテストネット。 Bitcoin Core 開発者とウォレット開発者が Segregated Witness 機能をテストできるようにします。
Libsecp256k1 検証: x86_64 ハードウェア上でトランザクション検証速度が 5 ～ 7 倍向上します。新しいノードがネットワークに参加できるようにし、既存のノードの負担を軽減します。
OP_CHECKSEQUENCEVERIFY: 双方向支払いチャネルを無期限に使用できるようになり、効率が 25 倍向上します。
VersionBits: 1 ～ 29 個のソフトフォークを同時に実装できるため、システムのアップグレードプロセスがより高速かつ分散化されます。
Segregated Witness: トランザクション容量を 1.75 ～ 4 倍に増加させ、サードパーティのスケーラビリティを解決してスマートコントラクトのセキュリティを強化し、双方向支払いチャネルの効率を 66% 向上させ、軽量ノードでもシステムルールを実行できるように不正防止機能を提供し、スクリプトシステムのアップグレードを容易にしてより強力なコントラクト機能を可能にします。
IBLT と弱いブロック: 総帯域幅をわずかに増やすだけで、ブロックの伝播に必要な帯域幅を 90% 以上削減できるため、マイナーは最短時間でブロックを送信し、ビットコインブロードキャストネットワークの利点をすべてのフルノードにもたらすことができます。 IBLT と弱いブロックにより、フルノードに必要な帯域幅をより均等に分散できるため、将来的にブロック容量を増やすことがより安全になります。

SegWit によってブロックサイズを 4MB、2MB、または 1.75MB に増やすことができるというさまざまな説を聞きました。それは正確には何ですか?

現在の提案は、ソフトフォークを介して分離された証人を実装し、証人コンテンツの各バイトを 0.25 バイトとしてカウントすることです。そのため、最大ブロックサイズは 4 MB をわずかに下回ります。

ただし、ブロックにはウィットネスコンテンツのみが含まれることは想定されておらず、非ウィットネスコンテンツのサイズを計算するときに割引は行われないため、4 MB のサイズは不可能です。

アンソニー・タウンズの計算によると、ブロックが標準的な単一署名 P2PKH トランザクションで埋め尽くされた場合、サイズは約 1.6MB になります。 2-of-2 マルチ署名トランザクションの場合、サイズは約 2.0MB になります。

Segregated Witness は非常に複雑に思えます。ビットコインエコシステムのあらゆる側面は準備ができていますか?

言うのは簡単ですが、実行するのは難しいアイデアもあります。 Segregated Witness は後者のようです。

Segregated Witness は互換性を損なうことなく段階的に実装できるため、エコシステム内の各リンクに特別な準備は必要ありません。開発者は、2015 年 12 月に開始されたテストネットで実際の経験を積み、ソフトウェアをテストすることができます。

当初は、メインネットで新しいルールが施行されるためには、SegWit をサポートしたいマイナーだけがアップグレードする必要があります。新しい機能を使用するには、既存のアプリケーションを変更するだけで済みます。

分離された証人トランザクションは、トランザクション手数料が低く、パフォーマンスが向上し、双方向支払いチャネルなどのマルチ署名スマートコントラクトをサポートしているため、ブロックチェーンに追加の記録を作成せずに大規模なトランザクションを実行できます。ウォレットのアップグレードを強くお勧めしますが、アップグレードしない場合でも既存のウォレットは引き続き正常に動作します。

SegWit はまだ複雑だと思いますが、ブロックサイズを単純に増やせばいいのではないでしょうか。

Bitcoin Core には、最大ブロックサイズが 1,000,000 バイト (1 MB) であることを指定するコード行があります。最も簡単な方法は、ハードフォークを使用してこのコード行を、たとえば 2,000,000 バイト (2 MB) に変更することです。

しかし、ハードフォーク自体は決して単純ではありません。

経験がない: マイナー、商人、開発者、ユーザーにはハードフォークの経験がないため、ハードフォークを安全に実装するためのテクノロジーはテストされていません。ソフトフォークは異なります。ソフトフォークは当初サトシ・ナカモトによって管理されていましたが、その後、BIP16 の実装で発生した問題から学び、BIP34 を改良した形で実装し、その後 BIP66 と 65 を実装しました。今後のソフトフォークでは、BIP9 バージョンビットを使用して、複数のソフトフォーク提案を同時に進めることができるようにする予定です。
強制アップグレード: ハードフォークではすべてのフルノードをアップグレードする必要があり、フルノードウォレット自体の運営者だけでなく、フルノードに依存してデータを提供する軽量ウォレットも含め、古いバージョンのノードを使用している人は誰でもお金を失う可能性があります。
その他の変更も必要です: 最大ブロックサイズを増やすためにコードを 1 行変更するだけでも、システム内の他のコードに影響が及び、その一部は悪影響を及ぼす可能性があります。たとえば、現在では 1MB 近くのトランザクションを作成できるようになり、最新のコンピューターでそのトランザクションを検証するには 30 秒以上かかります (このようなトランザクションはブロックチェーン上にすでに存在しています)。ブロックサイズが 2MB の場合、2MB のトランザクションの検証には 10 分かかるため、非常に危険な攻撃方法となります。この攻撃を回避するには、他のコードを変更する必要があります。

上記の問題にもかかわらず、十分な準備が行われている限り、ハードフォークは致命的ではなく、今後もハードフォークが発生すると予想されます。しかし、Segregated Witness はより馴染みのあるソフトフォークで実現でき、トランザクション量の増加以外にも多くのメリットをもたらします。

単純にブロックサイズを増やす場合と比較すると、Segregated Witness ではさまざまなソフトウェアレベルでより多くの変更が必要になります。しかし、ビットコインを本当に拡張したいのであれば、いずれにせよ根本的な変化が必要であり、SegWit は人々に強制することなく、より拡張性の高いソリューションへのアップグレードを徐々に促すことができます。

開発者、マイナー、コミュニティはすでにソフトフォークの経験があり、SegWit を実装すると容量を増やすのにハードフォークよりも時間がかかり、より安全になると考えています。

SegWit が実装される前にハードフォークは発生しますか? Segregated Witness 提案自体にハードフォークが含まれますか?

いいえ、これはロードマップの一部ではありません。

ハードフォークが最終的に発生するのであれば、なぜ今実行しないのでしょうか?

幅広いコンセンサスを持つソフトフォークを使用すると、ハードフォークの副作用なしにシステムを拡張できるため、ハードフォークが予想される場合でも、今それを実行するのは良い理由にはなりません。

ロードマップに記載されている改善点は、追加のトランザクション容量を提供することに加えて、双方向支払いチャネルなどの他のテクノロジーと組み合わせることで、ユーザーがブロックチェーンの使用を減らすことを可能にし、フルノードが使用する帯域幅を増やすことなく、ビットコインシステムの容量を偽装して増加させることができます。例えば：

BIP68 と BIP112 は、無期限の双方向支払いチャネルを許可し、ブロックチェーンに記録されるトランザクションの数を大幅に削減できます。
Segregated Witness を使用すると、既存の支払いチャネルを閉じながら新しい支払いチャネルを開くことができるため、チャネルの変更に必要なブロックチェーンのスペースが約 66% 削減されます。
Segregated Witness により、署名から公開鍵を抽出したり、統合された Schnorr 署名を使用したりといった、将来的に Bitcoin のスクリプト言語へのソフトフォーク変更が容易になり、トランザクションの平均サイズが削減されます。
Segregated Witness の実装後、無効なブロックが発生したときに非常に簡潔な不正証明を生成できるようになり、単純なトランザクション検証 (SPV) を実行する軽量ノードのセキュリティがフルノードのセキュリティに近づき、ネットワーク全体をより少ないフルノードで運用できるようになります。

これらのテクノロジーの実際の効果はまだ不明ですが、幅広いコンセンサスを得てソフトフォークを実装することで、即時のメリットを得て中期的な可能性を測定し、このデータを長期計画に活用できるようになります。

ウォレットはSegWitをどのように使用しますか?

現在 P2SH をサポートしているウォレットは、2 つのフェーズで完全な SegWit に移行できます。

フェーズ 1: スクリプトは、最初に 256 ビットにハッシュし、次に 160 ビットにハッシュする必要があります。この 160 ビットのハッシュは既存の P2SH アドレスと互換性があるため、アップグレードされたウォレットは既存のウォレットから資金を送受信できます。
フェーズ 2: スクリプトでは、256 ビットになるために 1 回のハッシュ操作のみが必要です。この形式は既存のウォレットとは互換性がありませんが、ブロックスペースをより効率的に使用し、衝突攻撃に対する耐性が強化されます。

アップグレードを強制されないのであれば、なぜアップグレードする人がいるのでしょうか? P2SHが広く普及するまでに2年近くかかったと聞きました。

Segregated Witness トランザクションでは、証人部分の各バイトは 0.25 バイトとしてカウントされるため、この部分のトランザクション手数料は 75% 割引されますが、これは Segregated Witness ユーザーに対してのみ適用されます。

David Harding は、さまざまな手数料と取引タイプで期待できる節約額を見積もるための次の表を提供しています。たとえば、一般的な 250 バイトのトランザクションのコストが 0.01 ドルの場合、SegWit を使用して P2PK-in-P2SH 出力を使用すると、約 0.003 ドル節約できます。

（手数料額は参考値です。取引手数料が上記の表に示す最高額に達することは予想されません。）

固定料金（無料または取引量の 1% など）を請求する Web ウォレットと取引所が、Segregated Witness を最初に採用することになります。これは、取引ごとの節約額が少額であっても、1 日に数千件の取引が行われると、かなりの額になる可能性があるためです。

ゼロ確認は使えなくなると聞きました。ロードマップ上のどのテクノロジーですか?

全員ではない。現在の Bitcoin Core バージョンのデフォルト設定では、未確認のトランザクションを受信した後、同じ入力を持つ他のトランザクションは受け入れられません。これを、最初に目にする取引は安全であることを意味すると考える人もいますが、そうではありません。もしそうなら、ブロックチェーンはまったく必要ありません。

現在のデフォルト設定では、未確認のトランザクションを更新することはできません。ビットコインのオリジナルバージョンでは、実際にユーザーがトランザクションの更新を希望することを示す方法がありましたが、サービス拒否攻撃を防ぐために、サトシ・ナカモトは2010年にこの機能を無効にしました。

最近、Bitcoin Core の開発者は、トランザクションの更新とユーザーに追加の手数料の支払いを要求することで、上記のサービス拒否攻撃を防ぐことができることを発見し、トランザクションの置き換えを可能にする Satoshi Nakamoto のメカニズムを再開しました。この機能は、2016 年 1 月から 2 月にリリースされる予定の Bitcoin Core 0.12.0 で導入されますが、Satoshi Nakamoto の元の設計と同様に、トランザクションを置き換えたいユーザーのみが、この機能をサポートするウォレットを使用することを選択する必要があります。

現在、この機能を提供するウォレットはありませんが、将来的には、そのようなウォレットは複数の未確認トランザクションをマージして必要なブロックチェーンスペースを削減できるようになり、また、以前の支払いが不十分なためにトランザクションがウォレット内で「ブロック」されないように、ユーザーが未確認トランザクションの手数料を増額することもできるようになります。

ロードマップでは、ウィークブロックと IBLT は 2016 年に完了するとだけ記載されています。いつ完了するかはわかりませんか?

弱いブロックと IBLT は、まだ研究段階にあり、適切なパラメータを選択する必要がある 2 つのテクノロジですが、関与する開発者の数が限られているため、いつリリースできるかを予測することは困難です。

弱いブロックと IBLT はどちらも、ソフトフォークやハードフォークではなくネットワークの改善を伴うため、ノードのアップグレードを可能にするために展開されるまでに短いテスト期間しか必要としません。これは 2016 年中に完了する予定です。

弱いブロックと IBLT を導入した後、シンプルで競合のないソフトフォークを使用してトランザクションの順序を標準化し、効率を高めることができます。このソフトフォークは、BIP9 versionBits を通じて導入できます。

「SegWit がマイナーが使用する帯域幅、ストレージ、処理時間を削減しないのであれば、なぜマイナーはそれをサポートするのでしょうか？」

実際、これまでのソフトフォークのほとんどはマイナーにこれらの利点をもたらしませんでした。たとえば、

2015 年 7 月に正式に実装された BIP66 (厳格な DER 署名) ソフトフォークにより、トランザクション検証を libsecp256k1 に切り替えることができるようになり、検証時間が大幅に短縮され、マイナーにメリットをもたらしました。

Segregated Witness はユーザーに次のようなメリットをもたらします。

これにより、サードパーティのスケーラビリティの問題が永続的に解決され、多段階のスマートコントラクトが可能になり、取引手数料が削減され、Bitcoin スクリプトのアップグレードやウォレットの新機能の獲得が容易になります。

香港スケーリングビットコインカンファレンスのマイナーパネルなど、これまでのソフトフォークやコミュニケーションを通じて、マイナーたちは、たとえ自分たちが直接恩恵を受けなくても、ビットコインが可能な限り最も有用なシステムになることを望んでいることを繰り返し表明してきた。 Segregated Witness やロードマップ上のその他の改善により、ビットコインの使いやすさが大幅に向上する可能性があります。

さらに、Segregated Witness により、マイナーはブロック内にさらに多くのトランザクションを含めることができるため、各ブロックで受け取る収益が増加します。