BitVMとは何ですか?

BitVM (ビットコイン仮想マシン) は、Robin Linus によるホワイトペーパーで説明されている提案されたシステムで、複雑な計算とスマート コントラクトをビットコイン ネットワーク上で実行できるようにします。 BitVM の主な革新は、計算をオンチェーンで実行するのではなく、新しい証明者検証者モデルを使用して計算がオンチェーンで検証されることです。

ホワイトペーパーでは、BitVMはビットコインのコントラクトとオフチェーン計算に新しいパラダイムを導入し、ビットコインのコンセンサスルールの変更を回避しながらチューリングの完全性を提供すると述べている。これは、任意の計算をブロックチェーン上で実行することなく検証できるようにすることで実現されます。

BitVM の仕組み

BitVM は、計算を検証するために、不正行為の証明とチャレンジ/レスポンス プロトコルを備えた証明者/検証者アーキテクチャを利用します。証明者と​​検証者はまずオフチェーンで連携して、プログラムをバイナリ回路形式にコンパイルします。

回路内の各論理ゲートは、証明者によって制御されるタップルート アドレス内のリーフ スクリプトによって表されます。証明者は、この Taproot アドレス内の回路全体にコミットし、それをプログラム全体に対する簡潔なコミットメントとして使用します。

また、証明者と検証者は共同で一連のトランザクションに事前署名し、チャレンジ/レスポンス プロトコルを有効にします。セットアップ後、両当事者はオンチェーンで Taproot アドレスに入金を行い、契約を有効にします。

証明者はオフチェーンでプログラムを実行し、検証者に結果を通知できるようになりました。検証者が結果が無効であると判断した場合、チャレンジ トランザクションをトリガーできます。これにより、証明者は、問題の論理ゲートが正しく実行されたことを証明するために、その論理ゲートの入力と出力を明らかにする必要があります。複数ラウンドのチャレンジとレスポンスの後、虚偽の主張はすべてオンチェーンで証明できます。

このアプローチでは、作業の大部分をオフチェーンに保持することで、オンチェーンの計算とデータを最小限に抑えます。ブロックチェーンは、当事者間の紛争の場合にのみ関与します。

潜在的な利点

ホワイトペーパーでは、BitVM の潜在的な利点をいくつか指摘しています。

1. コンセンサスルールを変更せずにビットコイン上でチューリング完全スマートコントラクトを実現

2. 計算とデータをオフチェーンに保つことでブロックチェーンの輻輳を最小限に抑えます

3. 二者間で任意に複雑な計算をビットコインで決済できるようにする

4. Taproot アドレスを使用すると、プログラム全体に対する簡潔なコミットメントが可能になります

5. 二者間でオフチェーンを調整し、必要に応じてオンチェーン検証を適用できます。

6. オンチェーンで契約を実行するよりもコストが低い

7. 不正行為の証拠は安全性を保証します - 虚偽の主張はオンチェーンで証明可能です

ホワイトペーパーでは、BitVM とイーサリアムのアーキテクチャも比較しています。いくつかの違いが強調表示されます。

1. BitVM はオフチェーン計算を検証し、イーサリアムはコントラクトをオンチェーンでネイティブに実行します

2. BitVM はオフチェーンでより多くの調整を必要とし、Ethereum はオンチェーンです

3. BitVM はイーサリアムと比較して手数料とブロックチェーン負荷を最小限に抑えます

4. BitVM は現在 2 当事者に限定されていますが、Ethereum は複数当事者の契約をサポートしています

BitVM は、利便性を犠牲にして、オンチェーンへの影響を最小限に抑えることを追求します。しかし、これにより、他の方法では不可能な高度なビットコイン契約が可能になります。

制限事項

初期の BitVM コンセプトのいくつかの制限と課題:

1. 二者間アーキテクチャにより複雑な複数者間契約が困難になる

2. ブロックチェーンオラクルと外部データのネイティブサポートはまだありません

3. 参加者が複雑な回路を処理するには計算能力が要求される

4. BitVM コントラクト状態を監視または表示するための指定された方法はまだありません

5. タップルートのアドレス空間制約により、回路の最大の複雑性が制限される

BitVM は、コンセンサス ルールを変更することなく、ビットコイン上でチューリング完全なスマート コントラクトのための新しいアーキテクチャを導入します。オフチェーン計算を検証することで、機能を拡張しながらブロックチェーンの負荷を最小限に抑える方法について説明します。

BitVM は、より高度なビットコイン コントラクトとオフチェーン計算モデルのための新しい設計空間を作成します。さらなる探索と進化の出発点として、コアとなる 2 パーティ BitVM コンセプトのみに焦点を当てています。