ビットコインのセグウィット革命:セグレゲイテッド・ウィットネスがオンチェーンスケーリングをどのように変革したか

なぜビットコインは技術的な突破口を必要としたか

サトシ・ナカモトがビットコインを作成したとき、各ブロックサイズを1MBに制限しました。これはニッチなネットワークには理にかなっていましたが、採用が爆発的に増えるにつれて、その制限は厳しくなりました。数字を考えてみてください:ビットコインは1秒あたり約7件の取引を処理し、10分ごとのブロックサイクルに数十件の取引しか収められない能力に制約されています。

結果は深刻だった。ピーク時の混雑の間、トランザクションのバックログは数万件に膨れ上がり、手数料は1回の送金につき$10-$20以上に押し上げられた。ユーザーは確認まで数日待たされることに不満を訴えた。ネットワークはその成功の犠牲になってしまった—人気が麻痺を生んでいた。何かが変わらなければならなかった。

エンジニアリングソリューション:セグリゲーテッドウィットネスが到着

セグリゲーテッド・ウィットネス (SegWit) を入力してください。これは2015年にPieter Wuilleとビットコインコアの開発者によって提案されました。2017年にはソフトフォークアップグレードとして導入され、ブロック容量の効率を1.7倍に増加させました。これはすべてのノードからの合意を必要としない画期的なものでした。

この概念は複雑に聞こえますが、その洞察は優れています:すべてのビットコイン取引は、2つのタイプのデータが混在しています。一方は実際の価値の移転を追跡します (誰が誰に何を送るのか)。もう一方は署名検証データであり、送信者が実際にその資金を所有していることを証明する暗号的証明です。

SegWitの革新: これらのコンポーネントを分離する。署名データは独立したウィットネスセクションに保存され、実際の転送データのためにメインのトランザクションブロックのスペースが解放されます。より多くのトランザクションが同じ1MBブロックに収まります。すべてがより速く動きます。

技術アーキテクチャの理解

ネイティブSegWitの美しさは、トランザクション構造を調べると明らかになります。署名情報は通常、ブロックスペースの最大65%を消費し—本質的に検証オーバーヘッドのために賃料を支払っています。このウィットネスデータを抽出することで、システムは実際の経済活動を処理するために計算リソースを振り向け、暗号学的証明を繰り返すことを避けます。

これはイーサリアムのレイヤー2の哲学を反映しています:コアロジックを効率的にオンチェーンで処理し、重い作業は他の場所で処理します。SegWitの採用後、平均取引コストは約1ドルに急落し、TPSの上限は理論的に大幅に増加しました。

さらに、SegWitはビットコインの最も議論されているレイヤー2ソリューションであるライトニングネットワークの基盤を作りました。オンチェーンの混雑を緩和することにより、SegWitは大規模な取引をオフチェーンで瞬時に決済し、その後ベースレイヤーとバッチで調整する支払いチャネルを可能にしました。どちらも単独では最適に機能しませんが、一緒にビットコインのスケーリングスタックを形成します。

アドレス形式の風景: あなたの節約のゲートウェイ

ネイティブSegWitの実際の実装は、ビットコインアドレスの動作に現れます。2020年以降、採用メトリクスは67%以上の取引がSegWit機能を利用していることを示しており、市場が効率の向上を認識した強いシグナルです。

レガシーアドレス ( 1)から始まる ビットコインのジェネシスからの従来のP2PKHフォーマット。まだ機能しているが、手数料のメリットはない。これは、新しい技術が置き去りにしたデフォルトだと考えてください。

P2SHアドレス (は3)で始まります 元々マルチシグネチャウォレット用に設計されていましたが、これらは初期のSegWit採用の媒介にもなりました。古いソフトウェアとの互換性があります。従来のアドレスに対して約24%の手数料を節約します。

ネイティブ SegWit Bech32 (bc1q)から始まる 真の現代標準は、特にセグリゲーテッド・ウィットネス用に設計されています。このフォーマットは、古いBase58の代わりにBase32エンコーディングを使用しており、アドレスが短く、QRコードがより効率的になります。トランザクション手数料は、従来のアドレスと比較して35%減少します。これは多くのトランザクションにおいて意味のある違いです。

Bech32規格(BIP173)は、大文字小文字を区別せず、優れたエラー検出機能を提供し、アドレスの誤入力リスクを減少させます。P2WPKHアドレス(シングルサイン署名)は正確に42文字で、P2WSH(マルチサイン署名)は62文字に及びます。どちらもネイティブSegWitインフラストラクチャとの最大の互換性を提供します。

タップルートアドレス (bc1p)から始まる Taprootアップグレードを介して導入されたこれらのP2TRアドレスは、Bech32mエンコーディングを使用しており、チェックサム検証を通過することができる余分な文字に関する理論的なBech32の脆弱性を修正しています。実際的な目的として、これらのアドレスは主にビットコインのオーディナルやBRC-20トークンを扱う場合に重要です。手数料構造は他のSegWitフォーマットと比較して同様のものです。

アドレス選択の経済学

アドレスタイプ間の手数料差は、SegWitの改善による累積的な利益を示しています。

  • SegWit互換 vs. Legacy: 24%節約
  • ネイティブSegWit対レガシー: 35%の節約
  • ネイティブSegWit vs. マルチシグ: 最大70%の節約

定期的に何百もの取引を行うユーザーにとって、累積手数料の削減は意義深く蓄積されます。ビットコイン投資家がレガシーフォーマットではなくネイティブSegWitアドレスを使用して毎月の送金を行うことで、手数料が急増するブルマーケットでは年間で数百ドルの節約ができる可能性があります。

より広い影響:トランザクションの可変性とプログラム可能性

手数料の削減を超えて、SegWitは微妙だが重要な脆弱性に対処しました:トランザクションの可変性です。署名データがトランザクションIDの計算から分離されたため、攻撃者はトランザクション識別子を伝播中に操作することができなくなり、あまり知られていないが深刻な悪用のベクトルを排除しました。

このアーキテクチャの変更により、プログラム可能性が向上し、Lightning Networkのようなプロトコルが可能になり、その後(ビットコインオーディナル)の任意のデータの記述が可能になりました。2021年のTaprootアップグレードは、これらの機能をさらに拡張し、データストレージの制限を増加させ、より高度なスマートコントラクト機能をサポートしました。

ユーザーのための実用的なガイダンス

今日ビットコインを送金する場合は、カストディアンやそれをサポートしていないサービスを扱わない限り、ネイティブSegWitアドレス(bc1形式)をデフォルトにすべきです。ほとんどの主要なウォレットはすべてのSegWitバリアントをサポートしており、導入はスムーズです。

長期保管やマルチシグの取り決めの場合、ネイティブのP2WPKHまたはP2WSHアドレスは、セキュリティ、低い手数料、最適なブロックチェーン効率を提供します。アドレス形式の決定は、新しい技術を選択することが明確な利点をもたらす稀な瞬間の一つであり、コストの削減、より速い確認時間、そして優れたエラー検出が含まれます。

SegWitはビットコインを混雑したネットワークから、基本的なプロトコルの変更なしに、よりスケーラブルなプラットフォームへと変革しました。導入からほぼ10年が経過した今でも、ビットコインの最も成功した技術的アップグレードの一つであり、優れたエンジニアリングソリューションが見た目上のアーキテクチャの制限を解決できることを証明しています。今日の活気あるセカンドレイヤーエコシステムはSegWitの基盤の上に成り立っています。

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