ビットコインのセグウィットのブレークスルー: 技術革新がネットワーク混雑危機をどのように解決したか

すべての始まりとなった問題

ビットコインが最初にローンチされたとき、サトシ・ナカモトは各ブロックを1MBに制限しました。これは、数十のトランザクションを処理するニッチなネットワークにとって合理的な制限でした。しかし、採用が爆発的に増えるにつれて、この設計選択はビットコインのボトルネックとなりました。ネットワークは平均して1秒あたり約7件のトランザクションしか処理できませんでした。ピーク時には、数千件のトランザクションが確認を待って積み上がり、ユーザーは合理的な時間内にトランスファーを処理するために数十ドルを超えるトランザクション手数料を支払う必要がありました。極度の混雑時には、単純なビットコインの送金がオンチェーンに記録されるまでに数日かかることもありました。

暗号通貨コミュニティは、ビットコインの分散型セキュリティモデルを損なうことのないスケーリングソリューションを緊急に必要としていました。その答えは、SegreGated Witness (SegWit)の形でやってきました。

セグリゲーテッド・ウィットネス:巧妙な技術的解決策

ビットコイン開発者のピーター・ウィルと他のビットコインコアの貢献者たちは、2015年にビットコインのスケーリング制約に対する優れた解決策としてSegWitを提案しました。2017年までに、このソフトフォークはビットコインネットワークで有効化され、その結果はすぐに現れました:効果的なブロック容量は1.7倍増加し、基本的な1MBの制限は変更されませんでした。

このアプローチの天才的な点は、すべてのビットコイン取引が2つの異なるコンポーネントから成り立っていることです。取引データ自体(は価値の移転を詳細に示し)、そしてウィットネスデータ(は、あなたがビットコインを所有していることを証明する暗号署名です)。ウィットネスデータは取引の総サイズの最大65%を占めることができますが、それにはただ1つの目的があります:送信者の身元を確認することです。

SegWitの突破口はこれらのコンポーネントを分離します。 署名データを抽出して別に保存することで、トランザクションデータがブロックスペースで優先されます。これにより、各ブロックに収まる実際のトランザクションが増え、手数料が大幅に下がり、確認時間が短縮されます。SegWitの実装に続いて、平均トランザクションコストは約$1に低下しました。

ビットコインのエコシステムにおけるカスケーディング・ベネフィット

ブロック容量が賢くなる

署名が主要な取引記録から削除されると、解放されたスペース—通常のブロックスペースの約65%—が実際の取引データのために利用可能になります。ネットワークは同じ1MBのブロック内で実質的により多くの経済活動を処理できるようになります。

トランザクション速度が新たな時代に突入

証人データが別に処理されることで、ビットコインネットワークは最も重要なこと、つまり取引の処理に計算リソースを集中させます。この層別アプローチは、イーサリアムがレイヤー2ソリューションで追求してきた成功したスケーリング戦略を反映しており、概念がスケールで機能することを証明しています。

ライトニングネットワークが実用化する

ライトニングネットワークは、ビットコインの最も有望なオフチェーンスケーリングソリューションであり、信頼性を持って機能するためには特定の技術的条件が必要でした。SegWitは、オンチェーンの混雑を軽減し、ペイメントチャネルのためのアーキテクチャの基礎を作ることによって、その条件を提供しました。本質的に、SegWitはライトニングの開発と採用の道を切り開きました。

ビットコインアドレス形式の理解:適切な形式を選ぶ

ビットコインアドレスの進化は、技術の成熟を反映しています。今日のウォレットは、異なるトレードオフを提供する複数のフォーマットをサポートしています。

レガシーアドレス (P2PKH、"1"で始まる) 現在も使用されている元のビットコインアドレス形式です。シンプルで普遍的にサポートされていますが、SegWitの効率向上を利用しておらず、高い手数料が発生します。

ネストされたアドレス (P2SH、"3"で始まる) これらは最初のSegWit互換フォーマットであり、古いBitcoinソフトウェアとの後方互換性を提供します。従来のアドレスと比較して、送金手数料を約24%節約できます。単一のアドレスは、マルチシグネチャ契約またはSegWit実装のいずれかを表すことができ、ウォレットは自動的に区別を処理します。

ネイティブ SegWit アドレス (Bech32、 “bc1” で始まる) ここでSegWitの真の可能性が現れます。ネイティブSegWitアドレスは、従来のアドレスに対して約35%、マルチシグネチャアドレスに対しては70%の手数料を節約します。BIP173で定義されたBech32エンコーディング標準(は、いくつかの利点をもたらしました。

  • 大文字と小文字を区別しない設計により、入力ミスが排除されます
  • 短い文字数により、より小さく、より信頼性の高いQRコードが可能になります。
  • 改善されたチェックサム検証が無効なアドレスをキャッチします
  • 全体的な取引効率は優れています

Advanced SegWit:ネイティブP2WPKHおよびP2WSH これらのネイティブSegWitバリアントは最大の効率を提供します。P2WPKHアドレス)42文字(は標準的な送金に対応し、P2WSHアドレス)62文字(はマルチシグネチャーシナリオを可能にします。どちらも “bc1q” で始まり、最も最適化されたSegWitの実装を表しています。

タプロートアドレス )Bech32m、"bc1p"で始まる( 元のBech32標準のエッジケースを修正するために導入されたTaprootは、最新世代を代表しています。Bech32mはチェックサムの計算式に追加の桁を加え、不正なアドレスが検証を通過するのを防ぎます。これらのアドレスはBitcoin OrdinalsおよびBRC-20 NFTを可能にし、取引の効率を維持しながらBitcoinのプログラマビリティを拡張します。

数字が物語を語る

  • 2020年8月時点でビットコイン取引の67%がSegWitを利用していました—この数字は現在確実に高くなっています
  • SegWitのアクティベーションに伴う有効ブロック容量の1.7倍の増加
  • SegWitデプロイメント後の)averageトランザクションコスト
  • 手数料の節約: 24% $1 ネストされたSegWit対レガシー(、35% )ネイティブSegWit対レガシー(、最大70% )ネイティブSegWit対マルチシグ(

どのアドレスを使用すべきですか?

もし新たに始めるのであれば、**ネイティブセグウィットアドレス )Bech32形式は「bc1」で始まり(、ほとんどのユーザーにとって最適な選択肢を表します。最良の手数料効率、最速の処理、将来にわたる互換性を提供します。レガシーアドレスからネイティブセグウィットへの移行は、オンチェーンコストを三分の一に削減する最も簡単な方法の一つを示しています。

TaprootをサポートするウォレットやBitcoin NFTに興味があるユーザーのために、Bech32mアドレス)bc1p(は最先端を提供しますが、手数料の違いはネイティブSegwitと比較するとわずかです。

SegWitが取引速度を超えて重要な理由

SegWitは微妙だが深いことを成し遂げました。攻撃者がトランザクション署名を無効にすることなく操作できるトランザクションマレアビリティの脆弱性に対処しました。ウィットネスデータを分離することで、SegWitはこの攻撃手法を完全に排除しました。

この技術は、より高度なビットコインのプログラム可能性への扉も開きました。SegWitの基盤の上に構築されたTaprootは、最終的にビットコインオーディナルを可能にし、個々のサトシにデータを永続的に刻印しました。スケーリングの修正として始まったものが、ビットコインのNFTエコシステムの技術的基盤へと進化しました。

ボトムライン

SegWitは、ビットコインをその成功によって詰まったネットワークから、本当にスケーラブルなシステムへと変革しました。取引データと署名データを巧みに分離することで、開発者たちは実際の経済活動のためのより多くのスペースを作り出しました。取引手数料は急落し、確認時間は改善され、Lightning NetworkやBitcoin Ordinalsのような高度な機能のための基盤が築かれました。

今日、ビットコインをオンチェーンで移動させるすべての人にとって、ネイティブSegWitアドレスの採用は単なる技術的な好みではなく、お金を節約し、より迅速に移動するための実用的な方法です。ビットコインが進化し続ける中で、SegWitはエレガントな問題解決のマスタークラスとして立っています:サトシ・ナカモトが確立したセキュリティと分散化の原則を放棄することなく、スケーラビリティにおいて大幅な改善を実現しています。

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