BitcoinサイドチェーンColliderVM：複雑なスマートコントラクトを実装するためのソリューション

イスラエルのワイツマン科学研究所のStarkWareサイドチェーン開発者および研究者は、ビットコインスクリプトの複数の制限に対する解決策を作成したと主張している。最近の研究論文によると、新しい設計により、ビットコイン上で複雑なスマートコントラクトをより資本効率の高い方法で展開できるようになると主張している。新しいシステムは計算効率も向上する可能性があります。 ColliderVM は、Bitcoin 上でステートフルな計算を可能にするために設計されたプロトコルであり、複数のトランザクションにわたってマルチステップのプロセスを安全に実行できます。従来、ビットコインのスクリプト出力は他のスクリプトからアクセスできず、複雑な計算はほぼ不可能でした。研究者たちは、ColliderVM によって、ネットワークのコンセンサスレベルの変更を必要とせずに、ビットコイン上でゼロ知識証明の一種である Scalable Transparent Knowledge Parameters (STARKs) の使用が可能になると考えている。このアーキテクチャにより、ビットコインは最小限のオンチェーンデータで複雑なオフチェーン計算を検証できるようになります。 ColliderVM は、各 Bitcoin ブロックに最大 400 万の OPCode (コマンド) を含めることができ、1 つの Bitcoin スクリプトに最大 1,000 のスタック要素 (データ エントリ) を含めることができるという Bitcoin の制限をターゲットにしています。さらに、ステートレス実行とは、各スクリプトが以前の状態や以前のトランザクションの中間計算を記憶せずに実行されることを意味し、複雑な計算は非実用的になります。 BitVMの実装は、ビットコイン研究会社ZeroSyncのロビン・ライナスによる2023年の論文に基づいており、ビットコイン上で複雑なスマートコントラクトを実行できるが、不正の証明が必要となる。不正証明は、特定のトランザクションまたは計算が誤って実行されたことを証明する暗号証明であり、修正アクションをトリガーする可能性があります。不正防止の実装では通常、不正の可能性がある取引をカバーするためにオペレーターが事前に資金を支払い、不正防止期間が終了した後に資金を復元する必要があります。新しいシステムは以前の実装よりも計算効率が高くなっていますが、それでも高価です。以前の実装では、計算負荷が非常に大きいキーワンス署名 (Lamport および Winternitz) を使用していました。 ColliderVM は、StarkWare、ネットワーク サービス企業 Cloudflare、ビットコイン サイドチェーン開発企業 Blockstream の研究者によって 2024 年 11 月に執筆された ColliderScript 論文から派生したものです。このシステムは、ハッシュ衝突のコミットメントに基づいてチャレンジを設定し、ハッシュ関数を実行すると事前に決定された特性を持つ出力を生成する入力を生成します。関連: ビットコインの Taproot アップグレードの初心者向けガイド この設定では、悪意のある行為者よりも正直なオペレーターのコンピューティング リソースが少なくて済みます。衝突の難易度に応じて、誠実な行為者と悪意のある行為者は異なる計算リソースを必要とします。出典: ColliderVM 論文 ハッシュですが、食べ物やマリファナは含まれません。ハッシュは、任意のデータに対して実行して固定長の英数字文字列を生成できる不可逆な数学関数です。不可逆とは、ハッシュから元のデータを取得するために逆の計算を実行することができないことを意味します。その結果、基礎となるデータは一切含まずに、その場でデータを識別する一種のデータ ID が生成されます。ハッシュ関数の例。出典: Wikimedia このシステムは、ビットコイン (BTC) マイニングに多少似ていますが、BitVM よりもハッシュ操作の数がはるかに少なくて済むため、スクリプトのサイズと処理時間が削減されます。 ColliderVMの研究者らは、こうした操作の数を少なくとも1万分の1にまで削減したと主張している。研究者たちは、この実装により、STARK に基づく Bitcoin サイドチェーンがほぼ実用的になると示唆しているようです。 「STARK証明検証用のビットコインスクリプトの長さはほぼ実用的になり、今日のアプリケーションで一般的に見られる他のペアリングベースの証明システムと併用できるようになると推定しています」と論文には書かれている。 STARK は、スケーラビリティと信頼性のない性質 (信頼できるセットアップが不要) で知られる ZK 証明システムです。 ZK 証明は、基礎となるデータを明らかにすることなく、ユーザーがデータの特定の特性を証明できるようにする暗号化システムです。初期の ZK 証明システムの多くは、一度限りの安全なセットアップを必要とし、「有害廃棄物」データに依存していました。当事者が有毒廃棄物を保有している場合、署名を偽造し、詐欺証明書を発行することが可能になります。 STARK はそのような設定に依存しないため、信頼できません。従来の STARK バリデーターの実装では、ビットコインの制限を超えるスクリプトが必要です。現在、ColliderVMの研究者たちは、より効率的なシステムアプローチにより、STARK証明のオンチェーン検証スクリプトが「ほぼ実用的」になると考えています。関連: ビットコイン サイドチェーンが BTCfi の成長を促進 ビットコインに基づく信頼できないサイドチェーン?ビットコインは最も安全で信頼性の高いブロックチェーンであると広く考えられていますが、批評家は多くのアルトコインと比較してその機能セットが限られていることを指摘しています。 Blockstream の Liquid のようなサイドチェーンは存在しますが、信頼できないわけではありません。ブロックチェーン企業ブロックストリームの研究ディレクター兼数学者であるアンドリュー・ポエルストラ氏は、2020年にコインテレグラフに対し、ZK証明に基づくシステムは暗号技術における「最もエキサイティングな開発分野」の1つであると語った。

ビットコインサイドチェーンがBTCfiの成長を牽引 ビットコインベースの信頼できないサイドチェーン？ビットコインは最も安全で信頼性の高いブロックチェーンであると広く考えられていますが、批評家は、その機能セットは他の多くのコインに比べて限られていると指摘しています。 Blockstream の Liquid のようなサイドチェーンは存在しますが、信頼できないわけではありません。ブロックチェーン企業ブロックストリームの研究ディレクター兼数学者であるアンドリュー・ポエルストラ氏は2020年にコインテレグラフに対し、ZK証明に基づくシステムは暗号技術における「最もエキサイティングな開発分野」の1つであると語った。 2014年の論文では、ビットコインのホワイトペーパーで引用されている開発者でありBlockstreamの創設者でもあるCypherpunkが、ビットコインに信頼できないZK耐性サイドチェーンを実装するにはさらなる作業が必要であると説明しました。しかし、10年後でも、ColliderVM ベースのシステムは信頼のないシステムではなく、信頼が最小化されたシステムのままです。これは、システムの正しい動作を保証するために、少なくともネットワーク参加者の最小限のサブセットが誠実に行動することをユーザーが信頼する必要があるためです。この研究の主著者には、StarkWareの共同設立者であるEli Ben-Sasson氏と研究者のLior Goldberg氏、Ben Fisch氏などが含まれている。 Ben-Sasson 氏は STARK のオリジナル開発者の一人であり、ゼロ知識証明を使用してブロックチェーンのスケーラビリティを向上させることを長年提唱しています。スタークウェアの共同創業者ベン・サッソン氏は、コインテレグラフとの最近のインタビューで、ビットコインの真の第2層ソリューションには「ビットコイン自体のセキュリティ」が必要だと指摘した。代わりに、現在のソリューションは、署名者への信頼、または詐欺の証明に基づく経済的インセンティブに依存しています。しかし、彼はライトニングネットワークを認め、「もちろん、ライトニングネットワークは現在存在し、ビットコインと同等のセキュリティを備えていることも認識すべきだ」と述べた。雑誌：「ビットコインのセカンドレイヤー」は実際には本物のセカンドレイヤーではない：それがなぜ重要なのか。