ビットコイン Thunderbolt ネットワーク：再評価ライトニングネットワークの設計論理

一、ビットコイン支払いの困難

ビットコインは去中心化や改ざん防止などの特性を持っていますが、日常的な支払いにおいては多くの課題に直面しています。取引確認時間が長く、手数料が高額であるなどの問題があるため、ビットコインでコーヒーを購入するような簡単な消費が困難になっています。ビットコインネットワークの設計の初志は、大量の少額決済を処理するためではなく、現実のニーズとの間に明らかな矛盾があります。

二、ライトニングネットワークの二面性

ライトニングネットワークはビットコインの第二層ソリューションとして、取引速度を向上させ、手数料を削減することを目的としています。ユーザー間の支払いチャネルを構築することによって、オフチェーンの高頻度取引を実現し、チャネルが閉じられたときのみ最終状態をブロックチェーンに同期します。

しかし、ライトニングネットワークは実際のアプリケーションで複数の問題を露呈しました：

1. チャンネルを構築するには事前に資金をロックする必要があり、ハードルが高い
2. 複雑なルーティングメカニズムが取引の失敗率を高める
3. ユーザーは詐欺を防ぐためにオンラインを維持する必要があり、一般ユーザーにとっては不親切です。
4. ネットワークの規模と資金ロック量はビットコインの総時価総額に比べてまだ小さい

これらの構造的問題は、ライトニングネットワークの応用が常に限界を突破できない原因となり、業界内でより洗練されたオフチェーン決済ソリューションの探索を引き起こしました。

パート 3: Thunderbolt プロトコルの紹介

Thunderboltは、ビットコインのメインチェーンに基づくソフトフォークアップグレードのスキームであり、ビットコインのスケーラビリティ、取引性能、およびプログラム可能性を根本的に向上させることを目的としています。

主な特徴は次のとおりです：

1. UTXOバンドリング技術を採用し、取引速度を約10倍向上させます。
2. OP_CAT オペコードを再導入し拡張し、スマートコントラクト機能を強化する
3. Goldinals 統一資産標準を導入し、既存のトークンプロトコルを統合する
4. BitMM のオンチェーン自動マーケットメイキングシステムを実現し、信頼不要の取引をサポートします。

Thunderboltは「メインチェーンネイティブスケーリング」のアプローチを採用し、すべての機能をビットコインメインチェーン上で直接実行し、ネイティブBTCを使用し、サイドチェーンやクロスチェーンブリッジに依存する必要はありません。

3.1 コアメカニズム

サンダーボルトのコアメカニズムには、

1. 柔軟に調整可能なマルチシグ：署名をユーザー部分と委員会部分に分割し、秘密共有を通じて安全に移転します。

2. 非同期フォールトトレラントの委員会台帳：複数のノードから成るサービスグループが記帳を担当し、非中央集権と安全性を保証します。

3. 原子スワップ式ファイナライズ：三段階の原子スワッププロセスを通じて、オフチェーンの再構築とオンチェーンの償還の一貫性を確保します。

3.2 プロトコル設計と主要な革新

1. 非対話型の再帰的な署名委任: 反復可能な閾値 Schnorr 署名構造により、通信を簡素化します。

2. 毎回の転送更新サイン：古いサインの再利用を防ぎ、安全性を向上させます。

3. オンチェーン操作の最小化：開始時と終了時のみメインチェーンと相互作用し、効率とプライバシーを向上させる。

4. オフラインセキュリティ保障：委員会の多数がオンラインであれば、移転または償還操作を完了できます。

5. 正式な検証: セキュリティ検証には、Tamarin Prover ツールを使用します。

四、Thunderbolt と既存のライトニングネットワーク方案の比較

サンダーボルトは、既存のソリューションに対する主な利点は、安全性と理論的完全性です：

1. プロトコル設計は安全であることが証明できる
2. 悪意のあるユーザーは、いかなる状態でも一方的に利益を得ることはできません。

劣った位置:

1. 複雑な展開が必要で、完全なプロトコルスタックを実行する必要があります
2. メインチェーンの互換性に課題がある
3. エコシステムのサポートがまだ不十分です

5. Thunderboltの潜在的な影響と開発の道筋

サンダーボルトは理論的にはBTCFiの最適解である可能性がありますが、現在はまだ初期段階にあります。その将来の発展には以下のパスが考えられます：

1. Rollup 化された統合：ビットコイン側の DeFi エンジンとして、さまざまな L2 ソリューションに統合されます。

2. 独立した標準エコシステムの形成：自分自身のネットワークエコシステム、ノード運用システム、アグリゲーターなどを開発する。

3. よりシンプルなソリューションに取って代わられる：もしより効率的な契約実行環境やクロスチェーン技術が登場すれば、Thunderboltは過渡的な産物になる可能性があります。

Thunderboltの最大の意義は、ビットコイン資産に"オフチェーン契約のコンポーザビリティ"を導入したことです。UTXOバンドリングとOP_CATという2つの特性の導入により、ビットコインネットワークにネイティブなプログラマビリティとより高いオンチェーンスループットがもたらされました。これにより、ビットコインエコシステムプロトコルの統一とさまざまな資産の包摂を実現する可能性が生まれましたが、広範な応用にはまだ一定の距離があります。