レイヤードプロトコルによるビットコインインフラストラクチャの拡張

主なポイント：

• ビットコインのインフラの拡張性は、セキュリティと分散化を優先したベースレイヤーの設計上の選択によって制約を受けている。

• 階層型プロトコルは、ベースレイヤーを変更することなく、決済処理能力、プログラム可能性、および財務ワークフローを拡張します。

• 機関にとって、ビットコイン・インフラの拡張においては、流動性管理、ガバナンス、および各レイヤー間での安全な移動が鍵となります。

• 階層型スケーリングには、運用面とセキュリティ面でのトレードオフが生じ、厳格なリスク管理が求められます。

• 拡張性のあるカストディおよびポリシー管理機能によって、多層的なビットコインインフラが機関投資家レベルで安全に利用可能かどうかが決まります。

ビットコインのベースレイヤーは、分散化、検閲耐性、および世界的な検証可能性を最優先としています。これらの特性により、設計上、トランザクション処理能力には制約が生じます。ブロックサイズの制限、予測可能なブロック生成間隔、および分散型検証により、単に処理能力を増強するだけではネットワークのスケーリングは実現できません。

ビットコインのインフラのスケーリングは、この制約を哲学的な欠陥ではなく、工学的な問題として捉えています。その目的は、ビットコインのセキュリティモデルを変更することではなく、その利用可能な容量を拡大することにあります。階層型プロトコルが、主流のアプローチとして台頭しています。 決済のアンカー機能を維持しつつ、高頻度の処理をベースレイヤーから分離することで、これらの設計は、ビットコインネットワークが中核的な特性を維持しつつ、より広範な普及を支えることを可能にしています。

ビットコインのベースレイヤーにおけるスケーラビリティの制約

ビットコインは、そのアーキテクチャがセキュリティと分散化のために最適化されているため、本来スケーラビリティに欠けています。すべての取引は、限られたブロックスペースを奪い合っています。需要が処理能力を上回ると、取引はメンプールに蓄積され、ブロックへの組み込みをめぐる競争入札を通じて手数料が上昇します。

ブロックの生成は一定の間隔で行われ、すべてのブロックは世界中に分散した参加者グループによって検証されなければなりません。ブロックサイズを拡大したり、ブロック生成間隔を短縮したりしてスループットを向上させると、フルノードに必要なハードウェアや帯域幅の要件が高まり、中央集権化の圧力が高まることになります。

これらの制約は意図的なものです。ビットコインネットワークは、高速な取引処理システムというよりは、強力な確定性を保証する決済レイヤーとして機能しています。ビットコインの利用を拡大するには、基本プロトコルの上に追加のインフラを構築する必要があります。

「ビットコインのインフラ拡張」とは、実際にはどういう意味なのか？

金融機関にとって、スケーリングには、決済処理能力、プログラム可能性、カストディ業務、および財務ワークフローが含まれます。

決済処理能力とは、予測不可能な手数料リスクを負うことなく、ポジションを効率的に決済する能力を指します。プログラム可能性には、条件付き送金や、より広範な金融システムへの統合が含まれます。カストディ業務では、ガバナンス管理を維持しつつ、環境間の安全な資産移動をサポートする必要があります。財務ワークフローには、バッチ処理、流動性配分、照合、および貸借対照表報告が含まれます。

インフラレベルでのビットコインのスケーリングとは、ベースレイヤーのセキュリティを損なうことなく、これらの機能を実現することを意味します。階層型プロトコルにより、ビットコインとの決済関係を維持しつつ、off-chainや隣接するシステム上で処理を行うことが可能になります。これにより、ベースレイヤーへの運用負荷を軽減しつつ、最終的な真実の源としての役割を維持することができます。

レイヤー2ネットワークとoff-chainのスケーリングモデル

レイヤー2およびoff-chainのスケーリングモデルは、ビットコインとの暗号学的または経済的な結びつきを維持しつつ、トランザクション処理をベースレイヤーから移すことで、スループットを向上させます。

決済チャネルネットワークを利用することで、参加者はビットコインを二者間のチャネルにロックし、署名済みの残高更新情報をoff-chainで交換することができます。on-chainに記録されるのは、チャネルの開設および閉鎖に関する取引のみです。これにより、ブロックスペースの消費が削減され、取引相手間でのほぼ瞬時の送金が可能になります。ライトニングネットワークは、このアプローチの最も確立された実装例です。

サイドチェーンは、ビットコインと定義された決済関係を維持する独立したブロックチェーンとして機能します。資産は、体系化されたメカニズムの下でベースレイヤーとサイドチェーンの間を移動し、ビットコインに最終性を紐づけたまま、拡張されたプログラム可能性や代替的な実行モデルを実現します。Stacksは、ビットコインを基準として決済を行いながら、ロジックを外部で実行する、ビットコインに紐づいたエコシステムの例の一つです。

その他の設計には、マージマイニング型サイドチェーンや、ロールアップに類似したシステムなどがあり、これらはベースレイヤーにすべての取引を記録するのではなく、off-chainで取引を実行し、要約された結果を定期的にビットコインにアンカーします。 Anduroは、ビットコインのマイニングインセンティブと整合しつつ、量子耐性署名研究などの高度な暗号技術への実験を含む独立した実行環境を可能にする、マージマイニング型サイドチェーンフレームワークです。

これらのモデルは柔軟性と処理能力を拡大する一方で、トレードオフも生じます。決済チャネルには流動性管理が必要です。サイドチェーンは、ガバナンスやバリデーターに関する新たな前提条件をもたらします。マージマイニングや集約型システムは、調整や統合の複雑さを増大させます。階層型モデルによるビットコインのスケーリングは、負荷を再配分する一方で、新たな信頼の境界を生み出します。

機関投資家や財務部門での利用事例に向けたビットコインのスケーリング

機関投資家による採用が進むにつれ、焦点は消費者向け決済から運用管理へと移行しています。ビットコインの財務管理インフラは、カストディ、流動性、ガバナンスの各ワークフローにわたって拡張性を持たせる必要があります。

ビットコインのエクスポージャーを管理するトレジャリー部門は、on-chain保管、取引所、および多層環境に資本を配分している。バッチ決済により、手数料の変動が抑制される。流動性管理によって、チャネルやサイドチェーンシステムに残すビットコインの量と、ベースレイヤーの保管に残す量が決定される。照合プロセスでは、多層環境における残高を内部元帳に正確に反映させなければならない。

財務レベルでのビットコインのスケーリングには、環境を問わず一貫したポリシーの適用と、レイヤー間の安全なデータ移動が求められます。その目的は、単に取引を高速化することだけではなく、予測可能な決済、リスクの適切な管理、そして運用効率の向上にあります。

階層型スケーリング手法におけるリスクとトレードオフ

階層型スケーリングでは、インフラストラクチャの層が追加され、各層ごとに新たな障害モードが生じます。複数の環境に分散した資産については、整合性の確保と監視が必要となります。活動がベースレイヤーやoff-chainのシステムにまたがるにつれて、運用状況の可視化はより複雑になります。

決済チャネルでは、チャネルの容量制限の範囲内で、流動性のロックアップやカウンターパーティ・エクスポージャーが生じます。サイドチェーンやアンカー型システムは、独自のガバナンス構造、バリデーターの参加、あるいは署名者間の連携に依存しています。マージマイニング型フレームワークは、マイナーの関与と独立したルール執行に依存しています。

インフラが拡大するにつれて、統合に伴うオーバーヘッドや調整上のリスクが高まります。階層化されたシステム内で障害が発生した場合、ベース層のセキュリティが維持されていても、資産の可用性に影響を及ぼす可能性があります。スケーリングは利便性を向上させますが、厳格な取引相手先の評価と運用上の統制が必要となります。

スケーラブルなビットコイン・インフラストラクチャが、カストディおよびセキュリティプロバイダーに求めるもの

ビットコインの利用が複数のレイヤーにまたがるにつれ、カストディインフラもそれに適応する必要があります。鍵管理は、さまざまな署名コンテキスト、チャネル資金調達モデル、および多層的な引き出しメカニズムに対応できなければなりません。ポリシー制御は、資産がon-chain上、ペイメントチャネル内、あるいはサイドチェーン環境内のいずれに存在する場合でも、一貫して適用されなければなりません。監査可能性については、ベースレイヤーの決済に加え、多層的な送金も把握できるものでなければなりません。

金融機関には、環境を横断した可視性と、資産が一時的にoff-chainまたはアンカーシステムに組み込まれている場合でも機能する復旧手順が求められます。カストディシステムは、単一障害点を排除し、各レイヤーにわたる承認ワークフローを徹底するとともに、各レイヤーの残高とベースレイヤーの保有高との間で明確な照合を維持しなければなりません。

ビットコインのスケーラビリティを実現するのは階層型プロトコル：インフラがそれを実用的なものにしている

ビットコインのインフラのスケーリングは、ベースレイヤーの変更ではなく、階層化されたプロトコルを通じて実現されます。ペイメントチャネル、アンカーシステム、およびマージマイニングによるサイドチェーンは、ビットコインネットワークの決済保証を維持しつつ、処理をベースレイヤーから移行させます。

階層型アーキテクチャは利用可能な容量を拡大する一方で、調整の必要性、流動性の制約、および新たなガバナンスの境界をもたらします。スループットだけでは、階層型システムを大規模に安全に利用できるかどうかを判断することはできません。

階層型プロトコルが、環境全体にわたる可視性と規律を維持するカストディシステム、ポリシー適用、および運用管理と組み合わさったときに、スケーリングは成功します。ビットコインインフラのスケーリングは、機関が明確なガバナンスの下で、安全かつ一貫性を持って階層型システムと連携できる場合に、価値をもたらします。

BitGoを選ぶ理由

BitGo Bank & Trust, National Association は、通貨監督庁（OCC）から付与された全国信託免許に基づき運営されており、その親会社である BitGo Holdings, Inc. は、継続的な情報開示およびガバナンス基準の適用を受けています。こうした連邦政府による監督と公開市場における説明責任の組み合わせは、ビットコイン関連の活動が多層的な環境へと拡大する中で、金融機関が求める堅牢性をさらに強固なものとしています。

～を通じて安全な収容施設、ポリシー実施管理、および監査済みの運用フレームワークを通じて、BitGoは、機関がベースレイヤーおよびレイヤード環境全体でビットコイン戦略を拡大しつつ、一貫したガバナンスとリスク管理を維持できるようにします。

よくある質問

ビットコインのエコシステムにおける「階層型プロトコル」とは何ですか？

レイヤードプロトコルとは、ビットコインの上に、あるいは並行して構築されたシステムであり、より高頻度の取引を可能にしつつ、最終的にはベースレイヤーで決済が行われる仕組みです。

ライトニング・ネットワークとサイドチェーンは、ビットコインのインフラのスケーラビリティ向上にどのように貢献するのでしょうか？

これらは、処理をoff-chainまたは隣接する実行環境に移すことで、基盤層の決済保証を維持しつつ、運用能力を向上させます。

金融機関は、on-chainのビットコイン取引の代わりに、階層型プロトコルをいつ利用すべきでしょうか？

階層型プロトコルは、頻繁な運用活動や流動性の移動をサポートする一方で、on-chain取引は通常、最終的な決済のために留保されています。

多層的なビットコインインフラには、どのようなオペレーショナルリスクが伴うのでしょうか？

リスクとしては、残高の分散、流動性の制約、ガバナンスに関する前提の相違、および統合の複雑化などが挙げられる。

金融機関は、ビットコインのスケーリングソリューションを利用する際、取引相手をどのように評価すればよいのでしょうか？

評価では、保管管理、ガバナンス体制、バリデーターまたは署名者の前提条件、復旧手順、および運用上の透明性に重点を置くべきである。