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RGB、RGB++ プロトコルの基石:ワンタイムシールとクライアント検証

ビットコインエコシステムでは、さまざまな拡張ソリューションが次々と登場し、ビットコインネットワークが直面する多くの課題に対処しています。その中で、ライトニングネットワーク(Lightning Network)は巧妙に構築されたオフチェーン決済チャネルを通じて、ビットコイン取引の「高額かつ遅延」という痛点を解決します。一方、RGB や RGB++ などのプロトコルは、ビットコインのレイヤー 1 ネットワーク上での資産発行に目を向け、ビットコインのプログラム可能性を拡張しています。

RGB と RGB++ プロトコルの核心は、使い捨てシール(Single-Use-Seal)とクライアント検証(Client-side Validation, CSV)技術であり、これは著名な Bitcoin Core の初期開発者である Peter Todd によって 2016 年に提案されました。この記事では、使い捨てシールとクライアント検証技術、そして RGB と RGB++ プロトコルの違いについて詳しく説明します。

使い捨てシールとクライアント検証#

想像してみてください。あなたは貴重な貨物を積んだコンテナを物流で送っています。コンテナが輸送中に勝手に開けられないようにするために、特別な封印を使用するかもしれません:使い捨てシールです。このユニークな番号が付けられたプラスチック製の封印は、一度開封されると元に戻すことができず、コンテナが密かに開けられるのを効果的に防ぎます。

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図:ユニークな番号が付けられたプラスチック製の使い捨てシール;出典:https://petertodd.org/2016/commitments-and-single-use-seals#single-use-seals

デジタルの世界でも、情報や資産を保護するためにこのような「封印」メカニズムが必要です。従来の電子封印は、中央集権的な信頼できるエンティティにその状態を検証させることが多いですが、分散型のブロックチェーンの世界では、信頼不要のソリューションを追求しています。では、中央集権的な権威なしで信頼できる電子封印を実現するにはどうすればよいのでしょうか?その答えはビットコインの UTXO モデルに隠されています。

UTXO、すなわち未使用の取引出力(Unspent Transaction Output)は、ビットコインの基本構成要素です。各 UTXO は、2 つの重要な情報を含んでいます:それ自体の額面と、この資金をどのように使用するかを決定するロックスクリプトです。ビットコインの UTXO モデルの設計とコンセンサスルールは、各 UTXO が一度だけ使用されることを保証します。 理解を容易にするために、各 UTXO を小型の金庫として想像することができます。その中には一定量のビットコインが入っており、各金庫は一度だけ開けることができ、開けた後は中のビットコインが取り出され、金庫自体は破棄されます。この設計は使い捨てシールの特性と一致します:UTXO を作成することは封印を施すことに似ており、UTXO を使用することは封印を開けることに相当します。

ビットコインは、時間の検証を経たプルーフ・オブ・ワーク(PoW)コンセンサスメカニズムを通じて「二重支払い(つまり、1 つの UTXO が複数回使用されること)」を防ぎ、ユーザーの資産の安全性を保証します。したがって、UTXO を使い捨てシールとして使用するもう一つの顕著な利点は、それがビットコインブロックチェーンの安全性を 100% 引き継ぐことができる点です。

RGB、RGB++ などのビットコインレイヤー資産発行プロトコルは、この特性を巧みに利用し、資産情報と取引情報のコンテナとして UTXO を見なしています。これらの情報は、特定のビットコイン UTXO にコミットメント(Commitment)の形で付着します。関連情報を更新する必要がある場合は、この UTXO を使用し、新しい取引で更新された資産情報が付着した新しい UTXO を指定する必要があります。

しかし、ビットコインスクリプトの制限により、BTC 以外の資産の検証をビットコインチェーン上でプログラミングによって直接実現することはできません。 この厄介な問題を解決するために、クライアント検証(CSV)モードが登場しました。このモードでは、ユーザーが資産の有効性と取引の合法性を自ら検証する必要があります。

RGB と RGB++:2 つの道、1 つの目標#

RGB と RGB++ は、使い捨てシールとクライアント検証に基づいて構築されたビットコインレイヤー資産発行プロトコルですが、実装方法にはそれぞれの特徴があります。

RGB は Maxim Orlovsk が率いる LNP/BP 標準協会が主導しており、ビットコインに基づくチューリング完全で拡張可能かつプライバシー性の高いスマートコントラクトソリューションを構築することを目指しています。RGB++ は、Nervos CKB の共同創設者である Cipher によって今年の 2 月に提案され、4 月初旬にメインネットにデプロイされました。7 月には、RGB++ はさらに RGB++ レイヤーにアップグレードされ、すべての UTXO チェーンに同型バインディング、スマートコントラクト機能、ブリッジなしのクロスチェーンなどの機能を提供することを目指しています。

ユーザーの観点から見ると、両者の主な違いは検証メカニズムにあります。 RGB はユーザーが自分でクライアントを実行して検証することを要求し、これはすべての人が銀行の出納員になるようなものです。RGB++ は、チューリング完全な UTXO ブロックチェーン(例えば Nervos CKB)を利用して検証を行い、複雑な帳簿を処理するために専門の会計士を雇うようなものであり、もちろんユーザーが会計士を信頼しない場合は自分で検証することもできます。

具体的な送金の例を通じて、これら 2 つのプロトコルの作業フローを説明しましょう:

仮にアリスが RGB プロトコルに基づく 100 枚の TEST トークンを持っていて、彼女がボブに 40 枚を誕生日プレゼントとして送金したいとします。そのプロセスは以下の通りです:

  1. ボブはまず電子請求書を発行し、アリスに送信します(このステップはライトニングネットワークの取引プロセスに似ています)。
  2. アリスはボブの請求書を受け取り、確認した後、40 枚の TEST トークンをボブに送る RGB 取引を生成します。同時に、アリスは自分のローカルクライアントの履歴データから、これらの TEST トークンに関連するすべての履歴をフィルタリングして、これらのトークンの所有権を証明する必要があります。アリスはその後、新しい送金取引と所有権証明資料をボブに送信して検証を行います。
  3. ボブは受け取った後、各 TEST トークンとその履歴を注意深く確認し、それらが真実で有効であることを確認します。問題がなければ、ボブは「確認署名」を生成し、アリスに返します。
  4. アリスはボブの確認署名を受け取った後、この RGB 取引に対応するコミットメント(Commitment)をビットコインブロックチェーンにブロードキャストします。

もしアリスがボブに送るのが RGB++ プロトコルに基づく 40 枚の TEST トークンであれば、プロセスははるかに簡単です:

  1. ボブは自分の BTC アドレスをアリスに送るだけです(アリスがすでに知っている場合、このステップはスキップできます)。
  2. アリスは財布を通じて 40 枚の TEST トークンをボブに直接送ります。

ビットコインブロックチェーン上では、これら 2 つの取引は、アリスが 100 枚の TEST トークンに関連する UTXO #1 を使用し、ボブに送るための 40 枚の TEST トークンに関連する新しい UTXO #2(ボブに送る)と、60 枚の TEST トークンに関連する UTXO #3(アリスの釣り銭)を生成したことを示します。

違いは、RGB プロトコルでは、UTXO #1、UTXO #2、UTXO #3 に関連する TEST トークン情報が RGB クライアントによって解析され、検証される必要がある点です。一方、RGB++ プロトコルでは、これらの UTXO がそれぞれ CKB ブロックチェーン上の Cell #1、Cell #2、Cell #3 に同型バインディングされ(Cell は強化版の UTXO)、TEST トークン情報は Cell 内に直接保存され、検証作業は CKB ブロックチェーンのマイナーによって行われるため、ボブ自身が実行する必要はありません(もちろん、彼は自分で検証することも選択できます)。

チューリング完全な UTXO ブロックチェーン(例えば Nervos CKB)をクライアント検証の代わりに使用することで、ユーザーの操作が簡素化され、RGB++ には他の利点ももたらされます。 例えば、RGB が直面しているクライアントデータの孤立問題、無主契約問題、P2P ネットワーク問題などを解決します。

結論#

使い捨てシールとクライアント検証技術の革新的な応用は、ビットコインネットワークにさらなる可能性をもたらしました。RGB と RGB++ はこの技術の優れた代表であり、ビットコインエコシステムに新しい道を開いています。これらはビットコインの機能を拡張するだけでなく、資産発行とスマートコントラクトの実現に安全で効率的なソリューションを提供しています。

RGB、RGB++、そして将来現れる可能性のある他の革新的なプロトコルが、ビットコインの境界をさらに広げることを共に期待しましょう!

参考資料:

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文章は、創作者によって署名され、ブロックチェーンに安全に保存されています。