Bitcoinスマートコントラクトはサポートしていますか？ Bitcoinスクリプト関数の分析

Bitcoinスマートコントラクトの理解

Bitcoinは、暗号通貨の先駆者と見なされることがよくあり、仲介者なしでピアツーピアトランザクションを可能にする分散型元帳システムを導入しました。ただし、スマートコントラクトサポートに関しては、Bitcoinの機能は、Ethereumのようなプラットフォームに比べてより制限されています。スマートコントラクトの概念には、コードに直接書かれた条件との自己執行契約が含まれます。 Bitcoinの場合、スマートコントラクト機能はBitcoinスクリプトと呼ばれるスクリプト言語に組み込まれています。

汎用プログラミング言語とは異なり、Bitcoinスクリプトは、複雑なロジック実行よりもシンプルで安全なトランザクションの完全性に優先順位を付けるように意図的に設計されています。これは、Bitcoinは基本的な条件操作を実行できますが、十分な時間とリソースを与えられた計算を実行できるチューリング複雑なスマートコントラクトをサポートしないことを意味します。

Bitcoinスクリプト：よく見てください

Bitcoinでスマートコントラクトを可能にするコアメカニズムは、 Bitcoinスクリプトであり、トランザクションを使用できる条件を定義するために使用されるスタックベースの、フォースリーク言語です。すべてのBitcoinトランザクションは、ロックスクリプト（scriptpubkey）とロック解除スクリプト（scriptsig）の2つの部分で構成されています。ロックスクリプトは、出力を使うために満たさなければならない条件を設定し、ロック解除スクリプトはその条件を満たすためにデータを提供します。

たとえば、標準のPay-to-Public-Key-Hash（P2PKH）トランザクションでは、ロックスクリプトでは、スクリプト内のハッシュに対応する有効な署名と公開キーをスペンダーに提供する必要があります。マルチシグネチャスキームまたはタイムロックされたトランザクションを使用して、より複雑な条件を実装することもできますが、これらは他のブロックチェーンプラットフォームが提供するものと比較して比較的基本的なままです。

Bitcoinによってサポートされるスマートコントラクトの種類

Bitcoinのスマートコントラクト機能は最小限ですが、いくつかのタイプのスクリプトにより、プログラム可能なお金のシナリオが可能になります。

• Pay-to-Public-Key-Hash（P2PKH）：最も一般的なタイプで、秘密鍵の所有者からのデジタル署名が必要です。
• Pay-to-script-hash（P2SH）：スクリプト全体をハッシュし、ロックスクリプトにハッシュのみを配置することにより、より複雑な支出条件を可能にします。
• Multi-Signature（Multisig）：資金を使う前に複数の署名が必要であり、セキュリティと信頼のないコラボレーションを強化します。
• タイムロックされたトランザクション： NLOCKTIMEとCHECKLOCKTIMEVERIFY（CLTV）を利用して、特定のブロックの高さまたはタイムスタンプまで支出を制限します。
• アトミックスワップ：ハッシュタイムロック契約（HTLC）を活用することにより、仲介者なしでクロスチェーン取引を可能にします。

これらの機能は、イーサリアムやソラナで見られるものほど柔軟性や表現力豊かではないにもかかわらず、 Bitcoinが特定の制約でスマートコントラクトをサポートする方法を示しています。

Bitcoinのスマートコントラクトシステムの制限

ブロックチェーンテクノロジーにおける基本的な役割にもかかわらず、Bitcoinは、高度なスマートコントラクトの実行に関しては大きな制限に直面しています。主な欠点の1つは、チューリングの完全性の欠如です。これにより、契約内のループ、任意の計算、動的ロジックの実装が妨げられます。 Bitcoinスクリプトは、潜在的な脆弱性とリソース疲労攻撃を回避するために、この方法で意図的に設計されました。

さらに、 Bitcoinのスクリプト機能をアップグレードすることは、コンセンサスルールと後方互換性の懸念のために困難です。ソフトフォークは、新しいオペコード（SegwitやTaprootなど）を導入するために使用されていますが、スクリプトの表現力を拡大することは、開発者と鉱夫の間で論争の多い問題のままです。その結果、Bitcoinに複雑な分散型アプリケーション（dapps）または金融商品を直接構築することは、レイヤーツーソリューションやサイドチェーンなしでは実用的ではありません。

Bitcoinのスマートコントラクト機能を強化するレイヤーツーソリューション

Bitcoinのスマートコントラクトの実行における固有の制限を克服するために、開発者はレイヤーツープロトコルとサイドチェーンに目を向けました。これらのシステムは、Bitcoinの基本層の上に追加の機能を構築し、基礎となるブロックチェーンのセキュリティ保証を保持しながら、より豊富なプログラマ性を可能にします。

例は次のとおりです。

• Lightning Network：オフチェーンチャネルを介した高速で低コストの支払いを促進し、条件付き転送を備えた支払いチャネルネットワークとして効果的に機能します。
• Rootstock（RSK）： Ethereumの堅実さと互換性のあるチューリング複雑な仮想マシンを導入するサイドチェーンにより、開発者はBitcoinに固定された複雑なスマートコントラクトを展開できます。
• Stacks Protocol： BitcoinでスマートコントラクトとDefiアプリケーションを有効にして、移動実証（POX）として知られる新しいコンセンサスメカニズムを使用します。

これらのテクノロジーを活用することにより、 Bitcoinは、地方分権化、遅延、または信頼の仮定のトレードオフがあるにもかかわらず、高度なスマートコントラクトユースケースを間接的にサポートできます。

よくある質問

Q1：Bitcoinにカスタムスマートコントラクトを直接書くことはできますか？ A1：Bitcoinは、イーサリアムと同じようにカスタムスマートコントラクトの作成をサポートしていません。そのスクリプトシステムは、複雑さを防ぎ、セキュリティを確保するために意図的に制限されています。 Bitcoinスクリプトを使用して基本ロジックを実装できますが、基本層では本格的なDAPP開発は実行できません。

Q2：Bitcoinスクリプトとイーサリアムの堅実さの違いは何ですか？ A2：Bitcoinスクリプトは、主にトランザクションの検証に使用される低レベルの非耕作的なスクリプト言語です。一方、Solidityは、Ethereumで複雑な分散型アプリケーションとスマートコントラクトを構築するために設計された、高レベルのチューリング複雑なプログラミング言語です。

Q3：Bitcoinスクリプトを使用してマルチシグネチャウォレットを作成するにはどうすればよいですか？ A3：マルチ署名ウォレットを作成するには、op_checkmultisig opcodeを使用します。総数のパブリックキーから必要な署名の数を指定します。たとえば、2分の3のマルチシグウォレットには、資金のロックを解除するために、3つの提供されたパブリックキーから2つの署名が必要です。

Q4：展開前にBitcoinスクリプトをテストできるツールはありますか？ A4：はい、 Bitcoin Coreのコマンドラインインターフェイス、 BlockStream.info Explorer 、およびオンラインスクリプトシミュレーターなどのツールにより、開発者はスクリプトを構築およびテストすることができます。これらの環境は、実際のトランザクションを展開する際の正確性を確認し、費用のかかる間違いを回避するのに役立ちます。