><原文タイトル：《Thunderboltから出発し、ビットコインライトニングネットワークの設計論理を再考する》

> 原文著者：Ac-Core，YBBキャピタルリサーチャー

一、なぜビットコインでコーヒーが買えないのか？

ビットコインに関して言えば、ほとんどの人が最初に頭に浮かぶのは、「分散型」と「不変」の属性です。 しかし、どうしてもコーヒーを買うために使いたいときは、すぐに厄介な問題にぶつかります:取引が確認されるのを待つのは、コーヒーを待つよりも時間がかかり、処理手数料はコーヒーよりもさらに高額になることがあります。 ビットコインの資産はこれまでのところ「不動」であり、主に貸し出し、組み合わせ、または相互運用できないHODLに依存しています。

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ビットコイン Script のスクリプト構造は極めて保守的であり、大多数のオフチェーンインタラクションのシーンを制限しています。その設計の初衷は、毎秒何千もの支払いを処理するためではありません。しかし、現実のニーズはそこにあります——皆がビットコインを利用できることを望んでいるのです。たとえそれがゲームのスキンを購入するためであったり、動画を見てチップを渡すためであったりしても、10分も待ちたくはありません。

二、ライトニングネットワーク：一把双刃剣

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> 出典:コインテレグラフ

ビットコインの主チェーンは高速道路のようであり、ライトニングネットワークはその横に建設された有料快速通路のようです。その核心理念は主チェーンの取引効率に対する妥協から生まれました：チェーン上の取引に速度のボトルネックが存在する以上、すべての取引をチェーンに記録することにこだわらず、ユーザー間の専用「支払いチャンネル」を構築することで、高頻度での記帳を実現し、最終的にはチャンネルの閉鎖時の資金状態のみをブロックチェーンに同期します。このモデルは、友人同士が毎週交互にご馳走する精算方式に似ています——人々は毎回の食事後に即座に銀行振込を行うことはなく、10回の消費後にまとめて精算します。ライトニングネットワークは本質的に、何万ものこのような支払いチャンネルから編成された取引ネットワークです。

しかし、この一見精巧なシステムは、実際の応用において複数の困難を露呈しています。まず、チャネル構築の高いハードルがあり、ユーザーは取引チャネルを構築するために事前に資金をロックする必要があります。これは、任意の相手と取引を行うには、専用のチャネル接続を事前に構築しなければならないことを意味します。次に、複雑なルーティングの問題があります。ユーザーAとBの間に直接接続のチャネルがない場合、A-C-Bの間接的な経路があっても、中間チャネルの資金が不足していたり、経路のノードが利用できない場合、取引は依然として失敗します。さらに厳しいのはセキュリティリスクで、システムはユーザーがオンラインの状態を維持することを要求し、相手方がチャネルを閉じる際に期限切れの取引を提出して詐欺を行うのを防ぐ必要があります。これは一般のユーザーにとって、デバイスの運用管理能力に対して非現実的な要求を課すものです。

ライトニングネットワークはすでに数年の間稼働していますが、これらの構造的欠陥により、その実際の応用は常にボトルネックを突破することが難しいです。公開データによると、現在全体のライトニングネットワークの資金ロック量は約1億ドル程度にとどまっており、ビットコインシステムの万億級の時価総額に対して、そのエコシステムの地位はほぼ周辺化しています。このことは業界に深い思索を引き起こします：私たちは既存の困難を突破するために、より完全なオフチェーン決済プロトコルを構築することができるのでしょうか？

チェーンキャッチャーの4月15日のニュースによると、HSBCは公式プレスリリースで、Bitcoin Thunderboltが10年間で最も重要なビットコインの技術アップグレードであると発表しました。Thunderbolt全体の観察は「ライトニングネットワーク2.0」のように見えますが、それは単なるアップグレードではなく、オフチェーンのビットコイン相互作用のパラダイムへの再構築のようです。

三、Thunderbolt プロトコルとは

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> 画像提供：Nubit | ビットコイン サンダーボルト

Bitcoin Thunderboltは、ビットコインの基盤層に基づくソフトフォークアップグレード方式であり、第二層ネットワークやクロスチェーンブリッジの妥協案に依存するのではなく、ビットコインのメインチェーンのプロトコルレベルで直接変更を行うことで、ビットコインのスケーラビリティ、取引性能、プログラム可能な能力を根本的に向上させます。

性能の観点から見ると、NubitはUTXO（未使用取引出力）バンドリング技術を利用して、ビットコインの従来の取引処理モデルを大幅に最適化しました。従来のビットコインネットワークは単一のUTXOモデルを採用しているため、取引速度とスループットに明らかな制限があります。UTXOバンドリングは複数のUTXOをまとめて処理することを可能にし、取引データ量を圧縮することに相当します。これにより、安全性を損なうことなく、取引速度が約10倍向上しました。

プログラム可能性の面で、Bitcoin ThunderboltはOP_CATオペコードを再導入し、拡張します（このオペコードはビットコインの初期バージョンに存在していましたが、その後削除されました）。OP_CATはデータに接続操作を許可し、開発者はより複雑なスクリプトロジックを構築できるため、ビットコインのメインチェーン上で直接スマートコントラクトを実現できます。このアップグレードによる最も直接的な利点は、サイドチェーン、ロールアップ、またはクロスチェーンブリッジに依存せずに、開発者がネイティブビットコインネットワーク上で分散型アプリケーション（dApps）を展開できることです。

資産協定の統合面で、NubitはGoldinalsという統一基準を提唱し実現しました。Goldinalsは、ゼロ知識証明と状態コミットメントに基づいた資産発行フレームワークを提供します。簡単に言うと、これは「ビットコイン原生」のトークン標準であり、外部の信頼機関に依存せず、複雑なクロスチェーンブリッジも必要とせず、チェーン上で各トークンの存在と状態を検証することができます。BitMMは、ビットコイン上で動作するチェーン上の自動マーケットメイカーが、散発的なBRC-20、Runes、Ordinalsなどの協定資産を統合しています。Nubitは、去信任化取引においても重要なブレークスルーを達成しました。彼らが発表したBitMM（Bitcoin Message Market）システムは、ユーザーがビットコインチェーン上で信頼無しで取引のマッチングと情報検証を行うことをサポートします。

従来のスケーリングのアプローチ（サイドチェーン、プラズマ、ロールアップ、またはブリッジトークンの使用など）とは異なり、Nubit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ています。BitVisaは、分散型のアイデンティティと証明システムを提供します。取引の圧縮、スマートコントラクトのサポート、資産標準の統合、そしてオンチェーン取引のマッチングのすべてが、ビットコインのメインチェーン上で直接実行されます。使用されるのはネイティブBTCであり、クロスチェーンマッピングトークンではありません。

3.1 コアメカニズムの分析

本章の内容は「Stateless and Verifiable Execution Layer for Meta-Protocols on Bitcoin」という文書に基づいて説明されています（参考リンク1を参照）。私の理解によれば、ビットコインのThunderbolt（雷霆ネットワーク）とビットコインのLightning（閃電ネットワーク）は類似しており、どちらもビットコインのメインチェーンの取引確認が遅い問題を解決するために提案された拡張ソリューションです。両者の核心目標は効率を向上させ、コストを削減することです。二つの違いは以下の通りです：

ライトニングネットワークの設計は「支払いチャネル」に偏っています——これは送金支払いのみに使用され、スマートコントラクトや複雑なロジックをサポートせず、構築と維持のハードルが高く、大規模な普及には不利です。サンダーボルトはNubitによって発表され、プログラミング能力を持つオフチェーンプロトコルを提供することを目指しており、チューリング完全な操作をサポートし、より複雑な状態資産、流動性プロトコル、金融アプリケーションを構築できます。

柔軟に調整可能なマルチシグネチャ

ビットコインの「署名」を半分に分割することを想像してみてください:1つはアリスの手にあり、もう1つは委員会の手にあります。 新しいユーザーに転送が行われるたびに、アリスと委員会はそれぞれ、それを受け取った新しいユーザーのみの半署名に「ちょっとした秘密」を追加します。 彼らが知っている小さな秘密で、受信者は「2つの半分を一緒にする」ことができ、アリスがオンラインで委員会と話す必要なく、完全な署名を得ることができます。

非同期フォールトトレラント委員会台帳

「サービスグループ」と呼ばれる4n+1のような複数のノードが帳簿を管理し、誰が現在の所有者であるかを互いに確認します。少数のノードが故障しても、大多数がオンラインであれば、帳簿は正常に運営され続けます。これらのノードは「署名を手伝う」ことと「帳簿を管理する」ことだけを行い、資金を自由に扱うことはできず、安全性と分散化が保証されます。

原子交換型ファイナライズ

オンチェーンでこのお金を本当に使うときは、まず「原子交換」を3ステップ経てからです。

1.Alice+ 委員会は元のロックされた出力を使い果たし、資金を一時的に委員会に渡す；

2. 委員会は同等の金額を「Zenniと委員会」だけが共同で使用できる金庫にロックします；

3. 最後に Zenni は2つの署名を使って金庫の中のお金を持ち去りました。

こうなると、Zenniや委員会のいずれも先行することができず、オフチェーンの再構築とオンチェーンの償還が一気に行われることが保証されます。

3.2 サンダーボルトのプロトコル設計と重要な革新

· 非対話型、再帰的な署名委任

調整可能な（Tweakable）閾値Schnorr署名構造を設計しました。従来の決済チャネルでは、往復で複数回のメッセージをやり取りする必要がありますが、Thunderboltは「小さな秘密を持つ署名を一度送信するだけ」で済み、オンラインの要求も大幅に低減されます。

· 毎回移動するたびに「新しいロック」に交換する

各ジャンプ移動の際に、アリスと委員会は新しい小さな秘密で署名を更新し、古い「ロック」は完全に無効になります。これにより、以前の誰も新しい署名を取得できず、古い署名が再利用されるのを防ぎます。

· チェーン上には一度だけ痕跡を残す

開始時に一度だけ「ロック」をオンチェーンで行い、その後のすべての変更はオフチェーンで行い、最後にこのお金をオンチェーンで使う。ライトニングネットワークが常にチャネルを開閉するのに対し、Thunderboltのオンチェーン操作は少なく、プライバシーも優れています。

· オフラインでもお金を失うことはない

Alice または Zenni がオフラインであっても、委員会の大多数がオンラインであれば、いつでも移転や償還を完了でき、タイムロックの期限切れや対戦相手が悪意を持ってチャネルを閉じることを心配する必要はありません。

· 真の「機械証明」セキュリティ

プロトコルのすべての重要なステップは、Tamarin Proverを使用して「形式的検証」が行われました。つまり、これらのセキュリティ保証は単なる言葉の上のものでなく、自動化ツールによって繰り返し検証されたものです。

四、Thunderbolt は既存のライトニングネットワークソリューションと何が異なるのか？

Thunderbolt と既存のソリューション（例えば BOLT プロトコル、Breez SDK、Phoenix）を比較して、どのような改善が行われたのか見てみましょう。

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Thunderbolt は既存のライトニングネットワークのソリューションとは異なります：

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Thunderbolt の主な利点は「安全性」と「理論的完全性」にあります。これは、少数のうちの1つです。

· プロトコル設計は安全であることが証明できる

· 悪意のあるユーザーは、どんな状況でも一方的に利益を得ることはできません。

だが、その欠点も明らかである：

· デプロイが複雑：Thunderboltを使用するには、現在フルプロトコルスタックを実行する必要があり、普通のウォレットユーザーには扱いが難しい。

· メインチェーンの互換性：ビットコインのメインチェーンのスクリプト言語は非常に簡素であり、Thunderbolt は機能を実現するために賢く回り道をする必要があり、実現の難易度が増しています。

· エコシステムのサポートがまだ不足している：BOLTがすでに多数のウォレットとノードのサポートを受けているのに対し、Thunderboltは現在「初期研究段階」にあります。

5. Thunderboltの潜在的な影響:BTCFiの触媒?

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>ソース:自家製

さて、ThunderboltはBTCFiの最適解でしょうか？大胆な意見を提起してみましょう：

Thunderboltは現在BTCFi理論上最適な解法ですが、実際には「アルファ段階」にあります。言い換えれば、それはビットコインの世界の「イーサリアム2.0ホワイトペーパー」のようなもので、遠い見通しがありますが、まだ「エンジニアリングシステムレベル」の実装には至っていません。現段階での観察を通じて、個人的にはThunderboltの可能な発展経路が3つあると考えています：

1. Rollup化された統合：ビットコイン側のDeFiエンジンとして

ビットコイン主チェーン自体の拡張性が不足しているため、Thunderbolt は最終的に何らかのビットコイン L2（例えば BitVM、Nomic、BOB）上のオフチェーンモジュールになる可能性があります。これは、Rollup に Thunderbolt を統合して汎用契約実行層として機能させることに似ています。

例えば：

· BOB は Thunderbolt チャネルレイヤーを統合して、ネイティブな BTC 取引を実現できます。

· RGBエコシステムは、Thunderboltの状態管理ロジックを導入する可能性もあります。

· BitVM自体はより複雑なロジックをサポートし、Thunderboltは契約の標準の一つになります。

· サービス Babylon、Bitlayer などのシステム

2. 独立した標準エコシステムを形成し、メインチェーンと並行して運営する

Thunderbolt の最大の可能性は、ライトニングネットワークのように、自らのネットワークエコシステム、ノード運営体系、アグリゲーターなどを発展させ、Thunderbolt-LSP オペレーターを形成することです。同時に、Nubit は中本聡時代のマイナーが推進したプロトコルレイヤーのソフトフォークアップグレードを行い、UTXO バンドリングと OP_CAT の2つの大きな特性を導入しました。これにより、BTC プロトコル系資産（BRC20、Runes、Ordinals）を直接受け入れることも可能になり、非常に大きな想像の余地が生まれます。もしかしたら、将来的にはこれが持つ可能性があるかもしれません：

· サンダーボルトウォレット（フェニックスに似ている）

· サンダーボルトノード（ライトニングネットワークの軽ノード）

· サンダーボルトDEX（オフチェーン注文マッチング）

· サンダーボルトAMM（流動性プール）

3. よりシンプルなソリューションに取って代わられる

もちろん、将来的に状態チャネルや形式的言語、オフチェーンプロトコルの協力なしで同様の機能を実現できるシステムが登場すれば、Thunderboltは段階的な過渡産物に過ぎないかもしれません。例えば：

· BitVM は、より効率的な契約実行環境を実現する可能性があります

· クロスチェーンZK技術により、BTC資産が他のチェーン上で完全に信頼できる形で展開されます

· あるネイティブビットコインプロトコルが、支払い + 借入 + 契約を統一的にモデル化する

最後に、エコシステムの観点から見ると、Thunderbolt の最大の意味は、支払いができることではなく、ビットコインの資産が初めてオフチェーン契約の可組み性を持つようになったことです。これは抽象的に聞こえますが、イーサリアムの DeFi の爆発から、この「可組み性」がどれほど重要であるかがわかります。イーサリアムの爆発は、Solidity + Hardhat + Ethers.js + Metamask の完全なエコシステムによるものです。

Thunderbolt の最大の見どころは、UTXO Bundling と OP_CAT の二つの特性を導入したことです。OP_CAT は Bitcoin のネットワークにネイティブなプログラマブル性をもたらし、UTXO Bundling ( は複数の小額取引をまとめて処理し、取引データの規模を圧縮し、オンチェーンのスループットを向上させます。論理的にはイーサリアムの Rollup に似ています。すべてのビットコインエコシステムプロトコルを統一し、さまざまな資産や BitMM の実現を包摂することはもはや空論ではないようですが、Thunderbolt 現段階ではまだ「非常に強力な数学論文を書いた」ようなもので、全体的に開発者が使うにはまだ少し距離があるかもしれません。

> この記事は投稿からのものであり、意見を代表するものではありません。

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