BVMはステートマシンです

BVMは、イーサリアム仮想マシン（EVM）と類似したステートマシンとして機能し、ビットコインのブロックチェーンとやり取りしてスマートコントラクトの実行を可能にします。BVMは、Taproot対応スクリプトを介してビットコイントランザクションに契約データを埋め込むことにより、ビットコインの既存フレームワークとの互換性を確保します。このアプローチにより、ビットコインは不変のままでありながら新しいプログラミング能力を獲得します。

実行層

BVMのアーキテクチャには、契約処理とトランザクションの検証を管理するための複数の実行レイヤーが含まれています。システムは、計算量の多いタスクをレイヤー2のソリューションにオフロードする設計となっており、同時に重要なデータはBitcoinのブロックチェーンに記録されます。この分業はより効率的な処理を可能にし、より高いトランザクション量に対するスケーラビリティをサポートしています。

実行レイヤーは管理します:

• 契約実行のためのオフチェーン計算。
• 最終決済のためのオンチェーンデータ検証。
• 追加機能のために分散型データストレージオラクルなどの外部サービスとの相互作用。

コンセンサスと検証

BVMは、ビットコインのプルーフ・オブ・ワークの合意メカニズムに依存しており、取引のセキュリティと最終性を確保しています。BVMはビットコインの既存のインフラを利用することで、新しい合意メカニズムを導入することを避け、ネットワークの確立された信頼性を維持しています。BVMを介して処理されるスマートコントラクト取引は、ビットコインのブロックチェーン上で検証および格納され、一貫性と透明性を確保しています。

契約の検証について、BVMはチャレンジ・レスポンス・システムを採用しています。このシステムにより、参加者は暗号的な証拠を提供することで無効な取引に異議を申し立てることができ、ネットワークが正確かつ安全であることが保証されます。

データの保存と利用可能性

BVMアーキテクチャには、ビットコインのトランザクション内に契約関連情報を格納するデータ埋め込み技術が含まれています。これらの技術は、Taproot対応トランザクションのウィットネスデータフィールドを使用して、トランザクションのロジックに干渉せずにプログラムの命令と実行データを格納することができます。この方法により、データはアクセス可能で検証可能なままであり、同時にビットコインのトランザクション構造が保持されます。

スケーラビリティに対応するために、BVMはFilecoinやCelestiaなどの外部データ可用性ソリューションと統合されています。これらのプラットフォームは大容量データセットの追加ストレージ容量を提供し、Bitcoinのブロックチェーンへの負荷を軽減しながらデータのアクセシビリティを維持します。

BVMは、スマートコントラクトが独立して動作することを保証するために、隔離メカニズムを実装しています。コントラクトの実行環境をサンドボックス化することで、BVMはコントラクト間の意図しない相互作用を防止し、連鎖的な障害のリスクを低減します。このアプローチにより、安定性が向上し、個々の契約が干渉なく実行されることが保証されます。

Taprootとの統合

Taproot技術は、BVMのBitcoinとの統合において中心的な役割を果たしています。Taprootトランザクションにより、データと実行スクリプトの効率的なエンコーディングが可能となり、高度な機能を実現しながらプライバシーを保護し、トランザクションサイズを削減することができます。Taprootを利用することで、BVMは契約データをコンパクトに保ち、Bitcoinのネットワーク標準と互換性があることを確認しています。

Taprootが有効化されたウィットネスデータフィールドは、契約の実行データを保存するために使用されます。このフィールドは、暗号化証明、状態の更新、および実行ログを保存するための十分なスペースを提供し、ブロックチェーンがすべての契約関連のアクティビティに関して信頼性のある情報源となることを保証します。

拡張性メカニズム

BVMは、トランザクションのスループットを増やし、コストを削減するために、いくつかのスケーラビリティメカニズムを採用しています。これらのメカニズムには、以下が含まれます:

• ロールアップ：楽観的なロールアップとゼロ知識（zk）ロールアップの両方がサポートされています。楽観的なロールアップはオフチェーンでトランザクションを処理し、有効性の証明をメインチェーンに提出します。zkロールアップは、基になるデータを公開せずにトランザクションを検証するための暗号的な証明を生成します。これにより、プライバシーが向上します。
• サイドチェーン：サイドチェーンは、2方向ペッグを介してビットコインとやり取りする独立したブロックチェーンとして機能します。これにより、開発者は特定のユースケースのためのカスタム環境を作成し、ビットコインのメインチェーンから計算タスクを外部にオフロードすることができます。
• シャーディング:Ethereumでは主に概念ですが、BVMの設計によって特定のコンテキストでトランザクションの並列処理が可能になり、Bitcoinのアーキテクチャを変更せずにスループットを向上させることができます。

外部統合のサポート

BVMは外部ツールやプラットフォームとシームレスに連携するように設計されています。これらの統合には次のものが含まれます:

• データオラクル：BVMは、契約の実行のために外部データを取得するための分散型オラクルをサポートしています。これにより、価格フィードや天気データなどの実世界情報に依存する動的なアプリケーションが可能になります。
• ストレージソリューション：FilecoinやArweaveのような分散型ストレージプラットフォームは、BVMアプリケーションのための追加のストレージ容量を提供します。この統合により、大規模なデータセットを効率的に保存およびアクセスすることができます。
• 開発ツール：BVMは、Solidityコンパイラやテストフレームワークなど、広く使用されている開発ツールと互換性があり、開発者がプラットフォームへの移行を容易にすることができます。

セキュリティ機能

BVMのアーキテクチャには、脆弱性や悪意ある活動に対抗するための複数のセキュリティ機能が組み込まれています。これらの機能には、次のものが含まれています:

• 暗号の検証:トランザクションと契約の実行は、高度な暗号技術を使用して検証され、データの整合性と真正性が保証されます。
• 紛争解決：チャレンジレスポンスプロトコルにより、効率的に紛争を解決し、詐欺やエラーのリスクを低減することができます。
• アクセスコントロール：BVM上のスマートコントラクトには、組み込みのアクセス制御があり、機密機能には認可された当事者のみが操作できるようになっています。

デプロイメントとメンテナンス

BVM上でアプリケーションを展開するには、スマートコントラクトのコンパイル、コントラクトデータのビットコイントランザクションへの埋め込み、およびトランザクションのネットワークへのブロードキャストなど、いくつかのステップが必要です。 統合開発環境であるBVM Studioは、展開のための事前設定済みのモジュールやビジュアルツールを提供することで、このプロセスを簡素化しています。

BVMベースのアプリケーションのメンテナンスには、契約のパフォーマンスの監視、必要に応じたコードの更新、進化する標準との互換性の確保が含まれます。開発者は、形式的検証と自動テストの使用などのベストプラクティスに従うことをお勧めし、長期的な信頼性を確保するよう努めることを奨励しています。

ハイライト

• BVMは、スマートコントラクトやdAppsのためにビットコインのブロックチェーンを使用した状態機械として動作します。
• Taproot統合により、コンパクトなデータストレージと実行互換性が可能になります。
• スケーラビリティは、ロールアップ、サイドチェーン、効率的な処理レイヤーによって実現されます。
• 外部との統合には、データオラクル、分散型ストレージ、開発ツールが含まれています。
• セキュリティ機能には、暗号検証、紛争解決、およびアクセス制御が含まれています。