SegWit とは何か、SegWit が重要な理由、それが何を実現するのかなど、ビットコインの SegWit についての初心者向けの入門書
SegWit は、2017 年 XNUMX 月にソフト フォークによって実装されたビットコイン アップグレードの名前です。ビットコイン ネットワークが処理できるブロックあたりのトランザクション数を増やすことを目的としていました。 さらに、トランザクションの展性に関するまれなエクスプロイトに対処し、ビットコインに優れたプログラマビリティを追加して、ビットコインのライトニング ネットワークのようなソリューションのさらなる拡張を可能にしました。
この初心者向けの SegWit 入門では、SegWit とは何か、その重要性、アップグレードの背景について説明します。 また、SegWit の導入以来の影響も評価します。
目次：
ビットコインのSegWitとは何ですか?
SegWit (「分離監視 (コンセンサス層)」の略) は、2017 年 XNUMX 月にビットコイン ネットワークに実装されたスケーリング メカニズムです。ブロック サイズを大きくすることなく、より多くのトランザクションを各ブロックに含めることができるように、トランザクション データのサイズを削減することを目的としていました。ハードフォークによる制限。
SegWit は、ビットコインのトランザクション スループットの向上に加えて、ネットワーク上の他のいくつかの問題にも対処しました。 まず、このアップグレードにより、トランザクションがマイニングされる前に攻撃者が新しいトランザクション ID を作成できるというまれなエクスプロイトが軽減されます。 その後、送信者は別の ID で表示されるため、送信者がトランザクションを認識できないため、資金を受け取っていないともっともらしく主張できます。 SegWit では、トランザクション ID の計算にトランザクション署名データは必要ありません。 したがって、悪意のある者が署名データを変更しても、ID は同じままになります。
SegWit がビットコインにもたらしたもう 2 つの改善は、プログラミングの柔軟性の向上です。 これにより、ライトニング ネットワークのようなレイヤー XNUMX スケーリング ソリューションが効果的に有効になりました。 ライトニング ネットワークでは、相互に依存するより複雑なトランザクションが必要になります。 トランザクションの展性を修正しないと、署名データ、つまりトランザクション ID を変更することによって、他に依存するトランザクションが無効になる可能性があります。 SegWit はトランザクション署名をトランザクション データから分離し、後者から ID を計算するため、署名データの変更によって将来のトランザクションが無効になることはありません。
ビットコイン業界は SegWit を全面的にサポートしていたわけではありません。 アクティブ化される前は、ハード フォークを介してブロック サイズ制限を増やすことでネットワークをスケーリングすることを支持する人もいました。 最終的に、この派閥はブロック サイズの増加を導入することになります。 その結果生じたハードフォークにより、ビットコインキャッシュネットワークとそのネイティブ暗号資産が誕生しました。 BCH.
ビットコイン ネットワークのすべての関係者がすぐに SegWit にアップグレードしたわけではありませんが、下位互換性のある変更として実装されたという事実は、それ自体のアクティブ化によってネットワークが分断されることはなかったということを意味します。 ハード フォークとは対照的に、このような変更はソフト フォークとして知られており、ネットワークを分割するリスクがあります。
SegWit の簡単な歴史
SegWitのコードは 公表 BIP の作成者は、開発者の Eric Lombrozo、Johnson Lau、Pieter Wuille でした。 その後、141 年 2015 月に Bitcoin Core クライアントに導入されました。しかし、この変更を承認したビットコインマイナーはほとんどなく、SegWit をサポートするよう指示しませんでした。
Bitcoin Magazine のレポート 提案する マイナーの一派が SegWit に反対しているのは、彼らが効率を 20% 向上させて収益性を高める「AsicBoost」として知られるエクスプロイトの恩恵を受けていたからだと主張しました。
2017 年 2 月、最も強力なビットコインマイナーと企業のグループが会合し、後にニューヨーク協定と呼ばれることになる協定の草案を作成しました。 彼らは、変更の一環として SegWit をアクティブ化し、ブロック サイズ制限を増やすことに同意しました。これは「SegWit XNUMXX」と呼ばれるアップグレードです。 前年にコア ソフトウェアに実装された SegWit バージョンとは異なり、この変更には以前のビットコイン ソフトウェア バージョンとの下位互換性がなく、ネットワークが分断される危険がありました。
ニューヨーク協定では、SegWit 2Xのアクティベーションが2017年2月に予定されていた。しかし、ビットコインコミュニティ内の多くは、企業の秘密会議は自分たちを代表するものではないと感じており、SegWit XNUMXXは暗号通貨全体の分散型精神に対する脅威であると認識していた。
偽名のビットコイン開発者シャオリン・フライは、ユーザー起動ソフトフォーク (UASF) として知られるソリューションを考案しました。 基本的に、ノードとウォレットのオペレーターは SegWit をアクティブ化し、非 SegWit ブロックを拒否します。 ユーザーのサポートがなければ、ビットコインのマイニングはすぐに無駄な作業になってしまうため、これはマイナーにアップグレードをアクティブ化するよう圧力をかけることになります。
UASF の脅威はマイナーに SegWit サポートの合図をするよう説得するのに十分だったため、UASF は最終的には必要ありませんでした。 9 年 2017 月 XNUMX 日にマイナーが SegWit にロックされました。
しかし、SegWitの活性化に先立って、ブロックサイズの増加によるビットコインのスケーリングに最も熱心に取り組んでいた人々は、それぞれ別の道を歩みました。 いわゆる「ビッグブロッカー」（下位互換性のない方法でブロックのサイズを増やすことによるスケーリングを好むマイナー）のグループによって実装されたネットワークのブロックサイズの変更は、ビットコインキャッシュを作成するハードフォークをもたらしました。 。
この時期はビットコイン ネットワークにとって激動の時期であり、ハード フォークとソフト フォークをめぐる問題が落ち着いた後、BTC 価格は 2017 年の残りの期間をかけて当時の史上最高値であるほぼ 20,000 ドルまで上昇しました。
SegWit はどのように機能しますか?
SegWit の機能 隔離する 取引の 証人データ 取引データより。 従来のシステムでは、ブロックにはトランザクション入力 (送信者)、出力 (受信者)、およびトランザクション署名データが含まれていました。 SegWit がアクティブな場合、ブロックは 1 MB の基本ブロックとトランザクション データを保存する追加セクションに分割されます。 他のセクションには、最大 3 MB の証人データを保存できます。
したがって、一般的な考えに反して、SegWit は実際にはブロック サイズの制限を増加させます。 ただし、この増加は、ネットワークを分割する危険を回避する方法で実施されました。 ノードを SegWit にアップグレードしたくない場合でも、ビットコイン ネットワークに参加できます。
従来のトランザクションでは、トランザクション データと署名によって単一のマークル ツリー (つまり、さまざまなデータを一緒にハッシュすることによって形成されるデータ構造) が形成され、そこからトランザクション ID が作成されました。 これは、トランザクションがマイニングされる前に署名データを変更すると、トランザクション ID が異なることを意味します。
SegWit では、トランザクション ID は署名データに依存しません。 したがって、悪意のあるエンティティがトランザクションの署名を変更できたとしても、トランザクション ID に影響を与えたり、以前のトランザクションに依存していたトランザクションを無効にしたりすることはありません。
基本ブロックは依然として 1 MB ですが、監視データがなければトランザクションが最大 65% 小さくなるため、ブロックごとにより多くのトランザクションからのデータを含めることができます。 これにより、マイナーは各ブロックにさらに多くのトランザクションを含めることが効果的に可能になり、ビットコイン ネットワークをより多くのユーザーに拡張できるようになります。
SegWit は、ビットコインのトランザクション スループットを向上させるだけでなく、より複雑なトランザクションも可能にします。 以前は、トランザクションの展性バグを利用して、相互に依存するトランザクションを無効にすることができました。 SegWit をアクティブにすると、トランザクション ID は後で変更される可能性のあるデータに依存しなくなります。 したがって、他のトランザクションに依存関係のあるトランザクションを無効にすることはできません。 これにより、Lightning Network などの追加のスケーリング ソリューションが可能になります。
SegWit アドレス形式
SegWit トランザクションは、XNUMX つのアドレス形式のいずれかを使用します。 これにより、SegWit アドレスから送信しているのか、SegWit をサポートするウォレットで取引しているのかを非常に簡単に判断できます。
「3」で始まるアドレスは、Pay to Script Hash (P2SH) アドレスとして知られています。 これは、レガシー (または非 SegWit) トランザクションと SegWit トランザクションの両方と互換性のある古いアドレス形式です。 SegWit をサポートしていないウォレットでも、このアドレス形式を使用して SegWit トランザクションを受信できます。 P2SH アドレスを使用して取引する場合、取引手数料は従来のアドレスよりも若干低くなります。
一方、ネイティブ SegWit アドレスとしても知られる Bech32 アドレスは、「bc1」で始まります。 Bech32 アドレスを使用するトランザクションでは、P2SH アドレスに比べて使用するデータが少なくなります。 このアドレス形式により、ブロックごとにさらに多くのトランザクションが可能になり、トランザクション手数料がさらに低くなります。 ただし、SegWit をサポートするために使用されるウォレットが必要であり、ソフトウェアのアップグレードが必要です。
SegWit が重要な理由
SegWit は、ビットコイン開発者や業界観察者がネットワークの採用を制限すると認識していた取引コストの上昇に対処します。 ビットコインのブロックがいっぱいになると、トランザクションはいわゆる待機状態になります。 mempool.
トランザクションは、マイナーがトランザクションをブロックに含めるまでメモリプールに残ります。 マイナーは、含まれる取引手数料に基づいて、どの取引を含めるかを選択します。 非常に少額の手数料を含むトランザクションは、ビットコイン ブロックチェーンの混雑時に長時間メモリプールで待機します。これは、採掘者がより高い手数料の支払いによるトランザクションを好むためであり、その方が収益性が高くなるからです。
SegWit を使用すると、1 MB の基本ブロックに保存されるデータが従来の形式よりも小さいため、マイナーはブロックごとにより多くのトランザクションを含めることができます。 これにより、ブロック容量が増加し、メモリプール内で待機するトランザクションが少なくなります。 待機するトランザクションが少なくなると、より低い手数料でトランザクションがブロックに含まれる可能性が高くなります。 したがって、ネットワーク全体の平均取引手数料は低下します。
さらに、SegWit により、メインのビットコイン ブロックチェーンの上のレイヤーに構築された追加のスケーリング ソリューションが可能になります。 今日最初で最も有名なものはライトニング ネットワークです。 ライトニング ネットワークを使用すると、決済チャネルでオフチェーンでトランザクションを実行できるようになります。 これらのトランザクションはすぐにブロックにマイニングする必要がなくなったため、マイニングを待つトランザクションが減り、ユーザーに対するトランザクション手数料の引き上げの圧力がさらに軽減されます。
SegWit をサポートするものにとって、アップグレードはハード フォークによってブロック サイズ制限を増やすよりも有利です。 第一に、ソフトフォークには、ビットコインユーザーの間で混乱を招く可能性のあるネットワークの分割のリスクがありません。
第 XNUMX に、アップグレードによってノード オペレータに追加のハードウェア要求が強制されることはありません。 ビットコインのより重要な特性の XNUMX つは、ビットコイン ブロックチェーンを参照し、トランザクション自体の正当性を確認するために必要なハードウェアを誰でも操作できることです。 ブロック サイズ制限が増加すると、ノード オペレーターは追加のメモリ リソースを備えたより高価なハードウェアを使用する必要が生じ、ネットワークの集中化が高まります。
SegWit は成功しましたか?
SegWit はオプションの後方互換性のあるアップグレードであるため、実際にネットワークに影響を与えるまでにはしばらく時間がかかりました。 2017 年 2017 月に有効化されましたが、手数料は依然としてビットコインの潜在的な使用例を見積もるレベルに達していました。 55 年の最高額では、平均取引手数料は XNUMX ドル以上に達し、少額の取引や支払いは経済的に不可能になりました。
一部のエコシステム参加者はほぼすぐにアップグレードを実装しましたが、ウォレットプロバイダーや取引所などの他のサービスプロバイダーが SegWit を実装するには長い時間がかかりました。 2019 年末までに、新しい形式を使用した取引は全体の半分だけでした。 現在、取引の 80% 以上が つかいます セグウィット。
上のグラフは、SegWit の採用により、BTC で支払われる毎日の取引手数料が大幅に削減されたことを示しています。 7 日に処理されるオンチェーン トランザクションの数は、2017 年のピークに比べて約 1,500% 減りましたが、支払われた手数料は、22 年 2017 月 300 日にネットワークに支払われた XNUMX BTC のほんの一部にとどまっています。 XNUMX 日に支払われた手数料の合計最近のスパイクでは XNUMX BTC を超えていません。
SegWit の影響を評価する際には、アップグレードによって Lightning Network が可能になったことを覚えておくことが重要です。 2018 年にベータ版として開始されたライトニング ネットワークは、驚異的な成長を遂げました。 2021 年の初めの時点で、スケーリング ソリューションの総容量は 1,000 BTC をわずかに超えていました。 2022 年 3,650 月までに、ネットワークの総容量は XNUMX BTC 以上に増加しました。
ライトニングネットワークチャネルの数も同じ期間に増加しました。 37,100 年初頭の 2021 チャネルから、86,500 年 2022 月には XNUMX チャネルにピークに達しました。どちらの指標も、SegWit によってのみ可能になった Lightning アクティビティの大幅な増加を示しています。
SegWit は、ネットワーク料金への影響と、より複雑なトランザクション タイプのサポートの両方の点で成功を収めていることは明らかです。 ライトニング ネットワークに加えて、最近のビットコイン ネットワークのアップグレードでは、 主根など、SegWit を基盤としてネットワークをさらに最適化します。また、トランザクションの順応性に対処することで、ソフト フォークによりまだ開発されていないイノベーションが可能になります。
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出典: https://www.okx.com/academy/en/what-is-segregated-witness