BitVM最適化の探索

ビットコインは去中心化されたデジタル資産として安全で信頼性のある特性を持っていますが、スケーラビリティの面で限界があります。BitVM技術はビットコインの拡張に新たなアプローチを提供しますが、まだ初期段階にあり、効率性と安全性の面で改善の余地があります。この記事では、BitVMの最適化に関する以下の提案を行います:

1. ゼロ知識証明に基づくチャレンジのインタラクション回数の削減

ゼロ知識証明技術を利用して、BitVMのチャレンジラウンド数を減らし、効率を向上させることができます。具体的な方法は:

• オリジナルアルゴリズムの代わりに、ゼロ知識証明を使用した検証アルゴリズムをチャレンジ対象として使用する
• ZK詐欺証明を構築し、オンデマンドZK証明モードを実現する
• 争議がある場合にのみZK証明を生成し、継続的な計算コストを回避します。

2. より効率的なワンタイム署名スキームの採用

Winternitzワンタイム署名をLamport署名の代わりに使用することを検討できます:

• Winternitz 署名の公開鍵と署名の長さを Lamport の 1/4 に短縮できます。
• d=15,v=160,f=ripemd160(x)のパラメータの組み合わせを採用
• BitVMの取引手数料を50%以上削減します。
• よりコンパクトなワンタイム署名スキームをさらに探求する

3. ビットコインフレンドリーなハッシュ関数の設計

既存のビットコインスクリプトに基づいて効率的なハッシュ関数を設計できます。

• BLAKE3ハッシュ関数を使用し、圧縮関数はわずか7ラウンドで済みます
• 4バイトでu32ワードを表し、必要な基本演算を実現する
• BLAKE3コードを分割し、オンチェーンデータの要求を削減する
• Keccak-256などの他のハッシュ関数を実装して比較してみる

4. スクリプトレスコントラクトBitVMの導入

BitVMを最適化するためにScriptless Scripts技術を参考にすることができます:

• Schnorrマルチシグとアダプタ署名を使用して論理ゲートコミットメントを実現する
• チェーン上のスクリプトスペースを削減し、BitVMの効率を向上させる
• 既存のソリューションを改善し、証明者と挑戦者の相互作用の必要性を減らす

5. 許可不要のマルチパーティチャレンジメカニズムの実現

許可不要のマルチパーティOPチャレンジプロトコルを設計できます:

• 信頼モデルを1-of-nから1-of-Nへと拡張する
• ウィッチ攻撃と遅延攻撃の問題を解決する
• チャレンジャーに事前にステーキングを要求し、遅延上限を設定します。
• ビットコインの特性に適したマルチパーティチャレンジモデルを探求する

BitVM技術はまだ初期段階にあり、将来的にはこれらの方向での深い探求と実践が必要であり、ビットコインのさらなる拡張とエコシステムの繁栄を実現するためです。