ビットコインがなぜセグウィットアドレスを必要とするのか: オンチェーンスケーリングに関する完全ガイド

ビットコインが直面した問題

サトシ・ナカモトがビットコインを設立したとき、ブロックサイズの上限を1MBに設定しました。初期の頃は、これはニッチなコミュニティには十分でしたが、ビットコインの採用が爆発的に増えたとき、すべてが変わりました。

以下が起こったことです：ビットコインは約7件の取引を1秒間に処理します。ブロックは10分ごとに到着し、容量は1MBに制限されているため、各ブロックは数十件の取引しか収容できません。その結果、ネットワークが混雑すると、数万件の取引が承認を待って積み上がります。ユーザーは数十ドルに達する取引手数料に直面し、待機時間は数日にも及びました。ネットワークはスケーラビリティの壁にぶつかりました。

暗号通貨コミュニティは、技術的なブレークスルーを緊急に必要としていました。答えは予期しない方向からやってきました：トランザクションデータを署名検証情報から分離することです。

SegWitを理解する:技術革新

2015年に何が変わったのか？

ビットコイン開発者ピーター・ウィルとビットコインコアの貢献者たちは、2015年にセグレゲーテッド・ウィットネス(SegWit)を提案しました。2年後の2017年、SegWitはビットコインネットワーク上でソフトフォークを通じてアクティブ化されました。画期的な点は、1つのブロックのデータ容量が1.7倍増加したことです。1MBのハードリミットは変更されませんでした。

これは実際にどのように機能しますか？

すべてのビットコイン取引は、2つのコンポーネントを含んでいます:

• 基本的な取引データ — 実際の転送情報 (からのアドレス、アドレス宛、金額)
• ウィットネスデータ — 送信者が取引を承認したことを証明するデジタル署名

ここでの重要な洞察は、署名データがブロックスペースの約65%を占めているにもかかわらず、それは検証のためだけに必要であるということです。資産の可用性を確認するためには直接関係ありません。

SegWitは、この証人データを抽出し、メインのトランザクションブロックの外に別に保存します。これが、この技術の名前の由来となる分離です。その結果、各ブロックにより多くのトランザクション情報が収まるようになり、トランザクション処理が速くなり、検証コストが削減されます。

理論から実践へ：SegWitアドレスの種類について解説

革新は処理を改善するだけでなく、新しいアドレス形式を作り出しました。これらの形式を理解することは重要です。なぜなら、それらは直接的に手数料と互換性に影響を与えるからです。

レガシーアドレス (まだ存在する)

P2PKH形式 — 「1」で始まるアドレス (example: 1Fh7ajXabJBpZPZw8bjD3QU4CuQ3pRty9u)

これは2009年のオリジナルのビットコインアドレス形式です。これらはSegWit技術を使用しておらず、手数料比較の基準となります。これを使用している場合、コスト削減の機会を逃しています。

P2SH形式 — 「3」で始まるアドレス (example: 3EktnHQD7RiAE6uzMj2ZifT9YgRrkSgzQX)

元々マルチシグネチャウォレット用に設計されたP2SHは、後方互換性のためにSegWitアドレスをラップすることもできます。利点：まだネイティブSegWitを認識していない古いウォレットやノードでも動作します。

ネイティブSegWitアドレス: モダンスタンダード

Native SegWit (Bech32) Format — “bc1q” で始まるアドレス (example: bc1qmgjswfb6eXcmuJgLxvMxAo1tth2QCyyPYt8shz)

これは最新かつ最も効率的なsegwitアドレス形式です。Bech32はBase32エンコーディングを使用しており、Base58の代わりに、よりコンパクトで効率的です。主な利点:

• 35%の手数料削減 “1” で始まるレガシーアドレスと比較して
• 大文字と小文字を区別しない(は大文字と小文字の両方を受け入れます)
• より良いエラー検出 — タイポが見つかり、フラグが立てられます
• 小さいQRコードのエンコーディング
• 固定長：標準アドレスは42文字、マルチシグネチャは62文字

手数料が低い理由は？Bech32 segwitアドレスはブロックチェーンのスペースを占有しないため、ブロックに含めるのにかかるコストが少なくなります。

タップルートアドレス ( 次の進化 )

P2TR 形式 (Bech32m) — “bc1p” で始まるアドレス (example: bc1pqs7w62shf5ee3qz5jaywle85jmg8suehwhOawnqxevre9k7zvqdz2mOn)

Taprootは、まれなチェックサムの脆弱性を修正するためにBech32をアップグレードしました。さらに重要なのは、ビットコインのプログラム可能性を解放し、Ordinals (ビットコインNFT)およびBRC-20トークンを可能にしたことです。送金手数料は「3」で始まるアドレスと同程度です。

手数料の利点：どのアドレスが最も節約できますか？

貯蓄に関する厳しい数学は次の通りです:

• P2SH (アドレスは3)で始まります vs P2PKH (アドレスは1)で始まります: 24%の手数料削減
• **ネイティブSegWit (bc1q)**対P2PKH:35%の手数料割引
• ネイティブSegWit vs マルチシグアドレス: 最大 70% 手数料削減
• Taproot (bc1p): “3” で始まるアドレスと同様の手数料

パターンは明確です：新しいsegwitアドレス形式は、ブロックスペースを消費する量が少ないため、コストが低くなります。

なぜSegWitは取引速度を超えて重要なのか

ライトニングネットワークの依存関係

ビットコインのライトニングネットワーク — 最も議論されているレイヤー2スケーリングソリューション — は、SegWitを基盤として依存しています。オンチェーンデータの負担を軽減することで、SegWitはライトニングネットワークチャンネルが効率的に機能するための条件を作り出します。これは共生関係です：SegWitはオンチェーンの圧力を和らげ、ライトニングがオフチェーンで高頻度の支払いを処理できるようにします。

取引の可塑性に対するセキュリティ

署名データが取引記録から分離されているため、ブロードキャスト後に取引の詳細を操作することは暗号的に不可能になります。初期のビットコインの悪用は、取引署名の変更を伴う(マレアビリティ攻撃)でした。SegWitはこの脆弱性を排除しました。

オーディナルとビットコインNFTへのゲートウェイ

SegWit、特にTaprootは、ビットコインのトランザクションに任意のデータを埋め込む能力を拡張しました。これにより、ビットコインオーディナルが直接可能になりました — 個々のサトシをNFTコンテナに変える銘刻システムです。SegWitのデータ分離がなければ、ビットコインNFTは不可能だったでしょう。

実世界の影響：採用メトリクス

2020年8月時点で、SegWitの採用率は67%に達していました。現在の数字は大幅に高くなっています。これは、ビットコインの取引の大多数が現在、より速い確認と低い手数料の恩恵を受けていることを意味します。

3つの主要な暗号通貨 — ビットコイン、Litecoin、そしてBitcoin Cash — はすべてSegWitをサポートしており、そのスケーリングソリューションとしての重要性を証明しています。

アドレスの選択: 実用ガイド

ほとんどのユーザー向け: ネイティブSegWit (bc1q形式)は、手数料、互換性、効率の最適なバランスを提供します。ほぼすべての最新のウォレットがこれをサポートしています。

レガシーシステム互換性のため: P2SHアドレス (は3)で始まり、ビットコインアドレス技術を使用しながら、依然として最良の後方互換性を提供します。

NFTホルダー向け: Taprootアドレス (bc1p) は、オーディナルやBRC-20トークンを保持したい場合に必要です。

絶対に使用しないでください: 新しいウォレットで1(で始まるP2PKHアドレス)を使用すると、何の利益もないのに手数料が35%も高くなります。

ボトムライン

SegWitはビットコインの最も重要な技術的成果の一つを表しています。それは1MBのブロックサイズ制限を変更することなく、取引容量を倍増させることによって即時のスケーラビリティ危機を解決しました。それはライトニングネットワークを可能にしました。それはセキュリティの脆弱性を修正しました。そして、それはビットコインのNFTへの道を開きました。

より重要なのは、SegWitがビットコインが時代遅れではないことを示していることです — それは進化しています。この技術は、Taprootのような革新や新しいsegwitアドレス形式の出現を通じて改善され続けています。bc1アドレスを使用するたびに、あなたはこの革新を利用し、手数料を削減し、ビットコインの長期的な持続可能性をサポートしています。

もはやSegWitを使用するかどうかの問題ではなく、どのSegWitアドレス形式があなたのユースケースに最適かという問題です。