ビットコインの地位を脅かす3つの課題: 量子コンピューティング、スケーリング、電力網への依存

ビットコインはその王座を守れるか？

この記事執筆時点で、ビットコイン（BTC）は1コインあたりわずかに90,000ドルを超え、3.02兆ドルの暗号市場経済全体の59%のシェアを占めています。一時は懐疑論者により無視されていたビットコインは、現在では世界最大の金融機関の一部から尊敬を集め、国家準備金への潜在的な追加としても注目されています。

その価値の急上昇を超えて、ビットコインのプルーフ・オブ・ワーク（PoW）ネットワークは、チェーンをサポートするのに700エクサハッシュ/秒（EH/s）以上の印象的な力を誇っています。暗号通貨の王としての座を占めているにもかかわらず、BTCは今後の年月にわたって成長し、その支配を維持する余地があります。以下は、ビットコインネットワークが将来に向けて改善するための3つの可能性のある方法の探索です。

ビットコインのスケーリング—10年にわたるジレンマ

ビットコインのスケーリングの課題を議論することは、ある意味では地雷原を歩くようなものかもしれませんが、多くの愛好家は、ネットワークが数十億のユーザーをサポートするために進化し続けなければなりませんが、その<控えめで検閲に強いエトスを失わないようにする必要があると主張しています。 この24時間で、BTCは581,039回の取引を処理し、平均して6.72取引/秒（tps）でした。ネットワークは、1日で100万回の取引のマイルストーンを超えることはまだありません。過去に達成した記録は4月23日で、マイナーが927,010回の取引を確認し、約10.73 tpsのスループットを達成しました。

比較として、Visaは全く異なるレベルで稼働しており、前年度の報告によれば、1日に約7億5700万件の取引を処理しています。現在、Visaのスピードに匹敵するブロックチェーンはありませんが、Solanaのようなものは大きな進歩を遂げています。例えば、2021年12月24日には、Solanaが5,700万件の取引を処理し、平均すると659.72 tpsに達しました。慎重な革新によって、ビットコインがいつの日かVisaのスピードに匹敵する日は来るかもしれず、これはサトシ・ナカモトが構想した可能性すらあります。

現在、ビットコインブロックチェーンは需要が急増した際に多くの取引を処理するのに苦労しています。ネットワークが過負荷になると、取引手数料が上昇し、低料金の転送はメンプールで長時間滞留することになります。現在、238,922件の未確認取引がキューに入っており、この数は以前には70万を超えたこともありました。このような渋滞時には、手数料が特にハルビング後に$240に達したこともあり、そういった日には$240未満のBTCを持つ人はオンチェーンで資金を使用できず、行き詰まってしまうこともあります。

レイヤーツー（L2）ソリューションは代替策を提供しますが、スケーリングは慎重にアプローチする必要があります。もしできれば数十億のユーザーがオンチェーンで最低限の障壁で取引できるようになれば、ペニー程度のマイクロトランザクションであっても、鉱夫にとっては significant fee 収益を生成することができます。しかし、Ethereumユーザーが発見した通り、L2ソリューションは本来は賃料を支払うことを意図していますが、L1チェーンから活動を吸い上げることもあります。ビザレベルの取引スピードを達成するのにL2sは助けになるかもしれませんが、サイドチェーンや代替ネットワークと同様に、ビットコインのセキュリティに匹敵するかどうかは疑問です。この議論は10年近く続いており、今ではそれほど目立たなくなりましたが、再び盛り上がりを見せる可能性があります。

量子耐性の必要性

多くの人は、量子コンピューティングがビットコインにとって将来の重大なリスクをもたらすと信じています。主に、トランザクションと台帳を保護する暗号の基礎を脅かすことによってです。ビットコインは、取引の認証とウォレットの保護に楕円曲線デジタル署名アルゴリズム（ECDSA）を使用しています。理論的には、ショアのアルゴリズムを活用する量子コンピュータがECDSAの基盤となる数学的問題を解き、公開鍵から秘密鍵を導き出し得ると言われています。

これらのリスクを軽減するために、開発者は最終的にビットコインの量子耐性を高めるためのいくつかの戦略を実施する可能性があります。一つのアプローチは、ECDSAからポスト量子暗号アルゴリズム、例えば格子基盤やハッシュ基盤の署名など、量子攻撃に安全とされるものに移行することです。また、量子耐性のある鍵交換プロトコルを統合することにより、ノード間の通信の機密性を保護することも可能です。もう一つの対策は、対称暗号アルゴリズムの鍵サイズを増やすことであり、より大きな鍵は量子解読の試みへの抵抗力を高めます。

開発者はまた、古典的および量子耐性のあるアルゴリズムを組み合わせたハイブリッド暗号システムを実装し、移行期間中の多層的なセキュリティを提供することも考慮するかもしれません。量子コンピューティングの進化は日々加速しており、人工知能（AI）とともに、ポスト量子暗号技術の最新進展を組み込んだビットコインプロトコルを定期的に更新することは、量子時代におけるネットワークのセキュリティを維持するために不可欠です。

ビットコインの電力供給とインターネット依存

ビットコインブロックチェーンの電力とインターネット接続への依存は、2つの大きな脆弱性をもたらします。大規模な電力供給遮断やインターネットの途絶が、トランザクションの確認やコンセンサスの維持を行う鉱夫やノードを停止させ、一時的な処理の遅延を引き起こし、ネットワークの信頼性を揺るがす可能性があります。また、重要なインフラをターゲットにしたサイバー攻撃や自然災害のような出来事は、影響を受けた地域の電力グリッドや通信システムを壊滅させ、ビットコインの安定性に重大な脅威をもたらす可能性があります。

グリッドやインターネットの崩壊は、国際金融、商業、コミュニケーションに影響を与えるだろうが、ビットコインの分散型の本質が独自の課題を提示します。運用が断片化し、活動する鉱夫が減少するにつれてハッシュレートが低下するかもしれません。ビットコインのデザインは本来レジリエントですが、長期間の outage は回復を遅らせることがあります。そうした期間には、ネットワークの孤立が不一致や一時的なセキュリティリスクを引き起こし、接続が回復するまで続くこともあります。

これらの脆弱性に対処するために、ビットコイン開発者と広範なコミュニティは革新的な解決策を模索しています。メッシュネットワーク、HAMラジオ、および衛星ベースのシステムなどの技術は、トランザクションを送信し確認するための代替手段を提供します。例えば、Blockstreamは、信頼できないインターネット環境でも世界中のビットコインネットワークアクセスを保証するために、すでに衛星サービスを提供しています。開発者は、オフラインでの取引署名と一括送信を可能にするプロトコルの検討も進めており、重要なインフラの混乱時であってもユーザーが取引を行えるようにします。

グリッドやインターネットの崩壊の考え方は恐ろしいものですが、歴史は重要なシステムが災害後に迅速に復旧されることが多いことを示しています。電力グリッドを再建し、HAMラジオや衛星インターネットのような代替通信手段を設置する努力がすぐに始まるでしょう。ビットコインはこれらの回復作業から利益を受け、鉱夫やノードが再接続できるようになるかもしれません。携帯可能な再生可能エネルギー源を使用することで、ビットコインマイニングは低資源環境での運用に適応できるようになり、ネットワークは主要な課題に直面しても機能し続けることが可能になります。

革新と誠実性のバランスを取りながら：将来の世代のためにビットコインの遺産を守る

ビットコインの進化は革新とレジリエンスによって特徴づけられていますが、その未来はスケーリング、安全性、適応の微妙なバランスにかかっています。ネットワークの存続は、その基礎原則を守りながら変化を受け入れるための協力的な努力に依存しています。ビットコインは、未来の世代に向けて、世界的で分散型の金融システムとしての関連性を絶えず確認し続けるために、技術的および社会的契約の両面であり続けなければなりません。