OP_CATとは何ですか？

OP_CATの機能

OP_CATは、他のプログラミング言語で見つかる連結コマンドのように機能します。2つの要素を1つに組み合わせ、複数の文字列を接続することができます。Bitcoinネットワークでは、これは複数のUTXOのアンロックスクリプトバイトを結合することを意味します。コンセプトはシンプルですが、この機能によりBitcoinのスマートコントラクトの機能が大幅に拡張され、より複雑なデータと操作ロジックを処理できるようになります。使用例には以下があります:

• マルチサイン最適化
  マルチシグネチャのシナリオでは、OP_CATは複数の署名を1つに組み合わせて、必要な署名提出の数を減らすことができます。これにより、簡潔なトランザクションが作成され、ネットワークの検証が迅速化され、ブロックスペースが少なく使用され、トランザクション手数料が低下します。
• 状態契約
  ブロックチェーン上では、ステートは、ユーザーの残高、スマートコントラクト変数、その他のブロックチェーン情報を含む、チェーンに沿って保存されるすべてのデータを表します。ステートコントラクトは、特定の操作に基づいてこれらの現在の状態を維持および更新するスマートコントラクトです。たとえば、DeFiスマートコントラクト（A）が流動性プール内のトークン残高を管理する場合、Aはユーザーが預金または引き出しを行うたびに最新のトークン量を更新および保存します。
  複雑な分散型アプリケーションでは、ステートコントラクトは大量のデータと複数の機能を処理する必要があります。たとえば、貸出プロトコルでは、ユーザーの預金、ローン、担保残高などを追跡し、市場の変化に応じて更新し、担保が低すぎるときには清算を実行します。OP_CATは大量のステート情報を接続し、段階的な条件を通じてより正確な操作を可能にするのに役立ちます。
• 支払いチャネルネットワークのスケーラビリティ
  支払いチャネルネットワーク（例：ライトニングネットワーク）では、参加者はオフチェーンで複数のトランザクションを行い、最終的な残高のみをオンチェーンで決済します。OP_CATはさまざまな支払いリクエストを接続し、支払いチャネルでのトランザクション管理をより効率的に行い、ネットワークのスループットとパフォーマンスを大幅に向上させます。

簡単に言えば、OP_CATはBitcoinのスクリプト言語を拡張し、より高い合成能力を可能にします。これにより、開発者は複数の単純なスクリプト断片を組み合わせてより複雑な操作を作成でき、結果としてBitcoinネットワークのスケーラビリティが向上します。

開発の歴史

OP_CATは初期のBitcoinスクリプト言語に存在しました。しかし、OP_CATを使用して複数の連結を行うと、スクリプトサイズが指数関数的に増大し、メモリ制限を超え、ノードのクラッシュを引き起こす可能性がありました。セキュリティ上の理由から、Satoshi NakamotoはBitcoinのオペコードセットからOP_CATを削除しました。

最近の数年間、Bitcoinのエコシステムが進化するにつれて、ネイティブスマートコントラクトへの需要が増えてきました。SegwitとTaprootのアップグレードにより、ブロック容量が1MBから4MBに増加し、Tapscriptを介してスタック要素のサイズが520バイトに制限され、無限の拡張のリスクが軽減され、OP_CATの再導入の道が開けました。

2023年10月、Bitcoin Coreの開発者であるEthan HeilmanとBotanix LabsのリードソフトウェアエンジニアであるArmin Sabouriは、Bitcoin Improvement Proposal（BIP）を共同で発表しました。この提案は、わずか13行の簡潔なコードで構成されており、以前に削除されたOP_CATに触発され、スタック上の2つのバイトの連結を可能にする新しいTapscriptオプコードを定義しています。

ソース:Github

この提案は公式にBIP-347と指定され、ビットコイン界の著名な人物、例えば、ライトニングネットワークの共同著者であるTadge Dryja氏、ライトニングラボの共同設立者であるOlaoluwa Osuntokun氏、およびBlockstreamのリサーチヘッドであるAndrew Poelstra氏から支持を集めました。その目的は、ビットコインネットワーク上でソフトフォークを介して実装することです。

しかし、OP_CATはBitcoinのスマートコントラクトの機能を強化する一方で、ネットワークの総合的な複雑さも増加させます。わずかなエラーや脆弱性が深刻なセキュリティの問題につながる可能性があります。Bitcoinコミュニティにとって、セキュリティと安定性は常に最優先事項でした。ネットワークに重大な脅威をもたらす可能性のある提案は、長期間かつ厳格な審査と広範な議論を経ます。

その結果、OP_CATはまだBitcoinのメインネットワークで実装されていません。代わりに、BitcoinのフォークネットワークであるFractal Bitcoinで最初に採用されました。ここでは、OP_CATに基づいて構築された複数のプロトコルが開発されています。

CATプロトコルの紹介

CAT（Covenant Attested Token）プロトコルは、Fractal Bitcoin上で匿名のチームによって導入されたトークンプロトコルであり、OP_CATに基づいて開発されました。公式のホワイトペーパーによれば、次の特徴を持っています:

• 外部インデクサーに依存しない
  CATトークンのルール、データ、およびオペレーションロジックはチェーン上に保存されています。トークンの送受信にはサードパーティのインデクサーは必要ありません。代わりに、すべての必要な情報はブロックチェーンから直接抽出されます。ビットコインのコンセンサスは完全にそのセキュリティを保護し、外部のインデクサーとチェーン上のデータの不整合を回避します。

• モジュラリティ
  CATトークンの運用はOP_CATによってサポートされており、これにより高度な合成性が実現されています。これにより、他のスマートコントラクトと柔軟に相互作用し、AMM（Automated Market Makers）、貸出、ステーキングなどの分散型アプリケーションをサポートできます。これにより、Bitcoinのアプリケーションのポテンシャルが拡大します。

• プログラマブルなミンティング
  トークンの鋳造ルールと実行は、外部のインデクサーではなく、スマートコントラクトによって検証されます。発行者は自由にトークンの発行ルールを定義でき、ネットワークは自動的に総供給上限を超える鋳造リクエストを拒否します。

• クロスチェーン相互運用性
  アセットは異なるブロックチェーン間で転送することができ、アプリケーションは複数のチェーン上で展開され、複雑なクロスチェーン操作を実行することができます。

• SPV互換性
  ビットコインの簡易支払い検証（SPV）軽量検証メカニズムをサポートしています。軽量クライアント（例：モバイルデバイスやブラウザプラグイン）は、トークン取引の正当性を確認するためにブロックヘッダーデータのみをダウンロードする必要があり、中央集権化されたサーバーに依存することはありません。

現在、CATプロトコルは2つのトークン規格、CAT20とCAT721を提供しています。最初のCAT20トークンであるCATと、最初のCAT721コレクションであるLocked-up Catsは、それぞれ9月11日と10月31日に発売されました。CATの総供給量は2100万で、Locked-up Catsの供給量は1万に限定されています。どちらも誰でも公正な発行が可能です。

source:Satosea

チームのバックグラウンド

CATプロトコルは、フラクタルビットコイン上に展開された最初のトークンプロトコルではありません。それより前に、最初のトークンプロトコルとしてFLUXが立ち上がり、「最初が最初」のスローガンを使用して早期のトラフィックを集めました。総供給量が2100万であるそのトークンは、わずか30分で完全に鋳造され、その価格は一時的に50 USDTに達しました。しかし、FLUXは大きな注目を集めませんでした。

2日後、CATがローンチされたとき、それは人気でFLUXをはるかに上回り、大規模な市場のFOMOを引き起こしました。 この急増により、Fractalのネットワーク手数料は100から1500に急上昇しました。 この現象の原因は、CATのローンチ直後にUnisatがFractalブラウザインタフェースを更新して、専用のCAT20セクションを追加したことにあります。 これにより、コミュニティ内でUnisatがCATの背後にいる可能性についての憶測が生まれました。 ただし、UnisatとFractalの両チームのメンバーであるVivianは、この質問に直接答えることはなく、公式の立場はFractal上で構築されたすべてのプロジェクトをサポートすると述べるだけでした。

さらに、コミュニティでは、CATの背後にいるチームが、OP_CAT分野で幅広い専門知識を持つsCrypt Officialである可能性があると推測しています。 このチームはOP_CATについての深い理解を持つだけでなく、以前にFractalからエコシステム開発を支援するために10,000 FBトークンを受け取ったことがあります。さらに、CAT Protocolの公式文書で使用されているグラフィックスタイルとテキストは、通常sCrypt Officialが使用するものと類似しており、これらの推測をさらに助長しています。

ソース：ChainCatcher

これらの可能性は未確認のコミュニティの憶測のままです。ただし、実際の状況に関係なく、CATプロトコルチームはUnisatとFractalの両方と強いつながりを維持していることは明らかです。

BRC-20、ルーン、およびCATプロトコルの比較

ソース:フラクタル

今年4月、ビットコインのブロックリワードのハーフニングが起こったことで、4年に1度起こる節目が市場の焦点となりました。過去1〜2年にわたり、BRC-20、Runes、CAT Protocolなど、いくつかの新しいトークンスタンダードが相次いで登場し、それぞれ異なる技術革新を通じてビットコインのスケーラビリティを向上させることを目指しています。以下では、これらのスタンダードの強みと弱みを、主にセキュリティと機能性の観点から分析します。

セキュリティー

ブロックチェーンでは、セキュリティのレベルは分散化の程度によって大きく左右されます。プロトコルの分散化が進むほど、必要な信頼の前提が少なくなり、セキュリティが高くなります。逆に、分散化のレベルが低いと、セキュリティが低下します。

BRC-20は、トークンデータを個々のサトシ（サット）にバインドすることによって動作し、一方、RunesはOP_RETURNオペコードを使用してトークンデータをUTXOに添付します。両方とも、トークン供給、送金、およびユーザー残高などの情報をビットコインのブロックチェーンに記録して不変性を確保します。ただし、ビットコインのネットワークは、このデータを「記録」するためにのみ使用されます。これらの取引を「認識」しません。

結果として、BRC-20またはRunesのすべての取引には、ブロードキャストおよびレコーディングのために外部のサードパーティインデクサが残高をクエリし、金額を計算する必要があります。 BRC-20およびRunesの元帳は分散型ですが、決済プロセスは中央集権化されており、外部インデクサに関連する信頼リスクが導入されています。

一方、CATプロトコルは、操作にBitcoinのネイティブスクリプト言語OP_CATを使用しています。これにより、すべてのトランザクションがBitcoinのコンセンサスメカニズムによって直接検証および保護されることが保証されます。しかし、これは潜在的なセキュリティリスクも引き起こします。Bitcoinのスマートコントラクトの機能を根本的に拡張することで、OP_CATはネットワーク全体を脅かす重大な脆弱性をもたらす可能性があります。これは、OP_CATがBitcoinのメインネットに実装されていない理由の一つであり、Layer 2ネットワークやFractalやBitcoin Cashなどのフォークでのみサポートされています。

機能性

機能面では、BRC20はビットコインネットワーク上で最初の交換可能なトークン規格として登場しましたが、いくつかの制限があります：取引ごとに1つのタイプのBRC20トークンのみを転送することができ、トークンの転送には最低3つのトランザクションが必要であり、ストレージと帯域幅を圧迫する多数の小さなUTXOを生成します。

Runesは、BRC20の拡張として開発され、1つのUTXO内に複数のトークンを格納でき、実質的にUTXOの膨張問題を解決し、ほとんどの操作を1つのトランザクションで完了することができます。ただし、RunesはBRC20の非効率性に対処していますが、Bitcoinの固有のフレームワークによって制約されており、単に資産取引の効率を改善し、新しいアプリケーションを導入することなくネットワーク負荷を減らすものです。

CATプロトコルは、ビットコインスクリプト言語のアップグレードから直接恩恵を受けており、その主な機能は、新しいビットコイン資産を作成するだけでなく、資産に対するより複雑で詳細な操作を可能にすることです。そのモジュラー設計は、それに巨大なアプリケーションの可能性を与え、ビットコインネットワークのユースケースを大幅に拡大します。ただし、これには特定のセキュリティ上の懸念が伴い、メインネットで起動する前に、ビットコインコアコミュニティからの検証と承認が必要です。

結論

ローンチ以来、ハッカーはビットコインネットワークへの攻撃に成功したことがありません。その優れた安定性とセキュリティにより、それは「デジタルゴールド」という称号を得ており、業界で最も安定した暗号資産となっています。しかし、この安定性は大規模な利用に向けた道のりで大きな障害となっています。

ビットコインのエコシステムに関する議論が続く中で、CATプロトコルは確かにビットコインのスマートコントラクト機能を拡張するための現在利用可能な最良の解決策の一つとして際立っています。しかし、ビットコインコミュニティは長い間、スマートコントラクトに対して恐怖と不信感を抱いてきました。さらに、サトシ・ナカモトが削除したOP_CATオペコードを復活させることがビットコインの「正統性」を損なうのかについて、議論と葛藤が続いています。

Bitcoinの開発はまだ初期段階にあり、CATプロトコルが将来的にBitcoinエコシステムの潜在能力を引き出す鍵になるかどうかは不確かです。技術的な実装とコミュニティの合意にはさらなる時間が必要です。