はじめに
BOBは、ビットコインのセキュリティとイーサリアムのプログラマビリティを組み合わせたユニークなハイブリッドL2です。ハイブリッドL2は、最も安全で分散型ネットワークであるビットコインからセキュリティを継承する。そして、ビットコインのセキュリティは、ビットコイン、イーサリアム、その他のL1への信頼最小化ブリッジを作成するために使用される。その結果、ハイブリッドL2は相互運用性のためにサードパーティのブリッジに依存せず、断片化したBTCマルチチェーンの流動性の問題を解決する。
ビットコインのセキュリティと資本をイーサリアムのDeFiイノベーションと多用途性と融合させることで、BOBはビットコインをDeFiの中心に据え、新たなユースケースと何兆もの流動性を解き放つ。これにより、BOBはビットコインDeFiの理想的な拠点となり、ビットコインの利回りを得るための最高かつ安全な場所となります。
2024年、我々はハイブリッドL2のホワイトペーパーを発表し、ハイブリッドのビジョンとBOBハイブリッドL2のハイレベル設計、そしてBOBをETH L2からハイブリッドL2にアップグレードする3段階のロードマップを紹介した。
この記事では、BOBがどのようにフェーズ2に到達するかを概説します：ビットコインの最終性を持つETHのロールアップとBitVMを搭載したBTCブリッジ。このアップグレードの一環として、BOBは以下の5つの新しいプロパティを達成します：
- ZK証明による状態の正当性： BOBブロックは暗号的に検証され、安全性の失敗を防ぐために証明可能な正しさを持つ。これにより、トランザクションのシーケンシングが信頼されなくなり、シーケンサの分散化が可能になり、最終処理時間が改善される。
- ビットコインのステーキングによる最終性：BOBは、BTCステーキングによるビットコインの最終性によって強制される、あらゆるネイティブブリッジをまたぐ単一の正規チェーンを持つ。ファイナリティ・プロバイダ（FP）が競合するチェーンに署名した場合、そのBTCステークは削減される。
- BitVM経由のネイティブBitcoinブリッジ：BOBは、共著のBitVM2設計に基づくネイティブなビットコイン・ブリッジを持つ。
- 迅速な出金： 有効性の証明とFPを利用し、BOBからビットコインとイーサリアムへの引き出しは、長くても数時間かかります。
- ハイブリッドデータの可用性： BOBユーザーはビットコインのメインネットにトランザクションを送信することで、BOB上のトランザクションを含めることができる。これにより、シーケンサーがトランザクションを検閲することなく、ビットコインへの引き出しが可能になる。
フェーズ2のビルディング・ブロック
フェーズ1では、BOBはイーサリアム上のOPスタックロールアップとしてメインネットを立ち上げ、イーサリアムからのBTC資産（wBTC、SolvBTC、LBTC、tBTC、...）をサポートしました。BOBは引き続きイーサリアムEIP-4844ブロブをDAとして使用し、OP標準ブリッジ契約を通じてイーサリアムへのブリッジングをサポートします。
フェーズ2では、BOBは3つのビルディングブロックを導入し、状態の有効性（「ZKロールアップ」）、ビットコインの最終性、ネイティブBTCブリッジを追加する。
- 有効性の証明： BOBステートプロポーザル上のSNARKを使用することで、サードパーティ、ライトクライアント、または外部チェーンは、BOBステートプロポーザルが正しく作成されていることを暗号的に検証することができます。有効性証明はイーサリアムに投稿され、イーサリアム上で検証されます。これにより、BOBシーケンサーが無効なブロックを生成できないことが保証され、BOBが有効性のロールアップ（「ZKロールアップ」と呼ばれることもある）となる。有効性証明はまた、（BitVMを介して）ビットコインとイーサリアムの両方へのネイティブブリッジの基礎を形成する。
- BTCステークド・ファイナリティ・プロバイダー（FP）：BOBは、Babylonが提供するBTCステークのFPを導入。FPはBTCをBitcoinに賭け、BOBの国家提案に署名する。FPがBOBチェーンの複数のバージョンに署名した場合、そのBTCはBitcoin上でスラッシングされる（秘密鍵はリークされる。）明白性のためのスラッシングは、BOBチェーンのフォークを試みることに高い経済的コストを導入し、より強力な最終性保証を提供する。この特性は、ネイティブBTCとETHブリッジの一貫した動作を保証するため、ハイブリッドL2設計において重要な役割を果たします。破損したシーケンサーは（有効性の証明により）無効なBOBブロックを作成することはできませんが、2つの有効だが競合するバージョンのBOBチェーン（例えば二重消費を含む）を作成し、BTCブリッジとETHブリッジ全体で不整合を作成しようとする可能性があります。BTC-staked finalityは、BitcoinとEthereumの両方で検証されたBOBの単一の正規バージョンを強制することで、これを防ぎます。
- BitVM： BitVMは、楽観的な方法でビットコイン上で任意のプログラムを実行するメカニズムである：実行はオフチェーンで行われるが、障害が発生した場合、紛争はオンチェーンで解決され、強制される。私たちはBitVMを使用して、ビットコインとBOBの間の信頼最小化ブリッジを作成します。具体的には、双方向のライトクライアントブリッジを作成します：BOBはすでにBitcoin上の預金を検証することができ、BitVMはBOB上の引き出しを検証し、Bitcoinメインチェーン上の正しい処理を保証することを可能にします。これにより、BitVMの不正防止メカニズムを使用して、BTCの最終性と同様にBOBの状態上のSNARK証明を検証します。
BOBハイブリッドL2デザイン
私たちは今、この3つのビルディング・ブロックを使って、史上初のハイブリッドL2を作り上げた：
- ロールアップの有効性とビットコインの最終性： 有効性証明と BTCステークされたFPを組み合わせたBOBハイブリッドL2は、取引の安全性とBTCによって保証された高速ファイナリティを可能にする。FPは有効性証明を提示し、BTCステークによって重み付けされたBOB状態プロポーザルに対する署名を提供することで、BOB状態が有効であることを約束する。
- ネイティブ・ビットコイン・ブリッジ： Validity Proofs、BTC-Staked FPs、BitVMを活用し、BOBはネイティブBitcoinブリッジを追加する。BitVMでは、オペレーターはブリッジ操作の様々な証明とBOB状態の確定を複雑に組み合わせて、BitVMインスタンスからBTCを請求する。
- ネイティブ・イーサリアムのブリッジと決済： 有効性証明と BTCステークされたFPを統合し、ネイティブ・イーサリアム提案者はBOBが有効であり、ユーザーからイーサリアムへの引き出しを完了するためにFPによって確定されると主張する。
ロールアップの有効性とビットコインの最終性
BOBシーケンサーは2秒ごとにブロックを生成する。ある数のBOBブロックが生成された後、BOBの状態はチェックポイントと同様に最終化される。このためにBOBシーケンサーは、最後のチェックポイント/証明以降に生成されたすべてのブロックを含むBOBのSNARK有効性証明を生成する。この証明は、処理されたすべてのトランザクションが有効であることを暗号的に検証する。
シーケンサーは状態提案のハッシュ、署名、有効性証明をBTCステークしたFPに提出する。FP は BOB FP として認定されるために Bitcoin に BTC を賭けなければならず、賭け報酬としてシーケンサー手数料の一部を受け取る。BTC ステークの少なくとも ⅔ が署名した時点で、BOB ステートプロポーザルを最終的なものとみなす。さらに、BOB状態への署名済みコミットメントは、定期的にビットコインにチェックポイントされる。100ビットコインブロック後、チェックポイントは確定したとみなされる。
この有効性の証明とビットコインの最終性の組み合わせは、その後、ネイティブのビットコインとイーサリアムのブリッジのための入出金を検証し、正しく実行するために使用されます。
ネイティブ・ビットコイン・ブリッジ
BitVMでは、いわゆるオペレーターが、ユーザーがBOBにBTCを出し入れするのを容易にします。オペレーターとユーザーは、ユーザーがBTCをロックする入金ごとにBitVMインスタンスを作成し、BOBでbobBTCを受け取ります。ユーザーが引き出しを開始すると、オペレーターはまず自分のウォレットからBTCを送り（BTCを前払い）、その後BitVMのデポジットからBTCを取り戻します。オペレーターがBitVMからBTCを請求できるのは、(1)出金ユーザーにBTCを私費で提供し、(2)対応する出金リクエスト（bobBTCを燃やす）が確定したことを証明できる場合のみです。このプロセスは楽観的です：オペレーターは（SNARKの形で）BTC請求プロセスを開始し、彼/彼女は正しく引き出し要求を処理したことを述べ、事前に定義された時間ウィンドウ（ "チャレンジ期間"）中に観察している任意のユーザーによって挑戦することができます。
挑戦された場合、オペレーターと挑戦者はビットコインのSNARK検証プログラムのごく一部をビットコインスクリプトで検証する。挑戦者がオペレーターが不正をしていることを証明することに成功した場合、BTCはBitVMインスタンスに残り、オペレーターはスラッシュされ、ブリッジから削除されます。オペレーターが正直であった場合、彼らはBitVMインスタンスからBTCを受け取り、挑戦者はスラッシュされる。
特にBOBについて、オペレーターはBitVMインスタンスについて次のような主張をしている：彼らは引き出しビットコイントランザクション（＝PegOutトランザクション）と、BOB上のブリッジされたBTCがファイナライズされたブロック、すなわちファイナライズされたステートプロポーザルの一部であるBOBブロックで焼かれたことを証明することを組み合わせている。また、PegOutトランザクションとBOBチェックポイント参照（BTCステーカーがBitcoinに署名したBOB状態のチェックポイントの一部）がBitcoin上で同じチェーン上にあることも証明する。
BitVMに関するより詳細な入門書、可能な設計アプローチの違い、および最新の進捗状況については、以下をご覧ください。 BitVMステータス・レポート.
イーサリアムネイティブブリッジと決済
イーサリアムでは2つの一般的なロールアップタイプがある：楽観的ロールアップと有効性ロールアップである。楽観的ロールアップでは、通常のステートプロポーザルは事前に定義された時間ウィンドウの間にチャレンジすることができます。ステートプロポーザルがチャレンジに成功しなかった場合、そのステートプロポーザルは確定したとみなされる。有効性ロールアップでは、状態提案には状態の有効性を保証するZK証明が添付される。この証明はイーサリアム上で検証され、有効であれば状態は直ちに確定される。
フェーズ2の一部として、BOBは有効性のロールアップになります。これにより、BitVMに使用されるのと同じ確定状態がイーサリアムにも使用されることが保証されます。BOBの有効性証明は、他の有効性ロールアップとは異なります。(1)安全性の失敗を防ぐBOBブロックの有効性と、(2)FPがBOBのカノニカルチェーンを証明する証明である。FPに対する証明には、BTCにステークされたFPの存在⅔以上、Bitcoin上のFP署名のチェックポイント、およびチェックポイントがBitcoin上で少なくとも100回確認されていることが含まれる。
私たちは、この結合された有効性証明を提出することにより、イーサリアム上のBOBの状態を頻繁に確定することができます。これにより、イーサリアムへの引き出し時間が、現在の楽観的ロールアップの標準である7日間から、有効性ロールアップの標準である数時間に短縮されます。
ハイブリッド・データの可用性
設計上、ユーザーはイーサリアム上のトランザクションを提出することでBOB上のトランザクションを含めることができ、シーケンサーの検閲から保護される。イーサリアム上の有効性証明と決済が誰にでもオープンであることと組み合わせることで、ユーザーは緊急時に資産をイーサリアムに強制的に引き出すことができる。
最近BOBは、ビットコインがETHロールアップの派生パイプラインに追加されるハイブリッドデータアベイラビリティという斬新な概念を導入した。イーサリアム上のOptimismPortalコントラクトでユーザーが預金と並行して任意のトランザクションを送信できるのと同様に、我々はユーザーがビットコイン上のBOBに任意のトランザクションを送信できるようにしている。この主なユースケースは、シーケンサーがオフラインの場合やL2上のユーザーを検閲する場合に、BOB上のBitcoinへの引き出しトランザクションを含めることである。
投稿の全文では、派生パイプラインにビットコインを追加することで、L2トランザクションのビットコイン検閲耐性をどのように実現するかについて概説している。
第3段階の展望：完全なビットコインの安全性
BitcoinがBitcoinスクリプトでネイティブに有効性証明を検証する機能を追加した場合、BOBは完全なBitcoinセキュリティでBitcoin上で直接決済することができます。これはフェーズ3の理想的な状態を表しています：他のどのチェーンに対してもビットコインライトクライアント経由で証明可能な完全なビットコインセキュリティです。つまり、BOBはビットコイン上で決済し、他のチェーン上の（ブリッジの）最終化はビットコインを検証することによって行われます。ビットコインが失敗すれば、他のすべてのチェーンも失敗する可能性が高いからだ。
オンチェーンZK検証を可能にするビットコインフォークがない場合、BOBはBitVMを介して楽観的検証を活用しなければならない。追加の信頼前提なしにビットコイン上で楽観的ロールアップを実現するには、データ可用性レイヤーとしてビットコインのメインチェーンを使用する必要がある。現在のところ、ビットコインのDAコストは甚大であり（Galaxyレポート参照）、経済性の面で課題となっている。
その結果、フェーズ3への移行を完了するためには、BOBは、追加のデータ可用性手数料が発生しても、競合するイーサリアムのL2よりも取引手数料が増加しないようなアクティブユーザー数で十分な規模に達する必要がある。代替のデータ利用可能レイヤーは、ビットコインを超える追加の信頼前提を導入するため、コストとセキュリティのトレードオフと考えることができる。
DA レイヤーのセキュリティ（通常は PoS）は信頼されなければならない。さらに、このような構成では、BitVM における DA の（代替の PoS）コンセンサスに対するライトクライアントの証明を検証する必要があり、これは未解決の研究課題である。
その結果、BOBのフェーズ2は、BTC DeFiにとって現在最も安全で、現実的に実現可能なソリューションである。
結論
私たちは、BOBを史上初のハイブリッドL2にアップグレードするための技術的な青写真を提示しました：ビットコインの最終性と、BTCとETHの両方の資産のためのネイティブで信頼最小化されたブリッジを備えたイーサリアムのロールアップ。
今後数週間かけてテストネットでハイブリッドL2の展開を開始し、監査に合格した後にメインネットへのアップグレードを完了する予定です。これと並行して、セキュリティ証明を含む完全な技術仕様を完成させ、まもなくリリースする予定です。BOBのBitVMブリッジはすでにテストネット上で開始されており、オペレーターのオンボーディングが間もなく開始される。
