既存の主要なビットコインL2アイランドとは何か、そしてそれらをどのように統合するのか。

Author: Saurabh Deshpande, Crypto Researcher; Translated by Golden Finance xiaozou

歴史を通じて、貨幣は3つの重要な社会的機能を果たしてきた。それは、価値（富）を蓄える手段、交換媒体、そして勘定単位として使われてきました。貨幣の種類は変化してきたが、その機能はほとんど変わっていない。一般に、貨幣には常に2つの考え方があった。1つは信用貨幣またはソフト・マネーを支持するもので、もう1つはハード・マネーを支持するものである。信用貨幣は、今日の法定通貨制度のように、誰かの責任である。

あなたが所有するドルやルピーは、政府に対する負債です。政府が債務不履行に陥れば、あなたのお金は必要な商品やサービスを買うことができなくなる。

一方、ハードカレンシーは政府の負債ではない通貨を指す。例えば、政府が債務不履行に陥ったとしても、金などの貴金属は価値が下がることはない。むしろ、その安定性によって価値が高まる。

ビットコインは、非主権的なハードカレンシーの導入に成功した最初のデジタル通貨である。サトシ・ナカモトがビットコインをリリースしたのは2009年のことで、ちょうどその頃、悪質な融資慣行や一方的な金利決定がマネーサプライに影響を及ぼし、世界が世界的な金融危機に見舞われていた。かつてないほど強かった米ドルは、95％以上も切り下げられた。マクロ経済学の偉大な支持者であるレイ・ダリオは、中央銀行が金利を引き下げることで様々な危機にどのように対応したか、また危機が経済にどのような影響を与えたかを、彼の論文『パラダイム・シフト』の中で描いている。

上のグラフは、1980年代以降の先進国の金利低下を示している。同時に、マネタリーベースがGDPに占める割合も増加している。その結果、総生産の伸びはマネーサプライの伸びに追いついていない。マネーサプライが急増すると、家計所得の伸び率の低下とは無関係に、インフレ率の上昇、生活コストの上昇、債務負担の増大、所得格差の拡大につながる可能性がある。現在我々が置かれているハイパーインフレ環境は、中央銀行が採用した政策の結果である。

このような環境では、金などの貴金属が際立っている。金の供給に対する政府の介入は最小限です。政府の影響が少ないため、金の供給は不換紙幣よりも予測しやすい。この高い予測可能性により、金は富の貯蔵品として何十年もその価値を維持してきたのです。

ビットコインはピアツーピアの電子キャッシュとして誕生しました。長年にわたり、多くのイノベーションと同様に、電子キャッシュという当初の目的から逸脱し（あるいは少なくとも拡大し）、デジタル・ゴールドへと進化しました。

2018年、私は「ブロックチェーン都市」という興味深い比喩に出会った。ブロックチェーンは外界から切り離されており、むしろ閉ざされた島のようなものだ。それぞれの島には独自の優先順位と特徴があり、独自の技術的・社会的構造を反映している。ビットコインの島々は常に、スピードやプログラマビリティといった他の側面よりも、セキュリティや分散型の機能を好む。

分散化はニュアンスを包含する幅広い用語であり、Balaji Srinivasan氏はブロックチェーンをマイニング、クライアント、開発者、取引所、ノード、所有権などのサブシステムに細分化することで分散化を測定する方法を提案しています。彼は、サブシステムのジニ係数とナカモト係数を測定することで、全体的な分散化を達成できると提案している。

ジョナサン・ビアー（Jonathan Bier）氏は、他の多くのビットコイン支持者の中でも、分散化の度合いを、ユーザー自身がトランザクションを検証するのがどれだけ難しいかという観点から見ることができると主張しています。ビットコインのブロックが小さい（最大4MB）のは、取引の検証が難しいからだ。ブロックチェーンが（紙の上だけでなく）普遍的なプログラマビリティを提供するためには、開発者はある程度の計画を立てなければならない。

まず、使用する言語やシステムはチューリング完全でなければならない。「チューリング完全」とは、十分な時間とメモリがあれば、アルゴリズム的に表現できるあらゆる計算をシステムが実行できることを意味します。

第二に、ガス計測を最適化する必要がある。これは、システムがリソースのコスト（例えば、ブロックごとの最大ガス消費量や、さまざまな操作のガス消費量）を計測するように設計されていることを意味する。EtherのSolidityはチューリング完全言語だが、ガスによって制限されることが多い。ビットコインのスクリプト言語は、より高いセキュリティを確保するために意図的に制限されている。加えて、マットが言及したように、低レベルのスタック言語であり、サトシ・ナカモト時代からの未修正のバグだらけで、非常に使いやすくするための主要な演算子が欠けている。

EtherやSolanaのような島々は、相互運用性の熱心な開発の恩恵を受けて、相互接続された島へと発展してきました。しかし、ビットコインアイランドはそのセキュリティ目標に揺るぎはないものの、他のアイランドへの移動を容易にするようなインフラへの変更は行っていない。ビットコインアイランドは、島の住人が不便なUXの碑文やルーンと引き換えにBTCを保有、移転、取引することだけを許可している。

できることが限られているため、BTCは黄金の巣にとどまっている。一方、ETHのような資産には、誓約、再誓約、貸し出しという形で利益や受動的な収入を得る機会がたくさんあります。他の島々は、新しいインフラが開発されるにつれて急速に近代化しましたが、ビットコインは依然として強大な老いぼれのままです。

誤解しないでほしいのは、ビットコインの保守的なアプローチは、そのセキュリティと分散型の性質を保証しているということだ。より多くの機能は通常、複雑さをもたらし、より幅広い攻撃を可能にする。

別々の島というコンセプトは、私の故郷ムンバイを思い出させる。

別々の島という概念は、私の故郷であるムンバイを思い出させる。これらの島の統合は1780年代に始まり、何世紀にもわたって続いた。現在、ムンバイの賑やかな通りを散策していると、かつての分離の面影はほとんどない。街の一体感はシームレスで、過去の分断はほとんど忘れ去られている。

このようなムンバイの変貌は、ビットコイン空間でも同様の進化が見られるのだろうかという興味深い疑問を投げかける。その方向で動いているチームもある。

この記事では、いくつかのチームがBTCを保有するだけでなく、ビットコインユーザーのためにBTCを使用するさまざまな方法を構築していることを説明します。まず、より良いインフラが必要な理由を説明し、次にBTCのユースケースの拡張を目指すチームが採用している様々なアプローチに飛び込む。最後に、最終的なビジョンは、技術的なコンセンサスと同じくらい、社会的なコンセンサスについても言及します。

チームがBitcoin Islandのためにさまざまな補助的な島を構築し、Bitcoin Islandを近代化するためのソリューションを探す中で、すべてが展開されている。ビットコインアイランドの恒久的な変更は、島民の間で社会革命が勃発し、島民が島の内部インフラを使用するのと同様に、他の島へのブリッジを自信を持って使用できるようにルールを変更することに同意した場合にのみ行うことができます。

1.なぜより良いインフラが必要なのか？

EtherやSolanaなどの既存のブロックチェーン、さらにはMonadなどの今後のブロックチェーンは、開発者を念頭に置いて構築されています。開発者がアプリケーションを構築できるプラットフォームとして構築されている。これらのチェーンは、開発者をサポートするためのさまざまな学習リソース、ツール、フレームワーク、機能を備えた、統合された包括的なエコロジーを提供している。サトシ・ナカモトは、ビットコイン開発のために考え抜かれたAPIや明確な学習文書もなく、いきなりビットコインを作った。

ネットワークインフラを改善し続ける3つの主な理由があります。

(1)より良いユーザーエクスペリエンスが活動を促進し、より多くの収益をもたらす

オーディナルズ・プロトコルは、ビットコインのUTXOを以下のような方法で活用する方法です。個々のSatoshis（BTCの最小単位）を見る異なる方法であり、inscriptions（ビットコインのNFT）のような革新につながりました。序数と碑文への熱意は、BRC-20やルーン文字のような代替規格の進化を生み出した。碑文とルーンはビットコインの活動を後押ししている。BTCの送金だけでも、1日の総量が70％増加している。

ビットコインで取引するこれらの新しい方法は、取引手数料を約40％引き上げるのに役立っている。しかし、これらの新しい方法は、ビットコインコミュニティでしばしば激しい議論を巻き起こしてきました。ある一派は、ビットコインは分散型決済システムとしての中核機能の強化のみに集中すべきだと主張する。一線を越えると、ビットコインの安全性、シンプルさ、強固な通貨としての有効性が損なわれる可能性があると主張している。

一方、より柔軟なアプローチを支持する学派は、ビットコインの機能を拡張し、決済以外のユースケースを含めることを提唱している。彼らは、急速に進化するブロックチェーンエコシステムにおいてビットコインが競争力を維持し、関連性を保つためには、この進化が必要だと主張しています。

それで十分でしょうか？そうでもありません。Token Terminalによると、ビットコインの採掘者は過去30日間で約1億900万ドルの手数料を得たという。同じ期間に、UniswapやLido Financeなどのアプリは、それぞれ9000万ドルと1億400万ドルを得ている。直近の半減は2024年4月で、マイナーはブロック補助金を50％減額された。直近の半減イベントの後、ブロック報酬（補助金）は1ブロックあたり6.5BTCから3.125BTCに半減された。これにより、マイナーの毎月の補助金削減額は合計13,500BTC（3.125*144*30）となった。1BTCあたり6万6,000ドルとして、合計8億9,900万ドルですから、毎月の取引手数料は補助金損失の約12%にすぎません。

ルーンのような最近の発展は心強いですが、もっと必要です。残された課題とは？ビットコインのユーザーエクスペリエンスは、SolanaやArbitrumのようなイーサリアムL2には到底及ばない。Solanaの場合、スワップ取引は数秒かかり、コストは1セント未満だ。しかし、ビットコインでルーンを取引したい場合は、数ドルの手数料を支払い、取引を確認するためにブロックを待つ必要があります。

その上、ルーンを購入する際は、棚にある数量をすべて購入しなければならない。購入者は購入したルーンの数を変更することはできません。トレーダーはルーンをBTCで売ってから、欲しい別のルーンを買わなければならない。その間に余分なステップがあるため、ユーザー・エクスペリエンスに不必要な摩擦が生じる。

ルーン取引のユーザーエクスペリエンスは理想的とは言い難い。BTCを担保にしたり、貸し出したりする方法はまだありません。ユーザーはBTCをBitcoin L1から取り出し、金融アプリで使用するために別のチェーンに置かなければならない。

(2)BTCの金融化を進める

まず、ビットコインの時価総額は1.3兆ドル（1BTCあたり6.6万ドル）に迫っている。金と同様、ビットコインは外部通貨であるため、政府はビットコインの供給を操作できない。金のローン市場の正確な規模は不明だが、1000億ドルと推定する報告もある。したがって、ビットコイン上でアプリケーションを構築する最も重要な理由の1つは、ネイティブBTCを担保として安定したコインを借りることである。強力な貸し出し市場があれば、ビットコイン保有者はBTC保有額から収入を得ることができる。

質入れを例にとってみましょう。流通するETHの約27%はさまざまな質権契約で質権設定されており、毎年約4%の利回りがあります。さらに約4％のETHが再誓約契約で誓約され、流通するSOLの67％が誓約されている。さらに、ETHとSOLの両方は、それぞれのDeFiエコシステムで担保資産として広く使用されています。

ラップされたBTC（またはWBTC）は、さまざまなDeFiエコシステムで最も広く使用されているBTCのバージョンで、時価総額は約100億ドル、つまり流通しているBTC総額の1％未満です。これは、BTCの金融化に存在する機会を示しています。

イーサと同レベルのビットコインが質入れやDeFiに使われると仮定すると、約30％で、その額は3900億ドルになります。背景として、他のすべてのチェーンでロックアップされているすべてのDeFiの合計価値は1,010億ドルである。今現在、その可能性は意図的に課された技術的制限によって妨げられている。

(3)BTC決済の拡張

ビットコインのベースレイヤーは、スループットを念頭に置いて設計されていません。ビットコインがインターネットの決済レイヤーになるには、より高速なトランザクションが必要です。モハメド・ファウダが言ったように、このアプローチでポストできるトランザクションの数には限界がある。最大ブロックサイズが4MBの場合、ビットコインは6.66kbps（4MB/10分）のデータをサポートできる。

ビットコインネットワークは現在、高トラフィックを処理できません。Quantum Catの鋳造やルーンのリリースといった予想されるイベントの間、ユーザーは経験の低下に直面するでしょう。劣悪なユーザーエクスペリエンスは、碑文を鋳造しようとしている人に限らず、BTCの送信者と受信者も同様です。

ビットコインの代表的なスケーリングネットワークであるライトニングネットワーク（LN）の採用も芳しくない。このネットワークのキャパシティや流動性は約5k BTCで、これはすべてライトニングチャネルにロックされているBTCの量だ。これはネットワークの流動性と、ネットワークを通じて送金できるBTCの量に影響する。

なぜこれが重要なのでしょうか？joelはインドのコーヒー農園で働く労働者に給料を払うために100万ドルを集めており、寄付を受けるためにLNを使うことにした。彼はただLNの財布を開いて寄付を受け取ることはできない。100万ドルの資金流入が必要なのだ。sidはジョエルのカウンターパーティーの一人で、10,000ドルをロックアップした。ジョエルはsidのようなカウンターパーティーをもっと必要とし、100万ドル相当の寄付を受け取るために合計100万ドルをロックアップした。資金流入の流動性は常に資本の機会費用によって制限されるため、これはネットワークのスケーリングにとって重要な課題となる。

2.ビットコインの発展への課題

ビットコインは、技術的な現象であると同時に、文化的または社会的な現象でもあります。社会的コンセンサスは最後の防衛線である。例えば、2,100万というハードキャップは、コードをフォークすることで変更することができ、分配のテールを1％増やすことができる。しかし、この変更を有効にするには、すべてのマイナーがこのフォークで採掘しなければならないが、彼らがそれを行う可能性は低い。というのも、ハードコードされた上限がBTCの主な価値の原動力の一つとなっているからだ。この上限が破られれば、価値の喪失が起こりうる。マイナーは価値を失う可能性のあるフォークで採掘する可能性は低い。

コードベースを変更するために必要な技術的な努力は、社会的なコンセンサスの欠如によって無駄になる。ビットコインが最後に物議を醸したフォークは、2017年のブロック戦争の時だった。ネットワークが2つに分裂し、ビットコインはSegregated Witness（SegWit）とビットコインキャッシュを実装し、ブロックサイズを拡大した。当時、ほとんどのマイナーはBTC陣営を選んだ。

何かが貨幣や価値を保存する手段と見なされるためには、それが頻繁であってはならない。不換紙幣が時間の経過とともに購買力を失う主な理由は、中央銀行がしばしば供給量を増やすために権力を行使するからだ。中央銀行の一方的な行動は予測不可能であるため、一部の通貨は永久に弱体化する。ビットコイン文化は変化に抵抗する。Taprootのような議論の余地のないものでさえ、実現には何年もかかった。

上記の変更を実施するには、ビットコインの変更だけではありません。ビットコインのベースレイヤーも可能な限りシンプルにする必要があります。シンプルであることは、攻撃のベクトルを減らし、安定性を向上させるために不可欠である。主な目標は、BTCを担保にした貸し出しやステーブルコインの鋳造といった複雑な操作を、ベースレイヤー（イーサリアムL2など）以外で行うことです。

3.ビットコインL2とは

L2とは何ですか？

- L1 が検証し、紛争（もしあれば）を解決するために十分なデータを提供すること。

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- ベースレイヤーを超えるセキュリティの仮定はありません。

- Allows users to withdraw assets to the base tier or L1.

現在のビットコインのオペコードは、あらゆる証明を検証することを制限しているため、これらの条件を満たすことはできません。

L2を構成するもののもう1つの側面は、ビットコインのセキュリティの前提に照らしてレイヤーのセキュリティの前提を見ることです。

- Most mining nodes are honest.

- Nodes can independently verify blocks and reject invalid blocks.

- Forks are resolved to the longest branch of the supporting chain, and so on.

レイヤ2（L2）は、ベースとなるレイヤのセキュリティの仮定を拡張すべきではありません。例えば、レイヤー2がブロック生産を独占する中央集権的なシーケンサーを持つ場合、ユーザーは小さなコストでブロック生産を競争できる必要があります。このフェーズでは、これらのメカニズムはイーサネットL2でも利用できません。

上記のL2の特徴に厳密に従えば、ArbitrumのようなコンセンサスイーサL2であっても、本当のL2ではありません。現在のビットコインのオペコードのセットでは、証明の検証ができないため、ビットコインL2と主張するチェーンはL2と呼ぶことができません。ライトニングネットワークは、L2の定義を満たす唯一のソリューションかもしれない。本稿では、これらのソリューションを一律にビットコイン拡張レイヤと呼ぶ。

4.ビットコイン拡張レイヤーのトレードオフ

大まかに言えば、BTCを使用するには2つの要素があります。2）BTCを使用する投資家アプリが実行できる環境またはチェーンを作成すること。

より多くのユースケースを促進し、より大規模にするために、新しいレイヤーはビットコインの上にセキュリティを仮定するかもしれません。自分のBTCを使いたいユーザーは、セキュリティの面で可能な限りトレードオフを少なくしたいと思うだろう。Etherのスケーリングロードマップは、Etherのスケーリングデザインスペースがどのように進化しているかを理解するための良い参考資料です。

数年後、イーサはロールアップがスケーリングの選択肢になることに気づきました。現段階では、スケーリングしてBTCをよりプログラマブルにする最善の方法がどれなのか、まだわかっていません。

データを保存するにしても、ブリッジングデザインを選ぶにしても、プロジェクトは分散化、セキュリティ、スピード、ユーザーエクスペリエンスの間でトレードオフをしなければなりません。

- Bitcoin から新しいチェーンへのブリッジをどのように実装するか？

- How do they store data (data availability)?

- Bitcoin L1を決済に使う方法は？

- Bitcoin base layerを変更して、彼らのビジョンを完全に実現することを期待しているのでしょうか？

- They choose what execution environment?

- Bitcoin Extension Layerは、ガスや誓約のようなものにBTCを使用することを容易にしましたか？

さまざまなチームが、BTC保有者により良い機能とスケールを提供するために、さまざまなトレードオフを行っています。

5.ブリッジング

ビットコイン上のBTCを他のチェーンに転送することはできません。BTCを他のチェーンに移すには、何らかのインフラが必要です。典型的なブリッジングメカニズムは、ユーザーのBTCをビットコインにロックし、ターゲットチェーン上のBTCを表す同量の合成トークンを鋳造します。

典型的なロックメカニズムはどのようなものでしょうか？つまり、ビットコインから他のチェーンにBTCを送金したいユーザーは、ビットコイン上の特定のアドレスに送ります。ブリッジオペレーターはこのアドレスを管理する。ブリッジオペレーターはBTCの入力を検出すると、そのBTCを表す等価な合成トークンを鋳造し、ターゲットチェーンのユーザーが指定したアドレスに送信します。

ここでのリスクは、ブリッジオペレーターがビットコインでBTCを失うと、ターゲットチェーン上で鋳造されたトークンが無価値になることです。FTXの破綻後、私たちはこのリスクを目の当たりにしました。SolBTCはFTX/Alamedaによって運営されていたBTCのラップバージョンでした。SolBTCはFTX/Alamedaによって運営されていたBTCのラッピングバージョンで、FTXが破産申請後に償還の約束を守らなかったため、無価値となった。

その結果、ユーザーがターゲットチェーン上で行うことはすべて、ブリッジオペレータービットコイン上でユーザーのBTCを管理するセキュリティ慣行に完全に依存することになります。ユーザーのBTCがどのように管理されているかによって、ブリッジング方法の種類が決まります。現在、3つの設計タイプが生産されています。

(1)信頼のないブリッジ

これらのブリッジは、L1がL2から提出された証明を検証できる場合にのみ成功します。ビットコインの場合、外部で起こっていることを何も理解できないため、これは不可能です。

(2)信頼を最小化するブリッジングは、経済的な安全性に依存する

BTCブリッジングのための次善の選択肢は、複数のパブリックパーティにペグイン・ペグアウトを処理させることです。これらのパーティは、ビットコイン上のユーザーのBTCを確保し、他のチェーン上で合成BTCトークンを鋳造/焼成します。そのような実装の一つがThreshold NetworkのtBTCであり、「正直な多数派」のために機能する。

これは、Threshold Networkのノードを運営するオペレーターの過半数が、オペレーターがユーザーのBTCに対して何らかのアクションを実行する前に、コンセンサスを得る必要があることを意味します。その代わり、Threshold Network上でノードを運営するオペレーターのグループがランダムに選ばれ、ユーザーの預けたBTCを保護します。

誰がThreshold Networkのノード運営者になれるのか？Tはガバナンスに使用されますが、ノードオペレータになるには最低40,000Tが必要です。2024年6月25日現在、ネットワーク上には139のアクティブノードがあります。

tBTCのベータ誓約者プログラムは、ノードのネットワークを徐々に分散化することを目的としています、ベータ誓約者は、少なくとも12ヶ月間、ノードの運営に積極的に関与することが期待されています。例えば、彼らはネットワークのアップグレードに非常に敏感に反応する必要があり、理想的には通知から24時間以内にノードをアップグレードする必要があります。

ユーザーがtBTCの鋳造を要求するたびに、新しいビットコイン入金アドレスが生成されます。このアドレスはそのユーザー専用で、Threshold Network上のノードによって管理されます。ユーザーは、Ether、Arbitrum、Optimism、Mezo、Solanaなどのネットワーク上でtBTCの鋳造を要求することができます。

ユーザーは2つのアドレスを提供する必要があります。これは、マイニングプロセス中に何か問題が発生した場合にビットコインが返却されるアドレスです）、およびtBTCを受け取りたいターゲットチェーンのアドレスです。リクエストが行われると、ユーザーは生成されたアドレスにBTCを入金し、ガーディアンが入金を確認するのを待つ必要がある。確認されると、採掘者はターゲットチェーンのユーザーのアドレスにtBTCを送ります。

ネットワークには約3,500ビットコイン、つまり2億ドル以上のロックイン価値があります。

ビットコインのオペコードの能力を考えると、信頼最小化ブリッジングは間違いなく利用可能な最高のブリッジ実装です。信頼最小化ブリッジの実装は、マルチシグネチャがどのように設計されるかに依存します。Threshold NetworkのtBTC、Stackの今後のsBTC展開、およびBotanixのスパイダーチェーンはすべて、信頼最小化ブリッジの例です。

(3)エスクロー・ブリッジング

この設計モデルでは、集中型プロバイダーが、カストディアンによって管理されるビットコインアドレスで、ユーザーのBTCをビットコインにロックします。BitGoのWBTCは、BTCを他のチェーンに橋渡しする最も広く使われている方法です。150k以上のBTCがWBTCを使用してブリッジされており、WBTCの現在の分布は以下のとおりです。

(4)BitVM

3種類のブリッジングはすでに稼働していますが、ロビン・リーナスは2023年後半にBitVMをリリースしました。BitVMは、ビットコイン上でチューリング完全なスマートコントラクトを表現する新しい方法を提案している。私たちは、マシンやシステムが十分な時間で任意の計算を実行できる場合、チューリング完全であると言います。前述したように、ビットコインは設計上チューリング完全ではなく、BitVMは既存のオペコードを変更することなくこれに対処する方法を提案している。また、信頼を必要としないとされるブリッジングメカニズムも提案している。

BitVMの核となるアイデアは、ビットコイン上のZK（ゼロ知識）証明を楽観的に検証することです。トランザクションの実行に異論がない限り、それは正しいと見なされます。システムは通常、少なくとも1人の正直な検証者が存在するという仮定の下で作動する。つまり、実行が正しくない場合、それに異議を唱える正直な検証者が少なくとも1人はいるはずである。

つまり、ZK証明が挑戦されない限り、すべてうまくいく。もしチャレンジがあれば、チャレンジャーとプローバー（証明者）はチェーン上でチャレンジ・レスポンス・ゲームを行うことになり、その結果、チェーン上のトランザクション負荷が増大することになる。

流動性管理は、以前のバージョンのBitVMのもう一つの大きな欠陥でした。ユーザーがブリッジから引き出すと、システムは部分的な引き出しを完了し、ブリッジのオペレータは流動性に直面しなければなりません。オペレーターは後でブリッジから補償される。ブリッジにロックされた資金量が増えるにつれ、オペレーターは引き出しに対応するためにより多くの流動性を維持しなければならなくなる。これはオペレーターにプレッシャーを与え、設計を極めて資本効率の悪いものにしている。

平均して、オペレーターはブリッジTVLの10％を常に流動性のある状態に保つ必要があると仮定します。ブリッジのTVLが100億ドルだとすると、オペレーターは常に10億ドルの流動性を維持する必要があります。ブリッジがより多くの流動性を集めるにつれて、オペレーターはより多くのBTC在庫を手元に置く必要があります。

6.実行レイヤー

BTCを便利にするパズルの次のピースは、最高のユーザーエクスペリエンスでBTCの使用を促進するためのチェーンの設計です。チェーンを設計する開発者は、いくつかの要素を考慮する必要があります。

- Execution environment - イーサネット仮想マシン（EVM）互換チェーンであるべきでしょうか？

EVMとの互換性には、ウォレットや他のEVMチェーンへのブリッジなど、開発者が何年も利用できるツールなどの利点があります。

イーサーのL2はすでにEVM互換の恩恵を受けています。ArbitrumやOptimismのようなEVM互換のL2は、すでにEther上にあるユーザーやアプリケーションを迅速に集約することができます。対照的に、StarknetのようなEVM非互換のL2は、普及に苦戦しています。

しかし、EVMには欠点もあります。EVMはトランザクションをシリアルに実行するため、並列処理は不可能です。しかし、Solana Virtual Machine (SVM)や今後のMonadのような新しい実行環境は、並列処理をサポートしています。

- Data Availability（データの可用性） - イーサと同様に、ビットコインの分野でもロールアップソリューションが登場しています。データがどこにどのように保存されるかに応じて、ロールアップには様々な形態がある。状態差（トランザクションのバッチを実行した後のチェーンの2つの状態の差）と有効性の証明をL1に保存するもの、圧縮されたトランザクションデータをL1に保存するもの、有効性の証明のみをL1に保存し、トランザクションデータは他のレイヤーに保存するものなどがある。

Stacksのようなチェーンはチェックポイントメカニズムとしてビットコインを使用し、Stacks上のブロックはビットコインよりもはるかに短い時間を持ち、Stacksは2つのビットコインブロック間のブロックデータを各ビットコインブロックにポストする。

実行レイヤーはトランザクションデータをビットコイン上のインスクリプションとして公開することができる。ビットコインネットワークの帯域幅が6.66kbpsだった頃を思い出してほしい。圧縮ファイルのサイズが10バイトだとすると、ビットコインのブロックには理論上、最大約600件の圧縮トランザクションを含めることができる。しかし、4MBのブロックは稀な現象であり、さらに稀なのは、4MBのスペース全体がインスクリプションに利用できるという事実であるため、この最大値はほぼ不可能である。

ブロックサイズは、SegWitトランザクションと非SegWitトランザクションの組み合わせに依存します。SegWitはSegregated Witnessの略で、トランザクションデータと証人データを分離または隔離します。SegWitはSegregated Witness（分離された証人）の略で、取引データと証人データを分離・分別するもので、ブロックに格納されるすべてのものが同じ値を持つわけではないという考え方だ。SegWitはブロックサイズを従来の1MBに制限する代わりに、400万ウェイトユニットという新たな制限を提案している。そのため、ブロックにSegWit以外のトランザクションがすべて含まれている場合、上限は1MBになりますが、SegWitのトランザクションがすべて含まれている場合は、4MBのブロックになる可能性があります。

BTCの巨大な流動性を利用するために、いくつかのチームがビットコインレイヤーを構築しています。この記事では、それぞれ異なるトレードオフを持ち、非常に興味深いデザインの6つのチームを検証します。それぞれの仕組み、開発段階、そして現在までのトラクションの状況について簡単に説明します。

(1)バビロン

バビロンは、BTCの使用を質権付き資産に拡大することに焦点を当てています。他のビットコインレイヤー（いわゆるL2）とは異なるアプローチを、遠隔地からのBTC担保という形でもたらします。

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ユーザーは、一度しか使用できないUTXOを作成することで、BTCを自己保管庫にロックします。UTXOは、事前に指定された時間（誓約期間）が経過したとき、またはユーザーが特別なEOTS（抽出可能なワンタイムシグネチャ）を介して誓約したUTXOを燃やしたときに使用することができます。

- pledge transactionの確認後、ユーザーはEOTSを使ってCosmosエコシステムのPoSチェーン上のブロックを検証し、収益を得ることができます。

- If the user is honest, they can unlock their BTC at the end of the pledge period or submit an unbundled transaction to Bitcoin.

- If dishonest behaviour is detected, the user's EOTS will be disclosed to the public.バビロンの自警団は、少なくとも1人の正直なオペレーターがいることを保証します。それは、ビットコインとバビロン間のデータ中継者（リピーター）として機能するプログラム群です。提出者プログラムは、OP_RETURNを使用して、バビロンのチェックポイントをビットコインに提出します。報告者プログラムは、バビロンのチェックポイントをスキャンし、バビロンに報告します。異常が検出された場合、誰でも（スラッシャー）は、公開EOTSキーを使用して、悪意のあるユーザーの誓約を主張するビットコイン取引を提出することができます。

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明らかな疑問は、なぜユーザーは鍵を使って自分自身で誓約を取り戻せないのかということです。その答えは、マイナーがトランザクションを見たときに、他の誰かが同じトランザクションを開始した場合、マイナーは手数料の高いトランザクションを選択するからかもしれない。例えば、デポジットプレッジが5BTCの場合、スラッシャーは4.99BTCをマイナーと共有しても利益を得ることができる。この場合、利益のほとんどはスラッシャーではなくマイナーの懐に入りますが、悪意のあるユーザーは誓約金のほとんどを失うことになります。

バビロンは、BTCの使用を拡大する興味深い方法を提供していますが、その仕組みは非常に複雑です。たとえば、スラッシャーはまだ多くのPoSチェーンにうまく導入されていませんが、何年も前から存在しているものもあります。さらに、Babylonは、BTCを他のPoSチェーンのセキュリティに使用できるように、リモート誓約を活用することができますが、ローンなどの他のBTC使用ケースをサポートするためのブリッジングが必要です。

(2)ビルド・オン・ビットコイン（BOB）

皮肉なことに、ビルド・オン・ビットコイン（BOB）は、Optimismベースのロールアップです。2024年6月現在もイーサで決済されています。BOBは4つのフェーズで展開される予定です。

- Phase 1 - OP stack rollup.そのフェーズでは、純粋にイーサのロールアップです。詐称証明はまだメインネット上で稼働していません。不正証明とは、ロールアップトランザクションパッケージに含まれるトランザクションの正当性を誰でも疑うことができる仕組みのことです。

- Stage 2 - Ether rollup with Bitcoin security.このステージでは、BOBはビットコインとのマージマイニングを利用します。マージマイニングにより、マイナーはビットコインネットワークで複数のチェーンをセキュアまたはマイニングすることができます。

- Stage 3 - OPTIMISTIC Bitcoin rollup via BitVM.BitVMは現在稼働していません。現在のバージョンに改良が加えられた後、BOBはBitVMを使用してビットコインの決済を開始します。

- Stage 4 - ZK rollup on Bitcoin. BitcoinがZK証明を検証できるオペコードを受け入れた後、BOBはZK証明を使用してBitcoinを決済します。

2024年6月17日現在、BOBは6000万ドルのTVLを保有しており、Sovryn DEXは2000万ドルを拠出しています。

(3)Botanix

BotanixチームはSpiderchainという大きなイノベーションをもたらしました。Spiderchainとは？Botanix上で協調するノードのローリング・マルチシグネチャです。もう少し具体的に説明しよう。先に述べたように、L2がトランザクションを実行するにはブリッジとチェーンが必要だ。コーディネータ・ノードはユーザーのお金をビットコイン上で安全に保管し、ユーザーのために（EVMレイヤー上で）合成BTCを鋳造して燃やします。オーケストレーター（コーディネータ）はビットコインとSpiderchain EVM（Botanix）ノードを実行します。

ネットワーク上にN個の調整ノードがあると仮定します。各ビットコインブロックに対して、入ってくるビットコインを確保するためにM人（＜n人）のコーディネータがランダムに選ばれます。コーディネーターの各グループは新しい鍵セットを生成する。外部とのブリッジングでは、古いトークンを古いコーディネーターが管理するように、最後のビットコインが最初に選ばれる。< p="">

BotanixのチェーンはEVMと互換性があり、PoSコンセンサスメカニズムによって保護されています。ローリング・マルチシグネチャ・ネットワークに参加し、合成BTCの鋳造と償還を促進することで、ビットコイン上のBTCを確保することに加え、コーディネーターはEVMチェーンのブロック構築にも関与している。彼らはルートハッシュ（Botanix EVMトランザクションの圧縮バージョン）をビットコインの碑文として発行しています。

読者は、ビットコインデータの単なる公開は決済を意味しないことに注意しなければならない。その違いは、Botanixのような外部チェーンによって碑文として公開されたデータは、ビットコインノード（マイナー）によって検証されない場所に保存されるという点です。ビットコインのプロトコルは、このデータの存在にまったく気づかない。その結果、碑文に掲載された取引データが正しいかどうかを判断する方法はありません。

2024年6月現在、Botanix EVMとSpiderchainはテストネットの段階にある。

(4)シトレア

シトレアはビットコイン上でZKロールアップを開発している。ビットコイン上」とはどういう意味ですか？on Bitcoin」とはどういう意味かというと、ビットコインをデータ・アベイラビリティ・レイヤーとして使用するということである。同社によると、ビットコイン・ブロックを拡張する最も安全でインセンティブがある方法は、オンチェーンでの検証可能性とデータで実行をスライスすることだという。実行のシャーディングとは、実行をより小さな部分に分割することを意味する。

その後、Citreaはスライス、つまりトランザクションのパケットを集約し、2つのパケット間の状態の違いを、有効性の証明と呼ばれる証明とともにビットコイン上で公表する。しかし問題は、ビットコインには現在、証明を検証する機能がないことだ。最終形態のcitreaは、ビットコインがZK証明を検証できるオペコードを持つまで待たなければならない。

その間に、BitVMの実装を証明のための一時しのぎのソリューションとして使用し、BTCのロールアップへの出入りの橋渡しをする。将来、BitVMが改善されるにつれて、Citreaはブリッジ機能を改善するでしょう。

2024年6月現在、Citreaはまだテストネットワークの段階です。

(5)Mezo

Mezoは自らをビットコインの経済層と標榜しており、ビットコインL2とは呼んでいません。

Mezoの開発チームは、tBTC、Fold、Keep、Tahoといった製品に取り組んできた。Mezoの目標はシンプルで、BTCのユースケースを拡張することだ。

- Mezo ユーザーは、ネットワークを保護するためにBTCを誓約することで収益を得ることができます。

-  ユーザーにBTCでガス料金を支払わせ、veBTCとveMEZOの誓約者に分配する。

- Build an end-to-end BitcoinFi experience.

BitcoinFiと経済レイヤーの本当の意味は？EVMチェーンを含むほとんどの新しいチェーンは、同じウォレットやブリッジングソリューションなど、既存のユーザーエクスペリエンスに依存しています。UXを更新することが優先されることはほとんどありません。MezoはUX全体をゼロからキュレーションしており、これは私がめったに見られないことです。

-  BTCに裏打ちされたネイティブのステーブルコイン（mUSD）なので、ユーザーは他のチェーンからBTCをブリッジする必要がない。

-  ロングテールの貸し借りプロトコル。プロトコルです。

- A fully integrated in/out channel (Fold compatible)。

- Integrated wallet experience（Taho互換）。

これらすべてのアプリを組み合わせることで、ユニークなエンドツーエンドのBitcoinFiエクスペリエンスが生まれます:

MezoはCosmos SDKに基づいており、コンセンサスを得るためにComet BFTを使用しています。.

CometBFTは、複数のマシンにまたがるアプリケーションの安全で一貫性のあるレプリケーションを実現するソフトウェアです。セキュア」とは、マシンの1/3以上が何らかの障害を起こさなくても、CometBFTが動作することを意味します。一貫性」とは、障害のないすべてのマシンが同じトランザクションログを参照し、同じ状態を計算することを意味する。安全で一貫性のあるレプリケーションは、分散システムにおける基本的な問題であり、通貨から選挙、インフラストラクチャ・オーケストレーションまで、幅広いアプリケーションのフォールトトレランスにおいて重要な役割を果たしている。--Source: CometBTF documentation

コンセンサス・エンジンと共通のアプリケーション・プログラミング・インターフェースの2つのコンポーネントで構成されています。Tendermintコアをベースにしたコンセンサスエンジンは、ブロックの生成、検証、究極の決定性を担っています。テンダーミントは、最も早い時期に設計されたプルーフ・オブ・エクイティ・コンセンサスの一つであり、悪意のあるノードの3分の1まで対応可能なビザンチン・フォールト・トレラント（BFT）コンセンサスを提供している。

アプリケーションプログラミングインターフェース（アプリケーションブロックチェーンインターフェース：ABCI）は、コンセンサスエンジンをアプリケーションから分離します。コンセンサスとアプリケーションが分離されているため、開発者はコンセンサスエンジンを構築するために使用したのと同じ言語を使ってアプリケーションを構築する必要がない。

インターフェースは、トランザクションを実行するためにアプリケーションに渡す媒体として機能する。この機能により、システムはよりモジュール化され、より多くのアプリケーション開発者を集中させることができる。当初、MezoはEVMランタイムとのみ互換性があります。

Mezoの経済設計は、ビットコイン保有者が、それがより重要になるにつれて、直接的または間接的に利益を得ることができるようになっています。彼らはMezoでBTCを保有し、誓約の収益を受け取ることもできますし、BTCを保有し続けることを選択した場合、BTCを流通から外すことで（Mezoの手数料を支払うために）何らかの利益を受け取ることになります。

Mezoには、以下に示すような二重の誓約モデルがあります。ネットワーク上の検証者は、BTCとMEZO（MEZOネットワークのネイティブトークン）を誓約することができます。BTCとMEZOを誓約することで、検証者はそれぞれveBTCとveMezoを受け取ります。veはvalidator escrowedの略で、これらのトークンは通常スマートコントラクトにロックされます。バリデータエスクローされたトークン保有者はガバナンスを持ち、ネットワーク報酬と手数料収入は彼らと共有される。

アセットがロックされている期間が長ければ長いほど、より多くのveトークンが発行されます。veBTCプレッジャーはBTCを受け取り、veMEZOプレッジャーはMEZO報酬を受け取ります。一部のMEZOリワードはBTC資金を増やすために燃やすことができます。

利回りはMezoの中核サービスの1つで、ユーザーはBTCを誓約するバリデーターに手数料を支払います。Mezoは、Mezoの姉妹プロジェクトであるAcreを通じて液体誓約を提供することで、BTC誓約の範囲をさらに拡大する予定です。ユーザーがAcreにBTCを入金すると、その見返りとしてリキッドプレッジトークンstBTCを受け取ります。bTCストレージは、様々なDeFiアプリケーションで使用するためにチェーン全体に適用することができます。このような活動を通じて得られた収益はstBTCという形で蓄積され、1:1の比率でBTCと交換される。

時価総額が1兆ドルを超えるBTCは、レンディング市場の表面をかすりもしていない。貸出市場におけるWBTCの分布は以下のグラフの通り。これを見ると、上位3つのレンディングアプリで使用されているWBTCの量は、2023年7月から2024年6月の間に、〜50kから〜23kに減少していることがわかる。レンディングアプリにおけるWBTCの総量の減少は、WBTCの供給量が2022年5月の285k WBTCから、現在では150k WBTC強へと48％減少したことに起因している。この減少は、ルナ、3AC、アラメダの後に一元化された当事者がもたらすリスクに市場が気づいたことが主な原因である。

 
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サービス開始の第一段階として、Mezoは2ヶ月、6ヶ月、9ヶ月の3つのロックアップ期間でのBTC預金の受け入れを開始しました。デポジットはHODLポイントでポイントを蓄積する。BTCは1日あたり1,000ポイントを生み出し、その倍率はロックイン期間に関係する。ロックイン期間が長ければ長いほど、倍率は高くなる。ユーザーはUSDe、USDC、USDTなどの他の資産を預けて、BTC預金を増やすこともできます。2024年7月現在、MezoのTVLは1億3500万ドルです。

保有者への報酬に加えて、Mezoはその手数料の一部をBitcoin Coreプロトコルと共有します。

(6)スタックス

スタックス（旧名ブロックスタック）は最近、待望のサトシ・ナカモト・アップグレードを展開しました。StacksはProof of Transfer (PoX)コンセンサスで動作します。

その結果、Stacks上でブロックを生成することに興味があるビットコインマイナーは、いくらかのBTCを送る必要がある。アリスなどのマイナーは、Stacks上でブロックを生成するためにランダムに選ばれる。そのマイナーのBTCは、StacksチェーンのネイティブトークンであるSTXをロック/保有する人々に与えられる。ほとんどのチェーンでは、利益はチェーンのネイティブトークンを使ってのみ提供される。

一度選択されると、アリスはTenre（次のビットコインブロック）の終わりまでStacksブロックを生成することができます。マイナーは検証のために署名者と共有するStacksブロックを生成します。70%以上の署名者がStacksブロックを受け取ると、それはStacksネットワークに受け入れられます。次のビットコインブロックが採掘される前に、アリスが10個のStacksブロックを生成し、ボブがStacksブロックを生成する次のタームを獲得したと仮定しましょう。

BobはAliceによって生成された最初のStacksブロックのハッシュ値をStacks上で取得し、それを自分のブロック提出トランザクションに追加してビットコインチェーンに含める。スタッカーはこのトランザクションを検出し、AliceがStacks上で生成した最後のブロック（この場合はブロック10）のハッシュを含むStacks上のテニュア変更トランザクションを含める。したがって、ボブはアリスのブロック（#10）より前のブロックに作成しなければならないことを理解する。

ビットコイン層の開発はまだ初期段階ですが、チェーンのデザイン、ブリッジのデザイン、保証されたドル価値を考慮して、上記のチェーンを比較してみましょう。

上記のチーム以外にも、ビットコインの拡張レイヤーを構築している多くのチーム（Alpen、Bison、BitLayer、Rootstock、SatoshiVM、Soverynなど）があることに触れておかなければなりません。

7.L2とL1の関係

L2はスケールとコストという2つの点でL1に有利です。セキュリティ（または、管理されていない、信頼できるブリッジングと追加のセキュリティの仮定がないL2の場合、任意のセキュリティ）をあまり犠牲にすることなく、ユーザーが取引するための安価な方法を提供します。

イーサネットL2を例にとってみましょう。Token Terminalによると、2024年6月の第2週、Etherは710万トランザクションをサポートし、1060万ドルの収益がありました。ユーザーの取引単価は約1.5ドルだった。一方、Arbitrum、Base、Blast、Optimism、Polygonの5つのL2プラットフォームは、275万ドルのコストで7000万以上の取引をサポートした。トランザクションあたりの手数料は0.03ドルだ。

取引の質（ボット取引かどうかを含む）や取引の価値などについて議論することはできる。しかし、イーサがそれほど多くの取引をサポートできないという事実は変わりません。

しかし、1つの欠点は、L1がもはや顧客やユーザーと直接つながっていないことだ。従来の世界では、エンドユーザーに近いビジネスが価値の大半を獲得するのが普通だった。アマゾンが良い例だ。その広大な流通網は、サプライヤーやメーカーに対して優位に立っている。

ダラーシェイブクラブは、従来の小売チャネルを破壊し、サブスクリプションモデルを通じて消費者に直接販売することで、カミソリ業界を破壊した。

ダラーシェイブクラブは、伝統的な小売チャネルを破壊し、定期購入モデルを通じて消費者に直接販売することで、カミソリ業界を破壊した。

顧客との間に別のレイヤーを追加することは、通常は良いアイデアではありません。なぜL1はこのような道を選ぶべきなのでしょうか？L2を取り込むことで、L1は顧客を失うことはない。かつては厳しかったB2CのビジネスモデルにB2Bを持ち込んでいるのだ。しかし、L2は価値のほとんどを得ることができるのだろうか？彼らはL1に十分な手数料を渡しているのだろうか？

幸いなことに、イーサは過去3年間この道を歩んでおり、L2がイーサの価値獲得に与える影響を観察することができる。L2がイーサのエコシステムにおいて捕食者であるかどうかを理解するには、2つの方法があります。

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- 最初の方法は、イーサがL2に収益を奪われているかどうかを見ることです。イーサエコシステムの収益におけるイーサの収益シェアの変化を見ることで、これをテストすることができます。下のチャートは、イーサと5つの主要なL2からの収益についてです。イーサは一貫して収益の90%以上を占めています。

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- もう一つのアプローチは、時価総額や価格を見ることです。価値の獲得はほぼ常に価格に反映されるため、時価総額上位10のL2と比較すると、ETHはイーサエコシステムの時価総額全体の95%以上を占めています。

イーサがこれほど多くのトランザクションをサポートできるわけがありませんが、それでも生態系の価値の90％以上を占めていることから、イーサをスケールさせるためにはL2が正しいステップであることがわかります。L2がL1をベースにしている限り、L1ブロックスペースをめぐるL2間の健全な競争は、ベースレイヤーの健全性にとって良い結果をもたらすでしょう。

8.次は何でしょうか？

島の例えについてもう一度考えてみましょう。真のL2となると、2つの島が協力して橋を架けなければならない。しかし、それはビットコイン島民の内部コンセンサスがなければ実現しない。今起きているのは、ビットコイン島のL2島になりたい人たちが、インフラをその場しのぎのものにしようとしていることだ。

つまり、ビットコイン島民が成長のために他の島とつながる必要があると合意すれば、L2島はそこにある。それまでは、L2を橋渡ししたり作成したりする複雑な方法を見つけようとするのではなく、すでに機能しているものを使用し、戦場でテストされたインフラを使用することに集中することが重要です。

ビットコインの島民がいかに自分たちのやり方に固執し、セキュリティーを非常に重視しているかは誰もが知っている。島に加えられた変更はすべて、徹底的に議論されてきました。ビットコインに変更を提案したい人は誰でも、ビットコイン改善提案書（BIP）を起草することができる。様々なフォーラムで非公式に議論された後、著者はフィードバックを取り入れ、BIPに変更を加える。その後、アイランダーズ委員会はBIPに日付を与え、それが正式に確認されることになる。

一部の島民は、Bitcoin Islandを慎重に近代化する必要性に精通しています。Botanix、Taproot Wizards、Thesisなどのチームは、Bitcoinのプログラム可能性を拡張するためにオペコードを追加するための土台を築いています。CATは、オリジナルのビットコインのオペコードの一部であったが、セキュリティ上の懸念からサトシ・ナカモトによって変更されたオペコードである。

このオペコードは、2つのデータを結合することができます。それは、カスタムトランザクションの種類（例えば、ダイナミックエスクローシステム、アトミックトランザクションなどのスマートコントラクト）、様々なDeFiアプリ、外部チェーンとのより大きな相互運用性から、多くの可能性を解き放ちます。

Starkwareのようなチームは、ビットコインにSTARK検証をもたらすOP_CATを指摘しています。このデザインパラダイムは、ビットコインのユニバーサルデザインを可能にするだけでなく、ビットコインが切実に必要としているスケーラビリティを向上させます。

CATVMなど、Taproot Wizardsチームの他のデザインも開発に着手されています。この設計では、OP_CATを使用して信頼性のないブリッジを作成します。現在のBitVMの設計とは異なり、CATVMには流動性の要件がありません。CATVMは、他のチェーンと同等のユーザーエクスペリエンスで、序数とルーンの分散型取引を可能にします。

SegwitはTaprootへの道を開きます。数列と碑文は、BRC-20とルーンを可能にします。ビットコイン開発者の最近の熱意は、BIP-420に対する社会的コンセンサスへの支持が高まっていることを示唆している。また、BIP-420は後方互換性があるため、ネットワークがBIP-420を有効化するためにハードフォークする必要はない。私たちは、真のネイティブ・ビットコイン・プログラマビリティの新時代を目撃することができるよう、BIP-420の稼働を心待ちにしています。

長い期間を経て、ビットコインに対する開発者の関心が急上昇しています。ビットコインを中心に開発、構築されてきた独立したプロジェクトはすべて、ビットコインという強大な島を取り囲む現代の島のようなものです。BIP-420によって、私たちはこれらの島々を融合させ、繁栄する現代の島にする方法を手に入れることができるかもしれません。

ビットコインで起こっている多くの変化により、将来、私たちは、その基礎となるレイヤーについてほとんど知らなくても、さまざまな金融アプリケーションでBTCを使用できるようになることを願っています。ビットコインのレイヤーの収束は、今日ムンバイを旅行しているときに、この賑やかな大都市がかつてボンベイの7つの別々の島であったことをまったく知らずに感じるのと同じくらい自然なことだ。