P2MR: ビットコインの初の量子耐性アドレスの技術的機能

• P2MRは、各取引で公開鍵を露出させるTaprootの鍵の支出を排除します。
• 新しいタイプのアドレスはbc1zというプレフィックスを使用し、資金を手動で移行する必要があります。

量子の潜在的脅威に関する議論は、ビットコインエコシステムにおいて具体的な結果をもたらしました。それは、現在レビュー中の改善提案BIP-360であり、Merkleルートへの支払い（P2MR）と呼ばれるアドレス形式を定義しています。そのポス量子の目的は、現在のビットコインアドレス形式における公開鍵の可視性のギャップを埋めることです。

現在、Taprootはビットコインの唯一のアップデートであり、異なる支出条件を同じアドレスに対して整理するスクリプトの木を構築することを可能にします。これにより、資金を支出する際には、実際に使用される条件のみを明らかにし、残りは明らかにする必要がありません。これにより、より複雑でカスタマイズされた支出条件を作成することができます。

しかし、Taprootはまた、スクリプトの木メカニズムを使用する唯一のアクティブな形式であり、資金が作成された時点からそのアドレスの公開鍵をブロックチェーン上に露出させます。この露出は量子攻撃のベクトルです。十分に強力なハードウェアは、露出された公開鍵から秘密鍵を導き出し、資金を奪うことができます。

また、P2WPKH（公開鍵ハッシュによる支払い）やP2SH（スクリプトハッシュによる支払い）などのより単純で古い形式は、資金が支出されない限り、その露出を回避しますが、Taprootのスクリプトの木の柔軟性を提供しません。

このように、P2MRは両方の特性を組み合わせることを目指しています：資金が支出されるまで公開鍵を隠し、同時にスクリプトの木が提供する柔軟性を保持することです。これは、これまでビットコインのネイティブな出力形式では許可されていませんでした。

P2MRの技術的構造 {#h-p2mrの技術的構造}

BIP-360は、TaprootとTapscript（BIP-342）のコードを基にしており、ビットコインがTaprootのスクリプト内で支出条件を定義するために使用する言語ですが、資金を支出する2つの方法のうちの1つ、公開鍵の経路を排除しました。したがって、P2MRは公開鍵による支出のないTaprootとして理解できます。

P2MRの機能は、Merkle木として知られる構造に基づいています。各スクリプトは、最初にTapLeafと呼ばれるプロセスを通じて32バイトの暗号値に変換されます。その後、これらの値はTapBranch関数を介してペアで組み合わされ、木のハッシュを統合して単一の結果、Merkleルートを得ます。このルートは、P2MRアドレスの支出条件のセットを識別する暗号的コミットメントです。これを知ることで、特定のスクリプトが元の木の一部であったことを確認できます。残りのスクリプトを知る必要はありません。

このようにして、P2MRは異なる支出条件をスクリプトの木に集約する可能性を保持しつつ、アドレスに公開鍵を露出させることはありません。これは、Merkleルートのみに基づいています。資金を支出する時が来ると、ユーザーは使用している条件を含むスクリプト（例えば、相続人が特定の期間後に資金を回収できるルール）と、資金が作成されたときに定義された木の一部であったことを示すTapBranchのハッシュの経路を明らかにします。残りの条件は隠されたままです。

公開鍵の不在は、Bitcoinが資金を識別するために使用する構造を変更します。P2MR出力は、OP_2に続いて32バイトのメルクルルートで構成され、そのアドレスはBIP-360の技術文書に従ってbc1zプレフィックスを使用します。Taprootとは異なり、P2MRはそのルートを内部鍵と組み合わせず、そのため、将来の十分に強力な量子コンピュータに対して脆弱にする可能性のある支出経路を排除します。
BIP-360はBitcoinの新しいアドレス形式を提案します。出典: Github。

P2MR出力はどのように支出されるか？ {#h-como-se-gasta-una-salida-p2mr}

P2MR出力を解除するには、資金を支出する者が証人（witness）を完成させる必要があります。これは、SegWitの更新以降、支出を承認するために必要な証拠を含むトランザクションのフィールドであり、トランザクションの主要部分に重さを加えません。

P2MRでは、その証人は3つの部分で構成されています：

• スクリプトが必要とするスタック要素（スクリプトが実行される際に積み重ねられ、使用されるデータ、例えば署名など）。

• 対応する葉のスクリプト（TapLeaf、実際に支出に使用される木の葉）。

• 制御ブロックは、制御バイトとその葉へのメルクル認証パスで構成されており、その葉が元の木に属することの証明です。

Taprootとの違いは明確ですが中心的です：P2MRの制御ブロックには内部公開鍵が含まれていません。単にその鍵がこのタイプの出力には存在しないからです。この不在は証人の重さに直接反映され、その重さが各支出が支払う手数料の量を決定します：バイト数が少ないほど、コストは低くなります。単一の葉の木のP2MR証人は103バイトの重さで、BIP-360の文書によれば：

• Taprootの鍵による支出（66バイト）に対して、P2MRは56％重いです。

• BitcoinのECDSAトランザクション署名の平均重さ（約72バイト）に対して、mainnet.observerによれば、P2MRの証人は43％重いですが、この比較は厳密には同等ではありません。なぜなら、ECDSAのデータは署名のみに関連し、P2MRの重さにはスクリプトと制御ブロックも含まれるからです。

• 同じ構造のTaprootのスクリプトによる支出（135バイト、103バイトのP2MRと制御ブロック内の内部鍵が占める32バイトの合計）に対して、P2MRは24％軽いです。なぜなら、その鍵を含める必要がないからです。

BitcoinにおけるECDSA署名の平均重さ。出典: mainnet.observer。

開発者のAnthony Townsは、Bitcoin開発者のメーリングリストでのP2MRに関する議論の中で、このタイプの出力にポスト量子署名を追加することは、Taprootの鍵による支出に対して現在約14％の追加コストを意味すると計算しましたが、その数字はSHRINCSのようなスキームでは7％に、Winternitzタイプのスキームではわずか1％に低下します。

さらに、P2MRは現在Schnorrスキーム（BIP-340）で署名されており、ECDSAではなく、Tapscriptのネイティブ構造であるため、Lightning Network（LN）、BitVM、マルチシグ設定、タイムロック（timelocks）と互換性があり、将来的にはその木のいくつかの葉が出力タイプを変更することなくポスト量子署名を組み込むことができるように設計されています。これは専門サイトPost Quantumが説明しています。

P2MRが解決することと解決しないことをBIP-360の文書は正確に定義しています：

• 長時間露出攻撃に対して保護します。これは、公開鍵が無期限にチェーン上に露出する場合ですが、トランザクションがまだ確認されておらず、量子コンピュータがそれを破ろうとする前に短時間メモリプールに留まる間に発生する短時間露出攻撃には対処していません。

• また、ポスキュアン署名を導入していません。ユーザーがアドレスを再利用しないことに依存しており、同じアドレスを再利用すると公開鍵が早期に露出し、P2MRが回避しようとしているリスクが再び開かれます。

最終的に、この記事の締めくくりとして、BIP-360は公式リポジトリ内でまだドラフト状態にあり、2026年2月に統合されました。この状態は、提案がビットコインのメインネットでアクティブではなく、現在のところ組み込むためのスケジュールが存在しないことを意味します。

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タグ：ビットコイン（BTC）量子コンピューティング暗号通貨最新情報

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