SegWit技術とは？ネットワーク全体でのBitcoinスマートスケーリング手法の概要

初心者向け BitcoinのSegWit技術入門

SegWit（Segregated Witness）は、Bitcoinの歴史の中で最も重要な技術革新の一つです。Satoshi NakamotoがBitcoinを設計した際、各ブロックのサイズは100万バイトに制限されました。この制限により、1ブロックに記録できる取引数が非常に限られ、スケーラビリティの問題が生じました。

Bitcoinの利用が拡大し、ユーザー数や取引数が増加すると、ネットワークは混雑が顕著になりました。Bitcoinネットワークは約10分ごとに新しいブロックを生成しますが、100万バイトの制約により、平均して1秒間に約7件の取引しか処理できません。この制限のために待ち時間が増え、取引手数料も高騰し、効果的な技術的解決策が強く求められるようになりました。

SegWitの概要

SegWitはSegregated Witnessの略で、2015年にBitcoin開発者Pieter Wuille氏とBitcoin Coreチームの他開発者たちによって提案されました。この技術は2017年、「ソフトフォーク」という手法でBitcoinネットワークに正式導入されました。

SegWitの導入によって、各ブロックの情報処理能力は約1.7倍に拡大しました。主なメリットは、有効ブロック容量の拡大、取引処理速度の向上、ネットワークのスケーラビリティ強化です。さらに、Lightning Networkなどのセカンドレイヤーソリューションへの道も開かれました。

SegWitの技術的原理

SegWitの仕組みを理解するには、Bitcoin取引が「取引データ」と「ウィットネスデータ」という2つの主要要素で構成されることを知っておく必要があります。取引データには送信者・受信者アドレスや送金額が、ウィットネスデータには資金の所有権や取引正当性を証明するデジタル署名情報が含まれます。

大きな課題は、ウィットネスデータ、特に署名情報がブロック内で大量の容量（最大65%）を占有し、追加取引に使えるスペースを圧迫していたことです。SegWit技術は、ウィットネスデータをコア取引データから分離し、ブロック内の専用セクションに格納することで、この問題を解決しました。これにより空き容量が大幅に増え、1ブロックあたりの取引数を増加させることができます。

SegWitの主なメリット

SegWitは、Bitcoinネットワーク全体の性能向上につながるいくつかの基本的な利点を備えています：

ブロック容量の拡大：ウィットネスデータを分離することで、元のブロック内に大きな空き容量が生まれます。署名情報が最大65%を占める場合、それを切り離すことで、同じブロックサイズ内でより多くの取引が処理可能になります。

取引処理速度の向上：ブロックスペースの活用が最適化され、コア取引データの処理に集中できるため、取引承認がより迅速になり、1取引あたり平均1ドル程度まで手数料が低減します。

Lightning Networkプロトコル対応：長期的なスケーラビリティの観点で最重要の特徴です。Lightning Networkはメインチェーン外で取引を処理するセカンドレイヤー技術で、高速かつ低コストな支払いチャネルを構築し、最終結果のみメインチェーンで決済します。SegWitはLightning Networkの安全かつ効率的な運用に不可欠です。

SegWitの利用方法

一般ユーザーは、SegWit対応ウォレットアドレスを利用することでSegWit技術を使えます。SegWitアドレスには主に次の3つの利点があります：

1. 高いセキュリティ：SegWitアドレスは、署名データの取り扱いが改ざんされにくい方法で行われるため、従来アドレスよりも安全性が向上します。

2. 高速な処理：拡張された容量と効率的な処理により、取引承認がより迅速に行われます。

3. 低コスト：SegWitアドレスの取引手数料は、従来アドレスよりも大幅に安く、ユーザーのコスト削減につながります。

利用するには、SegWitアドレス対応ウォレットを作成し、それでBitcoinを送受信するだけです。

Bitcoinアドレス形式

Bitcoinには複数のアドレス形式があり、それぞれに特徴と利点があります：

Legacy（P2PKH）：「1」で始まる従来型アドレスです。Bitcoinのオリジナル形式で、現在も広く利用されていますが、SegWitの恩恵はありません。

Nested SegWit（P2SH）：「3」で始まるSegWit互換アドレスです。レガシーシステムとの互換性を保ちつつ、SegWitの利点の一部を享受できます。マルチシグアドレスにも使われます。

Native SegWit（Bech32）：「bc1q」で始まるBech32形式のネイティブSegWitアドレスです。SegWit専用に設計されており、セキュリティ強化、エラー検出力向上、最小取引手数料が特長です。大文字・小文字の区別がなくエラーも減ります。

Taproot（P2TR）：「bc1p」で始まる最新のBech32m形式アドレスで、Taprootの先進機能をサポートし、OrdinalsなどのNFTにも対応しています。

アドレス形式の違い：Native SegWitとSegWitの比較

各アドレス形式の違いは主に取引手数料と機能に表れます：

• SegWit互換アドレス（「3」始まり）は、従来型アドレス（「1」始まり）より送金手数料を約24%節約できます。
• ネイティブSegWitアドレス（「bc1q」始まり）は、従来型アドレスより手数料を約35%節約できます。
• ネイティブSegWitとSegWit互換アドレスを比較すると、ネイティブSegWitの方が構造最適化のため効率・手数料両面で優れています。
• SegWitアドレスは、従来のマルチシグアドレス比で最大70%手数料を節約できます。
• Taprootアドレス（「bc1p」始まり）は、Bitcoin NFTやOrdinalsの保有など追加機能をサポートし、手数料はSegWit互換アドレスと同等です。

Native SegWit（Bech32）アドレスはSegWit専用で最大効率を発揮し、Nested SegWitアドレスは旧システムとの互換性を維持しながら移行を容易にします。

まとめ

SegWitは、Bitcoinのスケーラビリティと効率性向上において極めて重要な技術発展です。ウィットネスデータをコア取引データから分離することで、1ブロックあたりの取引処理数が大幅に増加し、ネットワークスピードと取引コストが改善されました。

ただし、SegWitの本質的な価値は直接的な改善だけでなく、取引IDの改ざんが可能だった重大なセキュリティ脆弱性（取引モルタビリティ）を解消した点にもあります。さらに、Bitcoinに高度なプログラマビリティを加え、Lightning Networkのような先端スケーリングソリューションの基盤を築きました。

SegWitアドレスを活用すれば、低手数料・高速取引・高セキュリティの恩恵を受けられます。Native SegWitとSegWit互換アドレスの違いを理解することで、用途に最適な形式を選択できます。Bitcoinエコシステムが進化する中、SegWitは今後のイノベーションの基盤であり、特にNative SegWitが最適化と効率の面でリードしています。

FAQ

Native SegWitからSegWitへBTC送金は可能ですか？

はい、Native SegWitアドレスからSegWitアドレスへのBTC送金は可能です。両形式は完全に互換性があり、直接取引が行えます。

SegWitとNative SegWitはどちらが優れていますか？

Native SegWit（Bech32）は、標準的なSegWitよりも取引容量、手数料、スケーラビリティのすべてにおいて優れています。

Native SegWitからTaprootへBitcoin送金は可能ですか？

はい、Native SegWitアドレスからTaprootアドレスへもBitcoin送金が可能です。両者は完全互換で、Taprootはさらに効率性と手数料低減のメリットがあります。

SegWitアドレスにBitcoinを送った場合は？

送金したBitcoinはSegWitアドレスで正常に受領されます。SegWitによる効率的なブロックスペース活用で、従来型アドレスに比べて低手数料でネットワーク上で処理されます。