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UTXO vs. Account vs. Object: クロスチェーン・アーキテクチャを形成する隠れた戦い

· 約 17 分
Dora Noda
Software Engineer

Ethereum の開発者が Sui 上で構築しようとすると、奇妙なことが起こります。メンタルモデルが崩れるのです。変数はコントラクトに保存されません。ステートは予想される場所には存在しません。アセットの移動方法も異なります。そして、ビットコインを Ethereum に、あるいは Ethereum を Sui に接続しようとするブリッジにおいて、その背後にいるエンジニアは、プロトコルの違いよりも深い問題に直面します。それは、「トランザクション」とは一体何であるかという、3 つの根本的に相容れない理論を調整することです。

これは些細な実装の詳細ではありません。UTXO、アカウント、オブジェクトの各トランザクションモデルの選択は、ブロックチェーン設計において最も重要なアーキテクチャ上の決定の 1 つです。それは、トランザクションがどのように検証されるか、並列化がどのように機能するか、プライバシーがどのように達成されるか、そして 2026 年において最も重要なこととして、異なるブロックチェーンネットワークがどのように相互運用できるかといった、すべての要素を形作ります。

3 つのモデル、3 つの哲学

UTXO モデル:現金としての会計

Bitcoin の Unspent Transaction Output(UTXO)モデルは、3 つの中で最も古く、哲学的に最も純粋なものです。このモデルには、伝統的な意味での「アカウント」は存在しません。代わりに、アウトプット(以前のトランザクションによって作成され、新しいトランザクションによって消費される個別の価値単位)が存在します。

物理的な現金のように考えてみてください。支払いを受け取ると、特定の紙幣を保持します。それを使うとき、その紙幣は破棄され、新しい紙幣が作成されます。1 つは受取人に渡り、もう 1 つはお釣りとして戻ってきます。各紙幣は一度しか使えません。台帳は残高ではなく、紙幣を追跡します。

この設計には深い意味があります。

断片化によるプライバシー。 ウォレットがお釣りのアウトプットごとに新しいアドレスを生成するため、トランザクションを単一のアイデンティティに関連付けることは非常に困難です。各 UTXO は個別にアドレス指定可能であり、追加のプライバシーレイヤーを必要とせずに、ユーザーに自然な匿名性を提供します。

独立性による並列化。 インプットを共有しない UTXO は同時に検証できます。Bitcoin ネットワークは、保護すべき共有ステートが存在しないため、独立したトランザクションを並列に処理できます。秒間約 7 ~ 15 トランザクションという Bitcoin は最速のチェーンではありませんが、それらのトランザクションは理論的には並列に検証可能です。

決定論と監査可能性。 完全なトランザクション履歴はジェネシス(創設)から検証可能です。隠れた状態遷移は存在せず、すべての UTXO には証明可能な管理チェーンがあります。

トレードオフは何でしょうか? スマートコントラクトの表現力が犠牲になります。UTXO システムは価値移転を見事にモデル化しますが、複雑なステートフルなロジックには苦労します。Cardano の拡張 UTXO(eUTXO)モデルは、UTXO に任意のデータを持たせることでこれを解決しようとしていますが、プログラミングパラダイムは依然として Ethereum のアプローチとは根本的に異なります。

アカウントモデル:データベースとしてのステート

Ethereum のアカウントモデルは逆のアプローチを取ります。個々のコインを追跡するのではなく、アカウント残高とコントラクトストレージのグローバルなステートデータベースを維持します。ETH を送信すると、銀行振込のように、自分のアカウント残高が減少し、受取人の残高が増加します。

このモデルにより、プログラム可能なマネーが直感的に感じられるようになりました。Solidity 開発者は、コインの系譜ではなく、変数や関数の観点から考えます。アカウントモデルは DeFi の爆発的な普及を可能にしました。AMM、レンディングプロトコル、ステーキングコントラクトはすべて、共有ステートの読み書きを必要とし、アカウントモデルはこれを自然に処理します。

しかし、アカウントモデルには根本的な並列化の問題があります。複数のトランザクションが同時に同じアカウントに触れる可能性があるため、ネットワークは、各トランザクションがどのステートを変更するかを事前に知ることなく、それらを安全に並列実行することはできません。Ethereum がベースレイヤーで秒間約 30 トランザクションしか処理できないのは、計算能力の限界ではなく、正確性のために逐次的な状態遷移がアーキテクチャ上必要だからです。

EVM のこの問題への対処法は単純です。ブロック内に現れる順序に従ってトランザクションを順次実行します。楽観的な並列化の試み(Monad のような Ethereum L2 など)は存在しますが、失敗したトランザクションを再実行して競合を処理する必要があり、理論的なスループットの向上を制限するオーバーヘッドが発生します。

プライバシーの代償。 アカウントのアドレスは永続的であり、完全に追跡可能です。同じアドレスからのすべてのトランザクションはリンク可能です。Ethereum でのプライバシーには、ミキサー、ZK プルーフ(ゼロ知識証明)、ステルスアドレスなどの追加レイヤーが必要になります。これはまさに、アカウントモデルの設計がトランザクション履歴全体を露呈させてしまうためです。

オブジェクトモデル:明示的な所有権、明示的な依存関係

Move プログラミング言語で構築された Sui のオブジェクトモデルは、最新のパラダイムを象徴しています。残高を持つアカウント(アカウントモデル)やコインの系譜(UTXO)ではなく、Sui のすべては オブジェクト です。つまり、明示的な所有権チェーンを持つ、一意で型指定された、所有されたリソースです。

コインはオブジェクトです。NFT もオブジェクトです。スマートコントラクトの機能もオブジェクトです。そして重要なことに、すべてのトランザクションは、どのオブジェクトにアクセスするかを明示的に宣言します。これには、排他的な所有権が必要か、単なる共有アクセスが必要かも含まれます。

この明示性は、アカウントモデルを悩ませる並列化の問題を解決します。トランザクションが依存関係を事前に宣言するため、バリデータネットワークはどのトランザクションが独立しているかを即座に判断し、それらを同時に実行できます。単一所有者のオブジェクトに関連するトランザクションは、コンセンサス(合意形成)を完全にバイパスして、超低レイテンシを実現できます。共有オブジェクトのトランザクションはコンセンサスを経由しますが、それでもオブジェクトレベルの分離の恩恵を受けます。

その結果、Sui はベンチマークで秒間 297,000 トランザクションを目指しています。実際のパフォーマンスはトランザクションの組み合わせに大きく依存します。Aptos は異なるアプローチである Block-STM(楽観的並列実行エンジン)を使用しています。これは、すべてのトランザクションを投機的に並列実行し、競合をロールバックすることで同様の目標を達成します。2025 年、Aptos は競合のないワークロードで 100 万 TPS に迫る理論上のスループットを実証しました。

オブジェクトモデルは、特定のパターンにおけるコンポーザビリティ(構成可能性)も向上させます。アカウントモデルでユーザー残高を保持する DeFi プロトコルは、共有ステートの問題であるリエントランシー攻撃を慎重に管理する必要があります。オブジェクトモデルのプロトコルは個別の資産を所有するため、特定の攻撃ベクトルが構造的に不可能になります。

クロスチェーン変換の問題

ここからがエンジニアリングの本質的な難所です。ユーザーが Bitcoin、Ethereum、Sui の間で資産を移動させようとする際、ブリッジインフラストラクチャに対して、互換性のない 3 つの現実の間で翻訳を行うよう求めていることになります。

プロパティUTXO (Bitcoin)アカウント (Ethereum)オブジェクト (Sui/Aptos)
状態の単位未使用の出力 (UTXO)アカウント残高所有オブジェクト
識別子出力の参照アドレスオブジェクト ID
スマートコントラクト限定的豊富豊富 (Move)
並列化自然に可能困難設計段階で組み込み済み
プライバシーネイティブ追加機能が必要オブジェクトレベル
二重支払い防止UTXO の一意性ナンス (Nonce) ベースオブジェクトの所有権

UTXO とアカウントのギャップ は、最も古く、最もよく理解されている問題です。Bitcoin を Ethereum にブリッジする場合(Wrapped BTC)、IOU を作成することになります。ブリッジは Bitcoin チェーン上の UTXO に本物の BTC をロックし、Ethereum 上で同等の ERC-20 トークンをミントします。この際、資産の技術的識別子は完全に変化します。Bitcoin 上の UTXO 参照は Ethereum のアカウントモデルでは何の意味も持たず、ブリッジは個別のマッピングを維持する必要があります。

この変換プロセスが攻撃対象領域 (Attack surfaces) を生み出します。ブリッジの Bitcoin 側のカストディ(UTXO を制御するマルチシグまたはスマートコントラクト)は、Ethereum 側のミントロジックとは全く異なる前提条件の下で動作します。どちらかのレイヤーでセキュリティ上の障害が発生すると、連鎖的な被害を及ぼす可能性があります。2021 年から 2023 年にかけて発生した 6 億ドル以上のブリッジ悪用事件の多くは、この変換レイヤーの実装が不完全であったことが原因でした。

アカウントとオブジェクトのギャップ はより新しい課題ですが、同様に困難です。Ethereum の資産を Sui に移動する場合、Ethereum のアドレスは Sui のオブジェクトにそのままマッピングされません。Sui の所有権モデルでは、資産が検証可能なオブジェクト参照を持ち、明示的かつ追跡可能な所有者を持つことが求められます。ブリッジはアカウントモデルの認証情報からオブジェクトのアイデンティティを合成する必要がありますが、これは慎重なプロトコル設計を必要とする情報の欠落を伴う変換 (Lossy translation) です。

LayerZero のメッセージングアーキテクチャは、アセットレベルではなくメッセージレベルで動作することでこれを回避しています。その Ultra Light Nodes (超軽量ノード) は、Chain A のトランザクションモデルを完全に理解する必要なく、「Chain A で何かが起きた」ことを検証します。2025 年に LayerZero が Cardano サポートを追加し、160 以上のチェーンと接続した際、エンジニアリングチームは Cardano 側の eUTXO セマンティクスを処理しつつ、他方で Ethereum ネイティブな抽象化を維持する必要がありました。

UTXO とオブジェクトの変換 は、おそらく最も複雑です。Bitcoin のコインの系統 (Coin lineage) と Sui のオブジェクトの系統は、どちらも明示的な所有権モデルですが、細部が大きく異なるため、単純な変換は失敗します。Bitcoin の UTXO には伝統的な意味での所有者「アイデンティティ」はなく、所有権は暗号署名を通じて証明されます。一方、Sui のオブジェクトには明示的な所有権フィールドがあります。ブリッジは、両方のチェーンにわたって監査可能性を維持しながら、署名ベースの所有権とフィールドベースの所有権の間を変換しなければなりません。

コンセンサスモデルの相互作用

トランザクションモデルの選択はコンセンサスメカニズムの設計にも波及し、これらの互換性のなさを増幅させます。

Bitcoin の UTXO モデルは Proof-of-Work (PoW) コンセンサスと自然に組み合わさります。マイナーは独立した UTXO を出現順に関係なく検証し、チェーンの正準な順序 (Canonical ordering) は蓄積されたハッシュパワーによって事後的に決定されます。逐次的なステートマシンのためにトランザクションを事前順序付けする必要はありません。

Ethereum のアカウントモデルでは、状態の衝突を防ぐために、あらかじめ定められたトランザクションの順序(バリデータによって強制されるメムプールの順序)が必要です。これが Ethereum の MEV (最大抽出価値) 問題が深刻である理由です。トランザクションの順序自体に経済的価値があり、バリデータは自身の利益のために順序を入れ替えることで価値を抽出できてしまいます。

Sui と Aptos はどちらも、オブジェクトベースの実行モデルで動作するように特別に設計された Byzantine Fault Tolerant (BFT) コンセンサスの変種を使用しています。Sui のシングルオーナーオブジェクトのトランザクションは、簡略化されたコンセンサスパス(ファストパスまたは直接的なファイナリティと呼ばれます)を使用し、中央集権的な決済システムに匹敵する数百ミリ秒のレイテンシを実現します。共有オブジェクトのトランザクションはフル BFT コンセンサスを使用しますが、ここでもオブジェクトレベルの分離によってステートマシンの複雑さが軽減されます。

ブリッジがこれら異なるコンセンサスモデル間でファイナリティを検証しなければならないとき、エンジニアリングの課題は倍増します。Bitcoin の UTXO トランザクションを検証する ZK ブリッジは、そのトランザクションが十分な PoW の深さを持つブロックに含まれていることを証明する必要があります。同じブリッジで Ethereum のアカウント状態の更新を検証するには、ステートルートが正しく BFT ファイナライズされたブロックと一致することを証明する必要があります。さらに Sui のオブジェクト遷移の検証には、Sui の DAG ベースの Mysticeti コンセンサスに対する検証が必要です。これらは 3 つの異なる暗号学的検証問題であり、単一のセキュリティ引数として構成されなければなりません。

2026 年の開発者への示唆

2026 年に構築場所を選択する開発者にとって、トランザクションモデルは後回しにすべき事項ではなく、主要な検討事項であるべきです。

UTXO チェーン (Bitcoin, Cardano) で構築すべきケース:

  • アプリケーションが主に最小限の状態遷移を伴う価値移転である場合
  • プライバシーが最優先の要件である場合
  • 長期的な監査可能性と追跡可能性が不可欠である場合
  • Bitcoin の Proof-of-Work にセキュリティの根拠を置くレイヤー 2 ソリューションを構築する場合

アカウントモデルチェーン (Ethereum, BNB Chain, Avalanche) で構築すべきケース:

  • アプリケーションに複雑な共有状態(AMM、レンディングプロトコル、DAO)が必要な場合
  • 開発者エコシステムとツールの充実度が最も重要である場合
  • 最も広範な DeFi のコンポーザビリティ(構成可能性)が必要な場合
  • Ethereum プリミティブに対する機関投資家の習熟度が要件である場合

オブジェクトモデルチェーン (Sui, Aptos) で構築すべきケース:

  • トランザクションのスループットと低レイテンシが極めて重要な要件である場合
  • アプリケーションが自然に独立した状態(ゲームアイテム、NFT 操作)を持つ場合
  • 明示的な資産所有権フローを設計している場合
  • 慎重なデータモデル設計を通じて並列化のメリットを享受できる場合

2025 年から 2026 年にかけてのトレンドは、開発者が複数のチェーンで同時に構築することです。これにより、クロスチェーン変換の問題は単なるインフラの懸念事項ではなく、アプリケーションアーキテクチャの懸念事項となります。Chain A での状態の表現方法が、Chain B でその状態をどのように表現できるかを決定づけるのです。

インフラストラクチャにとっての意味

2026 年のクロスチェーン・インフラストラクチャは急速に成熟していますが、根本的な「翻訳」の問題は解決されておらず、抽象化されたに過ぎません。LayerZero、Axelar、Hyperlane などのプロトコルは、UTXO、アカウント、およびオブジェクトモデルにまたがって機能するメッセージングレイヤーを提供しています。ZK ブリッジ技術は、各チェーンのトランザクションモデルを解釈するための信頼できる仲介者を必要とせずに、クロスチェーンイベントのトラストレスな検証を可能にします。

しかし、抽象化にはコストが伴います。各翻訳レイヤーは、レイテンシ、セキュリティ上の仮定、および潜在的な障害点を追加します。最も洗練されたアプリケーションは、多くの場合、クロスチェーンへの依存関係を最小限に抑えるように設計されています。つまり、各チェーンをそのトランザクションモデルが最も得意とする用途に使用し、必要な場合にのみブリッジを介します。

より深い洞察として、「ブロックチェーンの相互運用性」は単一のエンジニアリングの問題ではありません。それは、ブリッジの両側にあるトランザクションモデルによって形作られる一連の問題群です。UTXO からアカウントへのブリッジは、アカウントからオブジェクトへのブリッジとは異なる課題に直面します。そして、相互運用性を普遍的に解決すると主張するプロトコルは、この特有の複雑さに照らして評価される必要があります。

2026 年秋に、異なるワークロード向けに実行環境を分離するヘテロジニアス・ゾーンアーキテクチャを備えた LayerZero の Zero ネットワークがローンチされるにつれ、単一のトランザクションモデルが勝利することはないという現実的な認識が広まっています。未来は、各接合部で慎重に設計されたマルチモデルの相互運用性にあります。


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