ライトニングネットワークとは何か、それはどのように動作するのか？

ライトニングネットワークは、さまざまなブロックチェーンベースの暗号化された通貨の上で動作する「レイヤー2」決済プロトコルです。 その目的は、高速でスケーラブルで低コストの取引を可能にし、今日のデジタル資産市場が直面している多くのスケーラビリティの問題に対処することです。 これらの基盤となるネットワークの中で最も注目すべきものは、最も人気のあるものであるBitcoin (BTC)です。

ライトニングネットワークはどのような問題を解決しようとしているのか?

ライトニングネットワークは、多くのブロックチェーン設計に固有のいくつかの重大な問題に対処するように設計されています。 ブロックチェーン技術はデジタル通貨を革命し、分散型金融の概念を導入しましたが、スケーラビリティ、速度、取引コストなどの課題ももたらしました。 次に、ライトニングネットワークがこれらの課題に対処する方法を簡単に説明します。

スケーラビリティ： Bitcoinのブロックチェーンは、1秒あたりの取引数 (tps) が制限されています。 この制限は、ブロックサイズとブロックの確認に必要な時間に由来します。 ネットワークが成長するにつれて、時々取引を迅速に処理するのに苦労し、バックログと遅れた取引時間が発生します。

ライトニングネットワークは、オフチェーン取引を可能にすることでこの問題に対処します。 ユーザーは、メインブロックチェーン上で開催される2つの取引 (チャネルを開く取引とチャネルを閉じる取引) 以外に、メインブロックチェーン外で多数の取引を実行できます。 このアプローチにより、ネットワークの取引処理能力が大幅に増加し、伝統的な決済システム (VisaやMastercardなど) を上回る1秒あたり数百万の取引を実現できます。

取引速度： Bitcoinネットワーク上の取引は、ネットワークの混雑状況とユーザーが支払った取引手数料に応じて、確認されるまでに数分から数時間かかる場合があります。 このような遅延により、メインネットワークは、即時決済が期待される日常的な取引 (ガソリンを購入したり、食料品を購入したりするなど) に適していません。

しかし、ライトニングネットワーク上の取引は、ほぼ瞬時に実行されます。 これは、取引がオフチェーンで発生し、各取引に対するマイナーの確認が不要だからです。 代わりに、支払いは両当事者が取引に署名した瞬間に決済され、伝統的な電子決済システムと同等のシームレスな支払い体験を提供します。

取引手数料： Bitcoinネットワーク上の取引手数料も、需要の高い期間中に高額になることが知られています。 これは、ユーザーが次のブロックに取引を含めるためにマイナーに取引手数料を提示するためです。 これにより、高額な手数料が発生し、小額の日常的な取引は非実用的になります。

ライトニングネットワークは、取引手数料を大幅に削減することでこの問題を解決します。 これは、再び、取引をオフチェーンに移行することで実現可能です。 これにより、取引はブロックチェーンのスペースやリソースを消費しないため、入札戦と関連する手数料はほぼゼントに削減され、小額の取引や定期的な小額取引が経済的に実行可能になります。

取引に非常に低い手数料と高速な決済を可能にすることで、ライトニングネットワークはマイクロペイメントの可能性を開放します。 これにより、コンテンツクリエーターとサービスプロバイダーが提供を収益化する方法が変化し、1記事あたりのニュースサイトやオンラインコンテンツのチップなどの革新的なビジネスモデルが可能になります。

プライバシー： Bitcoinブロックチェーン上の取引は公開され、誰でも見ることができます。 ブロックチェーンの透明性は機能ですが、取引を個人に追跡できるため、プライバシーに関する懸念も生じます。

ライトニングネットワークは、チャネルの開閉のみがブロックチェーンに記録されるため、取引のプライバシーを向上させます。 中間の各取引は、関係する当事者間でプライベートに維持されます。 これにより、メインブロックチェーンでは利用できないプライバシーレベルが提供されます。

したがって、ライトニングネットワークは取引をオフチェーンに移行することで、手数料、最終性、スケーラビリティなどの問題 (メインネットワークでマイクロ取引を非実用的にする問題) を同時に解決します。

したがって、ライトニングネットワークが解決しようとしている問題を見ると、レイヤー2ソリューションが、元のBitcoinブロックチェーンの固有の限界に対処するための重要なステップを表していることが明らかです。 ライトニングネットワークはまだ新しい技術であり、開発と採用の課題が残っているため、完全な潜在力を実現するにはこれらの課題に対処する必要があります。

ライトニングネットワークの機能

以上が、ライトニングネットワークが何を達成できるかを示しています。 では、オフチェーン取引を実現するプロセスは具体的にどのように機能するのでしょうか？

支払いチャネルの作成：プロセスは、2つの当事者が取引し、支払いチャネルを開くことに同意したときに開始されます。 これには、両当事者がマルチシグネチャウォレットに初期の暗号化された通貨 (例： Bitcoin) をコミットすることが含まれます。このウォレットには、取引を承認するために複数の署名が必要です。

チャネル作成プロセスのこの初期の資金調達取引のみがブロックチェーンに記録されます。 このウォレット内の資金はロックされており、両当事者の同意なしには使用できません。 コミットされた金額はチャネルの容量を決定します。

取引の実行：チャネルが開かれると、2つの当事者は、ブロックチェーンに放送されることなく、無制限の取引を相互に実行できます。 これらの取引は即時です。 各取引には、両当事者がマルチシグネチャウォレット内の現在の保有状況を反映するバランスシートを更新することが含まれます。 バランスシートが更新されるたびに、両当事者は新しいバランスを確認するために署名します。 これらの署名により、最新のバランスシートが唯一の有効なバランスシートであることを保証し、どちらかの当事者が古いバランスシートを放送して不正行為を試みるのを防ぎます。

チャネルの閉鎖：どちらの当事者でも、いつでもチャネルを閉じることができます。 チャネルを閉じるには、最新の、相互に合意されたバランスシートを基礎ブロックチェーンに放送することが含まれます。 これは、チャネルに関連する2番目の取引で、ブロックチェーンに表示されます。 この閉鎖取引が確認されると、チャネル内の資金は、最終的なバランスシートに基づいて各当事者に分配されます。

ネットワークを介した支払いのルーティング：ライトニングネットワークの真の力は、直接チャネルを開いていない当事者間で支払いをルーティングできることです。 これは、支払いチャネルのネットワークを介して実現され、ユーザーは中間ノードを介してネットワーク全体で支払いを送信できます。 中間者は、支払いをフォワードするためにチャネルのバランスを更新します。

これらのマルチホップ支払いのセキュリティと原子性 (all-or-nothingプロパティ) を確保するために、ネットワークはハッシュタイムロック契約 (HTLCs) を使用します。 HTLCsは、暗号化ハッシュとタイムロックを使用して、中間者が支払いをフォワードした場合にのみ資金を請求できるようにします。 支払いが受信者に到達しない場合、タイムロックが期限切れになると、資金は送信者に返却されます。 このメカニズムにより、中間者が資金を盗むことを防ぎ、支払いが完全に完了するか、または取消されることを保証します。

以上のように、ライトニングネットワークは、ビットコインのようなネットワークが真正な通貨として使用されるのを妨げている問題に対する洗練されたソリューションを提供します。 ただし、ネットワークの複雑さ、チャネルの管理、流動性の管理などの課題は、技術が発展するにつれて解決され続けています。

開発

開発について言えば、ライトニングネットワークは、イノベーションと潜在性に基づく、暗号化された通貨の分野における重要な開発を続けています。

最初に戻ると、ライトニングネットワークの概念は、2016年にジョセフ・プーンとセドリック・フィリップ・ドゥリュジャによって著された「The Bitcoin Lightning Network: Scalable Off-Chain Instant Payments」と題された白書で説明されました。 この白書では、ライトニングネットワークは、ビットコインのスケーラビリティの課題に対する解決策として、ビットコインのブロックチェーンの上に2層目のレイヤーを可能にすることが提案されました。

白書の公開後、アイデアはすぐに暗号化された通貨のコミュニティ内で支持を得ました。 数多くのチームと組織が、ライトニングネットワークの実装に取り組み始めました。 特に、3つの主要な実装が、今日でもライトニングネットワークの主要な開発者であるエンティティから生まれました。

1. Lightning Labs – ライトニングラボは、ライトニングネットワークの開発に大きく貢献しており、LND (ライトニングネットワークデーモン) を構築しています。これは、ライトニングプロトコルの最も広く使用されている実装の1つです。 LNDは、ビットコインネットワーク全体で高速な取引を可能にするために、スケーラブルでセキュアで軽量なレイヤーとして設計されています。 ライトニングラボは、ライトニングネットワークの採用と開発を推進するために、先頭に立っています。 ツールやサービスを提供して、使いやすさとアクセシビリティを高めています。
2. Blockstream – ライトニングネットワークのもう1つの主要な開発者は、c-lightning (現在はCore Lightningと呼ばれています) の開発に取り組んでいるBlockstreamです。 c-lightningは、パフォーマンスと拡張性に重点を置いたライトニングネットワークの実装です。 Blockstreamのライトニングネットワークへの貢献は、ビットコインとブロックチェーン技術の進歩への取り組みの一部です。 Core Lightningは、エンタープライズユーザーと、ライトニングネットワーク上でアプリケーションを構築しようとしている開発者にサービスを提供することに重点を置いています。
3. ACINQ – この会社は、ライトニングネットワークコミュニティ内での研究、開発、標準の推進に積極的に取り組んでいます。 彼らの仕事は、ライトニングネットワークのスケーラビリティ、セキュリティ、使いやすさを向上させることに重点を置いています。 これにより、より広いオーディエンスにアクセスできるようになります。

これらの組織はすべて、ライトニングネットワークの効率、セキュリティ、ユーザーエクスペリエンスの向上を目的とした、継続的な研究、開発、実装の取り組みに深く関与しています。 さらに、これらの組織はすべて、より広範なビットコインと暗号化された通貨のコミュニティに参加し、将来のライトニングネットワークを形作る議論、提案、標準に貢献しています。

成長と採用:

ライトニングネットワークの主要な開発者の努力は、無視できないものです。 これは、各開発者の成果に対する採用の急速な増加から明らかです。 ノードとチャネルの数、ネットワークの合計容量がビットコインで増加していることから、ライトニングネットワークの能力に対する関心と信頼が高まっていることがわかります。 現在、ライトニングネットワークとやり取りする方法は多数あります。

• 中央集権型のKrakenなどの取引所を通じたサポート
• ソフトウェアウォレット (Breez、Zapなど)
• ハッカソン、ミートアップ、ネットワークの機能を探索し拡張するプロジェクトなどのコミュニティイベント

成長にもかかわらず、ライトニングネットワークは、集中化に関する懸念、支払いチャネル内の資金のセキュリティ、平均ユーザーの技術的複雑さなどの課題に直面しています。 コミュニティと開発者は、これらの問題に対処し、ネットワークの堅牢性と使いやすさを向上させるために積極的に取り組んでいます。

ライトニングネットワークが進化を続けるにつれて、マルチパス支払い (大きな支払いを複数のチャネルに分割できる) のようなイノベーションや、ルーティング効率とチャネル管理の改善が、注目すべき開発分野です。 さらに、ライトニングネットワークの潜在性は、分散型金融 (DeFi) アプリケーションやトークン化された資産などの分野で探究されています。

注目すべきイベント

ライトニングネットワークの歴史の中で、多くのイベントが注目されますが、大きな注目を集めたのは「ライトニングトーチ」または「#LNTrustChain」でした。

ライトニングトーチは、2019年1月に暗号化された通貨のコミュニティ内で行われた社会実験でした。 単純なアイデアに基づいていました。 支払いは、各受信者が少量のビットコインを追加してから、次の人物に渡されていきました。

キャンペーンが終了した時点で、元の取引は、多数の熱心な参加者を介して、世界中の多くの国を渡りました。 これにより、ライトニングネットワークの小規模で迅速な取引の可能性が実証され、ソーシャルメディアで大きな注目を集め、テクノロジーと暗号化された通貨の分野の著名人を巻き込みました。

ライトニングネットワーク – ビットコインのための先導的なレイヤー2ソリューション

ライトニングネットワークの歴史は、ビットコインをスケールアップし、デジタル通貨としてのユーティリティを高めるための継続的な取り組みを示しています。 プーンとドゥリュジャによる概念化から、コミュニティの関与と採用の広がりまで、ライトニングネットワークは、瞬間的で低コストの暗号化された通貨取引を実現するための重要なステップを踏み出しています。 成熟するにつれて、ネットワークの役割は、暗号化された通貨とブロックチェーン技術のより広いエコシステムで拡大する可能性が高く、デジタル支払いを変革する潜在性を反映しています。