ビットコインライトニングネットワーク: 支払いチャネルを操作するために必要なすべてのこと

ライトニングネットワークが解決するスケーラビリティの問題

ブロックチェーンは基本的な制限に直面しています：処理能力。ビットコインは10分ごとにブロックを生成し、各ブロックには限られた数のトランザクションしか含むことができません。これがボトルネックを生み出します。

多くのユーザーが同時に資金を送信しようとすると、ブロック内の利用可能なスペースを競います。マイナーは手数料に応じて優先順位を付けるため、コストが急増することがあります。2017年には1回の取引あたり50 USDに達し、2021年には60 USDを超えました。3ドルのコーヒーに対して10 USDの手数料は持続不可能です。

ライトニングネットワークは、レイヤー2または「オフチェーン」のソリューションであり、ブロックチェーンに各取引を記録することなく、数千の取引を実行することを可能にします。ネットワーク上に公開されるのは、チャネルのオープンとクローズの2つの取引だけです。

ライトニングネットワークは実際にどのように機能しますか？

ブロックの確認を待つ代わりに、Lightning Networkはユーザー間の直接支払いチャネルを利用します。アリスとボブが複数の送金を行う必要があると想像してみてください。彼らは共同でスマートコントラクトを作成し、例えば、各自5 BTCを預け入れます(。

このチャネル内では、ブロックチェーンに記録せずに瞬時に取引を行うことができます。アリスがボブに1 BTCを送ると、チャネルのプライベートレジャーではボブは6 BTCを持ち、アリスは4 BTCを持っています。このように無限に続けることができます。チャネルを閉じることを決定すると、最終状態をブロックチェーンに公開し、それぞれが更新された残高を受け取ります。

取引は稲妻のように速い：ブロックの確認には依存せず、あなたのインターネットの速度だけに依存します。

ライトニングネットワークの背後にあるセキュリティ：マルチシグとスマートコントラクト

ボブが単に協力を拒否し、すべての資金を請求することを妨げるものは何ですか？ライトニングネットワークは2つの技術的メカニズムを使用しています：

) マルチシグ ###multisig(

チャンネルを開くためには、両方の当事者が双方の署名が必要なアドレスに資金をロックします。アリスはボブなしでは引き出せず、逆もまた然りです。2対2のスキームでは、両方の署名が必須です。

) ハッシュタイムロック契約 ###HTLC(

このメカニズムは合意を自動的に実行します。二つの要素を組み合わせています：

• ハッシュロック: 受取人は特定のハッシュと一致する秘密を提供した場合にのみ資金を使うことができます。送信者がこれを提供し、両方のトランザクションを結びつけます。
• タイムロック: 時間制限。受取人が期限内に資金を請求しない場合、送信者はそれを回収できます。

一緒に、誰もお金を失うことなく不正を行うことができないことを保証する条件付き支払いを作成します。もし誰かがより多くの資金を持っていた)の古いトランザクションを伝えようとすると、相手は後のラウンドで明らかにされた秘密によってすぐに自分の部分にアクセスすることができます。このインセンティブは詐欺を抑制します。

支払いのルーティング：範囲の拡大

チャネルは孤立して機能しません。アリスがボブとチャネルを持ち、ボブがキャロルとチャネルを持っている場合、アリスはボブを介してキャロルにお金を送ることができます。ルーティングは、複数の「ホップ」を介して拡張でき、チャネルの相互接続されたネットワークを作成します。

これらのルートを容易にするために、仲介者は手数料を徴収することができます(が、それは必須ではありません)。基本のブロックチェーンとは異なり、1 USDと1,000,000 USDは同じコストですが、Lightning Networkは流動性に基づく手数料を可能にします：ローカルバランスを支払いのルーティングにどれだけ犠牲にするかによって、得られる利益が増えます。

例: アリスがキャロルとのチャンネルに0.7 BTCを持っていて、キャロルを通じてフランクに0.3 BTCを送る必要がある場合、キャロルは柔軟性を"失う"ことになります。彼女の支出能力は、誰かが彼女に資金を返すまで減少します。

ライトニングネットワークの主な利点

( 急激なスケーラビリティ

Lightning Networkを使用すると、ブロックスペースが効率的に利用されます: チャンネルの開閉のみがスペースを占有します。高ボリュームで低価値のトランザクションは、チャンネル内で無料で行われ、)開閉に対してのみ料金が発生します###。

( マイクロペイメント

ビットコインは最小0.00000546 BTC )~38セント###を送信することを許可します。ライトニングネットワークはその制限を排除します：サトシ(を0.00000001 BTC)のコストなしで転送できます。これにより、新しいビジネスモデルが開かれ、サービスを使用するたびにセントの一部を支払うマイクロペイメントに基づくサブスクリプションが可能になります。

( プライバシーの向上

チャンネル内のトランザクションはブロックチェーンに公開されません。チャンネルが開かれたことだけが分かり、内部で何が起こっているかは分かりません。チャンネルをプライベートにしたい場合、あなたとあなたのカウンターパートだけが発生したトランザクションを知ることになります。

現在のライトニングネットワークの制限

) 使いやすさの複雑さ

チャネルを開設し、流動性を管理し、資金の出入りを理解する：ライトニングネットワークはまだ技術的なスキルを必要とします。一般のユーザーにとって、最初のステップは圧倒されるかもしれません。

###流動性の問題

チャネルにロックされている金額以上を消費することはできません。バランスが尽きた場合は、新しいお金が入るか、チャネルを閉じる必要があります。これにより、支払いルートが制限されることがあります。アリス-キャロルが5 BTCを持っているが、キャロル-フランクが1 BTCしか持っていない場合、アリスはフランクに1 BTC以上を送信することは決してできません。

ハブにおける中央集権化のリスク

流動性の制限により、大規模な「ハブ」が形成されることへの懸念が存在します。これは、高度に接続され、資本の多いエンティティです。重要な支払いはごく少数のノードを通じて行われるため、分散化が弱まり、検閲のリスクが増加します。

今日のライトニングネットワークの状態 ###2024###

ライトニングネットワークは継続的に成長しています。稼働中のノードは13,000以上、アクティブなチャンネルは52,000以上、合計容量は4,570 BTCを超えています。

ノードの実装はいくつかあります：Blockstreamのc-lightning、Lightning LabsのLightning Network Daemon、ACINQのEclairです。技術的でないユーザー向けには、デバイスをオンにするだけで済むプラグアンドプレイソリューションがあります。

ビットコインの未来にとってライトニングネットワークが重要な理由

2018年の開始以来、Lightning NetworkはBitcoinのセキュリティを損なうことなく大幅に成長しました。リスクを伴わずに基盤ネットワークをスケールし、実験することができるレイヤー2を提供します。

ブロックチェーン上の取引は引き続き正常に機能しています。ユーザーは現在、最大のセキュリティのためにブロックチェーンで支払うか、速度と低コストのためにチャネルを使用するかの選択肢があります。これは、ビットコインの本質を置き換えることなく、その使用例を拡大する実用的なアプローチです。

Lightning Networkのためにウォレットやツールを最適化する企業が増えることで、参入障壁は引き続き低下するでしょう。最終的には、基本的なセキュリティを維持しながら、秒間数百万件の取引をスケールするビットコインネットワークが実現する可能性があります。