ライトニングネットワークとは?

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ライトニングネットワークとは?

ライトニングネットワーク (LN)のコンセプトは2015年にJoseph PoonとThaddeus Dryjaによって、作成されました。このプロジェクトはBitcoinブロックチェーンが直面しているスケーラビリティ問題のためのオフチェーンソリューションとして使うために設計されました。しかし、このコンセプトは他の仮想通貨にも同様に適用できるかもしれません。

ライトニングネットワークはBitcoinだけでなく、他の多くの仮想通貨が直面している限界から生まれました。現在、Bitcoinブロックチェーンは1秒毎にたった2~7トランザクションしか処理できません。仮想通貨エコシステムが成長するにつれて、より多くの人がネットワークに参加し、ブロックチェーンにブロードキャストされるトランザクション数は増えています。ネットワークがより混雑すればするほど、全体的な性能は落ちていき、Bitcoinのグローバルなデジタル通貨としての実践的な利便性を大きく損なっています。このような状況で、LNはBitcoinブロックチェーンのネットワーク輻輳を軽減するための試みとして生み出されました。


LNの機能

ライトニングネットワークはBitcoinブロックチェーン上に構築されたオフチェーントランスファーネットワークによって構成されています。子のシステムはP2Pレベルで動作し、その利便性は、ユーザーがシームレスに仮想通貨のトランザクションを起こせる、いわゆる「bidirectional payment channels(以後、ペイメントチャネル)」の作成によるものです。

2人がペイメントチャネルを開くことを決めたら、彼らはウォレットを通じて、Bitcoinのやりとりをすることができます。確かに、この新しいペイメントチャネルを設定するプロセスにはオンチェーントランザクションが含まれますが、チャネル内で行われる全てのトランザクションはオフチェーンで、グローバルなコンセンサスを必要としません。それゆえ、これらのトランザクションは迅速にスマートコントラクトを通じて実行することができ、手数料の大幅減少、及びTPSをかなり高めることができます。

ペイメントチャネルを開くためには、取引を行おうとしている2人はマルチシグウォレットを設定する必要があり、そのウォレットに少量のBitcoinを入れる必要があります。マルチシグウォレット上に保管されている資産は両当事者の秘密鍵(2つ、もしくはそれ以上)が提供されない限りはアクセスすることはできません。 そのため、片方当事者が相手方の合意なしで、勝手にウォレットを開くことはできません。

例えば、アリスがボブとBitcoinの取引をするためにライトニングネットワークを使いたいとします。まず、アリスとボブはマルチシグウォレットを使って、ペイメントチャネルを設定します。ペイメントチャネルはスマートコントラクトのように機能しますが、マルチシグウォレットは、取引される資金がデポジットされているので、ボルトのように機能します。ペイメントチャネルが開いている間、アリスとボブは何度でもオフチェーンでのトランザクションを行うことができます。

それぞれのトランザクションが行われた後、アリスとボブはそれぞれが保有しているコインの量を記録している、自分たちのバランスシートのコピーを更新し、署名します。ボブとアリスが全取引を完了したら、ペイメントチャネルを閉じて、最後のバランスシートをBitcoinブロックチェーンにブロードキャストできます。LNスマートコントラクトは最後のバージョンのバランスシートに基づいて、彼らの残高分のBitcoinが確実に受け取れるようにします。

まとめると、このやりとりを行う当事者はBitcoinブロックチェーンと2回のみやり取りをするだけで良いです。1回目はペイメントチャネルを開くため、2回目はそれを閉じるためです。つまり、チャネル内で行われた他の全ての取引は直接にはメインチェーンとやり取りをしていません。


ネットワークルーティング

たとえ、両当事者が直接のペイメントチャネルを持っていなかったとしても、まだ相互接続されたペイメントチャネルを通じてBitcoinの送金と受領を行うことができます。つまり、アリスはチャーリーとの直接のチャネルを持っていない場合でも、ネットワークのルーティングがあって、十分な残高がある限りは、彼にBitcoinを送ることができるということです。

つまり、もしもアリスがボブとペイメントチャネルを開いて、ボブがチェーリートのチャネルを持っていたら、ボブを通じてチャーリーに送金することができます。このペイメントルーティングには多くのライトニングネットワークノードを含むかもしれませんが、スマートコントラクトが自動で最短経路を検索します。

 

ライトニングネットワークのアドバンテージ

  • このライトニングネットワークプロジェクトはスケーラビリティ問題のためのオフチェーンソリューションとして取り組まれています。もしも成功したら、Bitcoinブロックチェーン上のトランザクションを減らせるかもしれません。
  • ペイメントチャネルを使うことを通じて、ライトニングネットワークはほぼ無限のトランザクションを実施できるようにします。
  • ライトニングネットワークは、少額での転送を実現できるので、マイクロペイメントに適しているかもしれません。さらに、人間の介入なく、電子デバイス間で取引を行う、機械間エコノミーにおいて自動でのマイクロペイメントが実装されるかもしれません。

 

ライトニングネットワークの限界

  • オンチェーントランザクションとは違い、受取人がオフラインだとライトニングネットワークを使った決済はできません。
  • 自分たちの資産がハッキングされていないかを確認するために、ネットワークの参加者はペイメントチャネルを日常的に監視しないといけない可能性があります。 (このリスクは監視サービスをアウトソースすることで対応できます。)
  • ライトニングネットワークは大きな額の決済には向いていません。ネットワークは多数のマルチシグウォレット(基本的には共有ウォレット)を考慮に入れているため、大規模な支払いの仲介者として機能するのに十分な残高がない可能性が高いです。
  • ペイメントチャネルを開くのと閉じるのにはオンチェーントランザクションが発生し、これには手動での操作と、普通にトランザクションを起こすよりも高額のトランザクション手数料がかかります。

 

ライトニングネットワークはいつ完成するのか?

2018年3月15日、ライトニングラボはライトニングネットワークデーモン(lnd)の4度目のメジャーリリースを発表しました。このリリースで、初めてのライトニングメインネットβがリリースされました。Lndライトニングネットワークノードの完全な実装で、現在Bitcoinテストネットワークで実験が行われています。lndと一緒に、c-lightningeclairという他の実装も開発されています。

但し、注意しておくこととして、それぞれのプロトコルには違うアプローチが取られているため、ライトニングネットワークの公式リリース日は存在せず、定期的なアップデートと継続的な開発に基づいています。

Indベータリリースから、ライトニングノードとペイメントチャネルの数は大幅に増加しました。2019年1月までに、Grafana dashboardによると24,300以上のペイメントチャネルがあります。

ノードとペイメントチャネルが集合体として機能することこそが、ライトニングネットワークをスケーラビリティ問題に対する面白いソリューションの1つとします。ベータバージョンは何度も実験が行われてきており、その効率性はまだ証明されていません。それにもかかわらず、ライトニングネットワークはBitcoinと仮想通貨エコシステムをより良いものにする巨大なポテンシャルを持っています。

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