最近ライトニングネットワークへの関心が増しています。なぜ関心が増すかというと、ビットコインが持つスケーリング問題を解決するかもしれないからでしょう。

LNの基本的な考え方は、ほとんどの支払いをBitcoinの台帳に記録する必要がないということです。代わりにユーザー間のプライベートチャネルで取引を行います。 LNの開発者は、大量の日々の支払いをプライベートなチャネルに移し、ブロックチェーンをと引きの安全さを確保するための手段として捉えています。

ビットコインは世界中のたくさんの人が使うにはまだ開発途上です。大きくふたつの問題があると思います。

問題#1 遅い

ブロックチェーンは、数珠つなぎになったトランザクションの集合として構成されています。トランザクションを確定させるためにはマイナーは計算集約的なプロセスを実行する必要があります。これは平均10分かかる処理です。ひとつのブロックに収まるトランザクションは2000件に過ぎません。未承認のトランザクションが常に積み重なることになります。処理が本質的に遅いです。

問題#2 手数料が高い

ブロック内のスペースは限られているので、ユーザーは、他の人よりも先に取引を承認してもらうために、マイナーにインセンティブを与えるため手数料を多く支払います。支払い額が増えるにつれて、ユーザーは鉱夫の取引を引き付けるためにますます高額な手数料を求められます。最近の手数料は10ドル台の水準で推移しています。これらの手数料は5ドルまたは5万ドルの支払いと同様です。

解決策  ペイメントチャネル

ビットコインの制約を回避するために、取引処理をビットコインブロックチェーンの外で管理・実行する手法があります。オフチェーンと言います。マイクロペイメント等の取引をこのオフチェーンで実行し、取引をまとめてビットコインのブロックチェーンにブロードキャストして確定させることで、本来発生するはずだった多額の取引手数料をひとまとめにし、一回あたりの手数料を大幅に圧縮します。と同時にリアルタイムの取引確定が可能になります。これをペイメントチャネルと呼びます。

このシステムでは、2つの当事者がチャネルを開きます。チャネルを開いたことはブロックチェーンにブロードキャストされ、通常のビットコインのトランザクション料金が発生します。チャンネルは1か月間開いたままにすることができます。その間、2人のユーザーは無料で好きなだけ多くの支払いをし合うことができます。一定期間が経過すると、チャネルは閉じられ、ペアのトランザクションの最終状態をブロックチェーンにブロードキャストし、別のトランザクション料金を負担することになるのです。

一方の当事者が不正行為をしたことを信じている場合、被疑者は競合したトランザクションをブロックチェーンにブロードキャストし、他のユーザーはそれを確認し、マイナーが元帳を更新して犯罪者に資金を没収させることができます。

ペイメントチャネルは毎日同じお店でコーヒーを買う客や、従業員の給料を支払う会社など、頻繁にビジネスを行う人々に適しています。チャネルが開かれている限り、そのチャネル内の支払い手数料は無料です。取引はブロックチェーンに依存しないので、インターネットの速度で完了することができます。

決済網へと進化、ライトニングネットワーク

ペイメントチャネルは繋がっている2者間での取引という制約が課せられます。他の人と取引をするには新たにチャネルを開く必要があり、多くの人と取引をするには効率が悪いのです。そこで第三者を経由してペイメントチャネルで繋がっている人であれば、誰にでも送金可能とする、ライトニングネットワーク(LN)が、Joseph PoonとThaddeus Dryja によって提案されたのです。

よくLNに関するセッションで使われる有名な例を挙げましょう。AliceがDaveにBTCを送付したいと考えます。AliceとDaveはペイメントチャネルで直接つながっていないが、BobとCarolを経由して間接的に繋がっていれば、Aliceは間にいる二人を「信用」することなく、Daveに送金できます。

Daveはランダムな数値Rを生成し、Rからさらにハッシュ値Hを得る。このHをAliceにセキュアな伝達経路で伝えます。

Via lightning Network by Joseph Poon

Aliceはハッシュ値を利用してBobとの間に取引を作成します。Bob、Carol、Daveの間でも同様の取引を作成します。トランザクション内にハッシュを入れておき、最終的な受取人であるDaveだけがこの鍵(つまりRのこと)を知っていることでロックを解除することができます。Daveは鍵を間接的なチャネルを通じてCarol、Bob、Aliceの順で渡していきます。間接的なペイメントチャネル間の取引が成立し、Daveは送金を受け取ったことを証明できます。

Via lightningNetworkby Joseph Poon

まとめ; 高頻度、少額の取引がトラストレスに可能に

たぶんわからない人も多いはずです。私もかなり時間がかかりました。わからない人は次のことを覚えてください。

1. LNは高頻度、少額の取引を可能にします。

インターネット上のサービスのほか、モバイル、IoTデバイスなどコネクティッドデバイスに関係するサービスなどにおいて、超高頻度な決済取引が可能になるでしょう。

2. トラストレス

二者間の取引はお互いを信用する必要がありません。よく「トラストレス」と表現します。二者は定められた手続きを進めていけば、誰かに騙し取られることがなく送金することができるのです。

TakeAway; 何ができるようになるか?

コネクティッドデバイスが絡むシステムやサービスなどにおいて、超高頻度な決済取引が可能なります。一回あたり数十円程度の少額の決済が行えるため、さまざまなサービスにおいて都度課金の仕組みを作ることができます。クレカやサードパーティが保証する信用を必要としないので、マーケットプレイスのようなビジネスモデルを個人間で完結することがカンタンになります。などなどインターネットエコノミーの根本を揺るがす変化をもたらすでしょう。