Learn Crypto では、できる限り簡単な言葉で概念を説明しようとしていますが、この記事の見出しを読むと、私たちの使命が果たせていないように感じるかもしれません。
暗号の基礎に関するこのセクションを順番に読んでいる場合は、ビットコインがデジタル的に希少な新しい形式のインターネット マネーであることがわかるでしょう。その希少性により、優れた価値の保存手段となります。ここまでは順調ですね、
しかし、それが日常の買い物に使用される、広く使用されるお金の形式になるためには、私たちが慣れ親しんでいる非接触型オプションと同じくらい高速で便利である必要もあります。
残念ながら、ビットコインのトリレンマと呼ばれるものがすでに導入されているため、そのままのビットコインではこれを行うことができません。
このトリレンマは、ブロックチェーンベースの通貨システムの 3 つの理想的な側面に対応することの難しさを浮き彫りにしています。
法定通貨は伝統的に、高度に集中化された方法でセキュリティとスケーラビリティを提供するために分散化を犠牲にしてきました。それは説明責任と信頼の問題を生み出します（2008 年の金融危機を参照）。
ビットコインはセキュリティと分散化を提供できますが、スケーラビリティが犠牲になります。 Visa が 1 秒あたり数千件のトランザクションを処理するのに対し、ビットコイン ブロックチェーンは現在 1 秒あたり約 5 件のトランザクションしか処理できません。
レイヤー 2 という用語は、トリレンマのスケーラビリティの部分を解決するために、ビットコインのブロックチェーン上に機能を構築するというアイデアを単に指します。 Lighting Network は、支払いの高速化と Visa などとの競合に焦点を当てた、特定のレイヤー 2 ソリューションです。
レイヤ 2 を介してビットコイン上にどのように構築できるかを正確に理解するためにズームインし、ライトニング ネットワークの基礎を探ってみましょう。
レイヤ 2 の考え方は、基本的なベース ブロックチェーン (レイヤ 1 例: ビットコイン) と相互作用できるが、規模の制限に制限されないプロトコルまたは二次インフラストラクチャ (例: ライトニング ネットワーク) を構築することです。ここで、オンチェーン (レイヤー 1) とオフチェーン (レイヤー 2) を明確に区別します。
オンチェーンであると説明されるトランザクションは、関連するブロックチェーンのコンセンサスメカニズムを通じて完全に処理され、チェーン上に公的に記録されます。
ビットコインではプルーフ・オブ・ワークが必要で、トランザクションの確認には約 10 分かかり、ファイナリティには 6 分が推奨されているため、オンチェーン・トランザクションが Visa の速度に太刀打ちできない理由がわかります。
オフチェーンとして説明されるトランザクションは、特定のブロックチェーン ネットワークとそのコンセンサス メカニズムの外部で処理されますが、後日まとめてバッチ処理され、集計されたアクティビティがオンチェーン トランザクションとして記録されます。
レイヤー 2 ソリューションの利点は、スケーラビリティを高めるためにメイン チェーンに構造変更を加えたり、セキュリティや分散化を犠牲にしたりする必要がないことです。
ビットコインの場合、これを行うことができる関連するレイヤー 2 アプリケーションは、ライティング ネットワークと呼ばれます。
ライトニング ネットワークは、レイヤー 2 ビットコイン サービスの一例です。これは、2015 年に Joseph Poon と Thaddeus Dryja による論文で初めて正式に提案されたオフチェーン アプローチです。
この技術は、マイクロペイメント チャネルを使用して、トランザクションをより効率的に処理することでビットコイン ブロックチェーンの機能を拡張します。
マイクロペイメント チャネルは、取引を実行しようとする 2 者間で開かれます。このチャネルはオフチェーンで開かれ、コンセンサス メカニズムのオーバーヘッドがなく、オンチェーンで発生するトランザクションよりもはるかに効率的にトランザクションを処理できます。
トランザクションは、両当事者がチャネルを閉じると、つまりトランザクションの有効性に同意すると、チェーンに追加されます。
これは、地元のコンビニエンス ストアで、たとえば 50 ユーロなど、一定の金額まで合意されたクレジットを利用できるようなものだと考えてください。その制限に達すると、請求書を受け取り、決済します。
ライトニング ネットワークでは、マルチシグネチャ アドレスを通じて 2 者間で支払いチャネルが開かれます。これらは、双方が資金を預けることができる相互保管庫として機能します。マルチ署名とは、資金をリリースするために複数の署名が必要であることを意味し、一方がチャネル内で資金を持ち去ることができないようにするフェイルセーフです。
資金が預け入れられるとチャネルが開かれ、両者の間にバランスシートが作成されます。これはメインチェーンに追加されます。
両当事者間の取引は、この貸借対照表を更新して両当事者間の新しい残高を含めることによって記録されます。これらの更新は請求書の形式で提供されます。
請求書は、Lightning Network を介した支払いのリクエストです。たとえば建設業者からの従来の請求書に、提供されたサービスの支払い先の指示が含まれているのと同様に、Lightning 請求書は構造化された一連の指示です。
Lightning 請求書は、ユーザー エクスペリエンスを容易にするために、ビットコイン形式のアドレスを使用するのではなく、通常は QR コードとして生成されますが、英数字の文字列として表示することもできます。
簡単な例を通してライトニングネットワークを説明します。ボブはカフェでコーヒーを買いたいと思っています。ボブはカフェとの支払いチャネルを開き、カフェ間の貸借対照表を作成するためにいくらかの BTC を入金します。
ボブがコーヒーを買うと、カフェは QR コード経由で請求書を発行し、ボブは携帯電話のこの Lightning ウォレットを通じて支払います。
Bob/The Cafe 間の貸借対照表が更新されます。ボブがコーヒーを買うたびに、該当する量の BTC がボブの残高から差し引かれ、コーヒーショップの残高に追加されます。
両当事者は、更新された各貸借対照表に独自の署名キーを使用して署名します。これらはすべて瞬時に行われるため、オンチェーンの確認が遅いという問題は解決されます。
支払いチャネルを閉鎖して資金を解放するには、どちらかの当事者が最新の合意された貸借対照表をビットコインのメインチェーンネットワークにブロードキャストし、ビットコインのコンセンサスメカニズムによってトランザクションを検証させることができます。
したがって、ライトニングネットワークがビットコインブロックチェーン上のトランザクション負荷をどのように大幅に軽減するかがわかります。二者間のマイクロペイメントチャネル内では、何千もの取引が発生する可能性があります。
ブロックチェーンによって処理される必要があるトランザクションは、マイクロペイメント チャネル (貸借対照表) の開始と終了の 2 つだけです。
ライトニング ネットワーク構造は、可能な限り最も効率的な方法でマイクロペイメント チャネルを通じて個々のユーザーを接続するように設計されています。したがって、使用したい個々のアクターごとに支払いチャネルを開く必要はありません。
A は B しか知らないかもしれませんが、B が C を知っている場合、A は一種のルーターまたはハブとして機能する B を介して C に接続できます。
これらはすべて、トランザクションの高速化を意味するだけでなく、ライトニング ネットワーク機能の上限は 1 秒あたり 100 万トランザクション近くであるとの推定もあります。また、トランザクション コストの削減も意味します。ビットコインのコンセンサスメカニズムによって処理する必要があるトランザクションが少ないほど、支払わなければならない手数料も少なくなります。
ライトニング ネットワークが拡大し、ウォレットの UX が向上するにつれて、コーヒー ショップとのチャネルを開いて QR コードをスキャンするだけで、数回タップするだけでコーヒーを購入できるようになることが期待されています。
ライトニング ネットワークは、オンチェーンではなく支払いチャネルを通じてトランザクションを実行できるようにすることで、ビットコインがスケーラビリティの問題に対処する潜在的な方法を提供します。人々はこれを法定通貨が金にもたらしたことに例え、ライトニングネットワークがビットコインの「キラーアプリケーション」になる可能性があると主張した。
考えてみると、このアナロジーは成り立ちます。ライトニング ネットワークがビットコインを拡大する方法であるのと同じように、紙幣の使用は金を拡大する方法でした。印刷された紙幣の拡大により、最終的には通貨としての金が「殺され」、価値の店に変わってしまったのです。ライトニングネットワークがビットコインに対してこれを実現できるかどうかはまだ分からない。
それでは、ライトニングネットワークの潜在的な欠点は何でしょうか?また、ブロックチェーンを拡張する他の試みとどのように異なるのでしょうか?
Lightning はまだオンチェーン トランザクションのほんの一部しか処理していません。 Lightning をサポートするウォレットの数とともにノードも増加していますが、チャネルと請求書の作成/管理のユーザー エクスペリエンスを簡素化するまでの道のりは長いです。
もう 1 つの、おそらくより重要な問題は、ネットワーク上に強力なハブが開発されるリスクです。
ハブは、ネットワーク内のトランザクションの大部分を促進できる大きな資本プールです。これはネットワークのセキュリティを危険にさらし、当然、システムに集中化が再導入される危険性があります。
ブロックチェーン技術を拡張するもう 1 つの主要な試みは、イーサリアム上で行われています。これらのアップグレードはETH 2.0として知られており、コンセンサスメカニズムとシャーディングとして知られるテクノロジーへの変更が含まれています。これらについては、イーサリアムに関するナレッジベースの記事で詳しく説明されています。
ライトニングネットワークは進行中の作業ですが、成功すれば最終的にビットコインのトリレンマに対する解決策を提供し、コア機能を損なうことなくトランザクションを拡張できるようになる可能性があります。その時点で、それは価値の保存以上のものとなり、現在エルサルバドルで起こっているように、効果的な交換媒体として法定通貨と競合することができます。エルサルバドルでは現在、ビットコインが法定通貨であり、照明ネットワークがその導入手段です。地元の人たち。