ビットコインのトップレイヤー2、ライトニングネットワークの探求

BitcoinSquare
2024-05-21 15:34:49
コレクション
ライトニングネットワークの紹介、何であるか、技術的特徴、ライトニングネットワークの現状と関連エコシステムプロジェクト。

以前、私たちはビットコインの第2層エコシステムについても議論しました。ほとんどのLayer2ソリューションは、流動性を他のネットワークからイーサリアムエコシステムに移動させることに依存し、さまざまなDeFi活動に参加しています。しかし、これらのいわゆる「引き出しブリッジ」は通常、マルチシグネチャメカニズムを採用しており、資産を扱う際に一定の信頼要素を導入します。ユーザーは、いつでも無条件に資産を引き出せる保証がありません。これにより、多くのビットコイン保有者は動機を欠き、BTC資産をリスクのあるイーサリアム環境に移転することに不安を感じています。結局のところ、資産の安全性はすべての利益を保証する前提です。

このような背景の中で、ライトニングネットワークはビットコインの第2層ソリューションとして特に重要です。ライトニングネットワークは、ビットコインネットワークのスケーラビリティと取引速度を向上させることを目的としています。マルチシグネチャメカニズムに依存する「ブリッジ」とは異なり、ライトニングネットワークはオフチェーンの支払いチャネルを作成することで、ユーザーが流動性を他のネットワークに移動させることなく、迅速かつ低コストで取引を行えるようにします。多くのビットコイン保有者にとって、ライトニングネットワークはBTC資産を他のブロックチェーンネットワークに移転するリスクを負うことなく、日常的な小額支払いを行うための安全で効率的な方法を提供します。ライトニングネットワークの登場は、ビットコインエコシステムに新たな活力を注入し、DeFiやその他のアプリケーションシナリオにさらなる可能性を提供しました。

ライトニングネットワークとは?

概念

ライトニングネットワークは、現在人気のあるロールアップ技術のプロトタイプと見なすことができ、その核心的な考え方は、取引実行層をオフチェーンに移動させて実行効率を向上させることです。最終的な決済時に、最終状態をブロックチェーンに書き戻します。ユーザーがブロックチェーン上でブロック確認を行うことなくオフチェーンで取引を行えるようにすることで、ライトニングネットワークはビットコインネットワークの取引速度と効率を大幅に向上させます。このメカニズムは、取引手数料を低下させ、ネットワーク全体のスケーラビリティを向上させるのに役立ちます。

第2層プロトコルとして、ライトニングネットワークはユーザーがビットコインネットワーク上で支払いチャネルを作成できるようにします。これはビットコインブロックチェーンの上で動作し、マルチシグネチャウォレットを使用してオフチェーン支払いチャネルを作成します。ビットコインにはイーサリアムのようなスマートコントラクトシステムが欠けているため、ライトニングネットワークはビットコインの限られたスクリプト機能を利用して1対1の「状態チャネル」の一連を構築し、これらの状態チャネルを接続してユニークな迅速な支払い形式を実現します。ライトニングネットワークの設計目標は、ビットコインネットワークのスケーラビリティ問題を解決しつつ、分散化と安全性を維持することです。

発展の道筋

ライトニングネットワークの概念は、2015年にジョセフ・プーンとサディウス・ドライジャによって最初に提唱され、彼らはホワイトペーパーでこの革新的なソリューションを説明し、ビットコインネットワークのスケーラビリティ問題を解決しました。2015年、ジョセフ・プーンとサディウス・ドライジャはライトニングネットワークのホワイトペーパーを発表し、オフチェーン支払いチャネルを通じてビットコイン取引の効率を向上させる構想を説明しました。2016-2017年には、ライトニングネットワークプロトコルの初期実装バージョンが登場し、Lightning Labs、ACINQ、Blockstreamなどの複数の開発チームや企業が開発に取り組みました。2018年には、ライトニングネットワークのメインネットバージョンが正式に立ち上がり、初期ユーザーがこの技術のテストと使用を開始しました。

2019-2020年には、ライトニングネットワークは徐々に成熟し、ノードとチャネルの数が急速に増加し、ネットワーク容量が向上しました。ますます多くのウォレットやサービスがライトニングネットワーク支払いをサポートし始めました。2021年以降、ライトニングネットワークは急速な発展段階に入り、ますます多くの商業者やアプリケーションがライトニング支払いを統合し、エコシステムが拡大しています。

ライトニングネットワークはビットコインにとって、まるでVisaが通貨にとってのような存在です。2022年には、ライトニングネットワーク分野でも多くの大規模な資金調達が行われ、a16zやParadigmなどのトップ機関が関連プロジェクトへの投資に参加しました。例えば、2022年4月、ビットコインビジネスに特化した企業Lightning Labsは7000万ドルのBラウンド資金調達を完了し、Valor Equity Partnersが主導しました。同年5月、Metaの暗号通貨責任者デビッド・マーカスが設立したビットコインライトニングネットワーク企業Lightsparkは資金調達を完了し、このラウンドはa16zとParadigmが主導しました。2022年9月、ビットコインライトニングネットワークに基づく暗号支払いアプリStrikeは8000万ドルのBラウンド資金調達を完了したと発表しました。

利点と解決する問題

ライトニングネットワークは、その独自のオフチェーン取引メカニズムを通じて、一連の顕著な利点を提供し、ビットコインネットワーク内のいくつかの重要な問題を解決します。

  • 小額取引がより便利:ライトニングネットワークは、ユーザーがビットコインの最小単位「サトシ」を使用して支払いを行うことを許可し、日常的な小額消費のニーズを満たします。従来のビットコイン取引では、小額支払いは高い手数料のために不利になることが多いですが、ライトニングネットワークはこの部分の取引コストを大幅に削減し、小額支払いをより便利にしました。
  • 取引コストの削減:従来のビットコインネットワークでは、取引手数料は約2ドルで、2021年の市場のピーク時には60ドルを超えることもありました。しかし、ライトニングネットワークを通じて、100ドルの取引の手数料は約1セントであり、日常的な小額支払いにとって非常にお得で、ユーザーの取引コストを大幅に削減します。

ビットコイン取引手数料、データソース:https://bitinfocharts.com/comparison/bitcoin-transactionfees.html

  • 取引処理速度の向上:現在、ビットコインネットワークは1秒あたり最大7件の取引を処理でき、ネットワークの混雑はしばしば取引確認の遅延を引き起こし、ユーザーの支払い体験に影響を与えます。理論的には、ライトニングネットワークは1秒あたり数百万件の取引を処理でき、取引速度を大幅に向上させ、ユーザーが即座に支払いを完了できるようにし、全体的な支払い体験を最適化します。

運用方法

ライトニングネットワークはオフチェーン支払いチャネルを通じて、ビットコインの送金を迅速かつ低コストで行います。以下はその簡単な運用プロセスです:

支払いチャネルの作成:2者(例えば、アリスとボブ)がビットコインブロックチェーン上にマルチシグネチャアドレスを作成し、それぞれ一定量のビットコインを預け入れます。この操作はブロックチェーン上で行う必要があり、相応の取引手数料がかかります。

オフチェーン取引の実施:チャネルが確立されると、両者はチャネル内で複数回のオフチェーン取引を行うことができます。これらの取引はすぐにブロックチェーンに記録されることはなく、お互いの残高が更新されます。取引のたびに、両者は新しい取引状態に署名します。

チャネルの決済:任意の一方はいつでもチャネルを閉じることができ、最後に署名された取引状態をブロックチェーンにブロードキャストして最終残高を決済します。この時、ブロックチェーンには1回の取引のみが記録され、チャネル内のすべてのオフチェーン取引の最終結果が含まれます。

ルーティング支払い:直接のチャネルがない場合、支払いは中間ノードを介して中継されることがあります。ネットワーク上のノードは自動的に最適な経路を探して支払いを行います。

アリスがボブに1BTCを支払いたいと仮定します:

チャネルの作成:アリスとボブはブロックチェーン上に支払いチャネルを作成し、それぞれ1BTCを預け入れます。

オフチェーン取引:アリスはチャネル内でボブに1BTCを支払い、更新された残高はアリス0BTC、ボブ2BTCになります。

チャネルの決済:アリスとボブはチャネルを閉じることを決定し、最新の残高状態をブロックチェーンにブロードキャストします。

技術的特徴

ライトニングネットワークの核心概念には主に2つの要素があります:RSMC(Recoverable Sequence Maturity Contract)とHTLC(Hashed Timelock Contract)。前者はオフチェーン取引の確認問題を解決し、後者は支払いチャネルの問題を解決します。

RSMC(Recoverable Sequence Maturity Contract)

RSMC、すなわち「可撤回の順序成熟度契約」は、資金プールメカニズムに似ており、このメカニズムは大量の中間取引がオフチェーンで完了できることを保証し、最終的な引き出し時にのみブロックチェーンに関与します。主な原理は以下の通りです:

支払いチャネルの作成:取引の両者(例えば、アリスとボブ)がチェーン上に「マイクロペイメントチャネル」を作成し、一定量の資金を預け入れます。初期状態では、資金は預け入れた金額に応じて分配されます。

オフチェーン取引の確認:各オフチェーン取引の後、両者は取引結果を共同で確認し署名し、同時に古いバージョンの分配プランを無効にします。いずれかの一方が引き出しを希望する場合、両者が署名した最新の取引結果をブロックチェーンに提出して確認を行うことができます。

不正防止メカニズム:いかなるバージョンの分配プランも、両者の署名がなければ有効になりません。一方が引き出し時に古い取引結果を提出した場合、もう一方は一定の時間内に最新の証拠を提供し、古いプランが無効であることを証明することができ、古いプランの資金は疑問を持つ側に没収されます。

オフチェーン取引を促進:たとえ両者が引き出しに同意しても、最初に引き出しを提案した側の資金の入金時間は相手より遅れるため、より多くのオフチェーン取引を促進します。

HTLC(Hashed Timelock Contract)

マイクロペイメントチャネルは、ハッシュのタイムロック契約(HTLC)を通じて実現されます。簡単に言えば、両者は送金者が先に資金を凍結し、ハッシュ値を提供することを約束します。一定の時間内に他の人がそのハッシュ値と一致する文字列を提供できれば、その資金は送金されます。HTLCメカニズムは、複数の中間者のシナリオに拡張することもでき、任意の2人間の仮想支払いチャネルを作成できます。例えば、甲が丙に送金したい場合、丙は甲にハッシュ値を提供します。甲は乙と契約を結び、乙が指定された時間内に一致するハッシュ値を提供できれば、甲は乙に資金を支払います。乙は再び丙と契約を結び、丙は乙にハッシュ値を提供し、乙は甲の資金を受け取ります。最終的に、甲は乙を通じて丙に資金を送ることができます。

ライトニングネットワークの現状

ライトニングネットワークの技術は徐々に成熟し、支払いおよびソーシャルメディアの巨人たちもライトニングネットワークの普及を推進しています。2024年5月18日現在、ライトニングネットワークには1.3万のノード、5万以上の支払いチャネルがあり、チャネル資金は約4856BTCです。

データソース:https://1ml.com/statistics

ライトニングネットワークの成長を測る主な方法は「公共ノード容量」であり、本質的にはどれだけのBTCが公共チャネルにロックされているかを示します。公共チャネルがUSDで決済される場合、徐々に増加していることがわかります。採用率の上昇に伴い、ライトニングネットワークに関連するエコシステムの基盤インフラも継続的に発展しています。

ビットコインライトニングネットワーク容量、データソース:https://bitcoinvisuals.com/ln-capacity

エコプロジェクト

新興技術と同様に、ライトニングネットワークはビットコインの主要な取引媒体拡張ソリューションとして継続的に発展しており、より多くのプロジェクトがこのエコシステムに流入し、ソリューションを構築していますが、全体のエコシステムは実際にはまだ始まったばかりです。

出典:Arcane Research

UXUY

Binance Labsによって孵化された次世代マルチチェーントレーディングプラットフォームUXUYは、2023年12月5日にライトニングネットワークとライトニングアドレスのサポートを正式に発表し、世界初のライトニングネットワークをサポートするDEXとなりました。これにより、UXUYが開始したビットコインLayer2計画「Struck by Lightning」が最初の段階的目標を達成したことを示しています。UXUYはビットコインとライトニングネットワークに接続する前に、イーサリアム、BNBチェーン、Polygon、Tron、Optimism、Arbitrumなど10以上のパブリックチェーンとLayer2に接続しており、ライトニングネットワークの利便性を利用して暗号市場全体を再接続しています。

2024年3月に発表されたUXUY Marketplaceは、ステーブルコインに優しい分散型マーケットプレイスであり、ステーブルコインに優しく、分散型で低ガスなどの利点があります。誰でもライトニングネットワークのサトシとステーブルコインを使用してトークンやインスクリプションなどのビットコイン資産を取引できます。

Strike

Strikeはビットコインライトニングネットワークに基づく支払いプラットフォームで、即時のビットコイン支払いサービスを提供します。ユーザーはStrikeを通じてビットコインを使用して、オンラインショッピング、小額の支払い、コンテンツクリエイターへのチップ、ビットコインの売買などを行うことができます。このプラットフォームの前身はビットコインエコシステムウォレットのZapです。2022年9月、StrikeはTen31が主導する8000万ドルのBラウンド資金調達を完了しました。さらに、StrikeはShopifyやNCRなどの企業と提携し、商業者が暗号通貨の支払いを受け入れた後、迅速に米ドルなどの法定通貨に変換できるシステムを構築しました。

サルバドルがビットコインを米ドルと共に法定通貨として認定して以来、Strikeはライトニングネットワーク上で最も人気のあるアプリケーションの1つとなっています。これは現在の主要なアプリケーションシナリオですが、ビットコインネットワークとエコシステムの観点から見ると、Strikeの限界は、より多くの資産(例えば、ビットコインに基づくOmniネットワークで発行されたUSDT)をライトニングネットワークに引き入れることができないため、ビットコインエコシステムにさらなる潜在的な発展の可能性をもたらすことができない点です。

Taro
TaroはビットコインTaproot技術に基づく新しいプロトコルで、ビットコインブロックチェーン上でのトークンの発行と使用の標準を定義します。これは主にビットコインブロックチェーン上での資産の発行に使用され、同質化トークンやNFTなどが含まれます。このプロトコルは、ビットコインライトニングネットワーク技術に特化した企業であるLightning Labsによって開発され、ライトニングネットワークノード管理ツールやウォレットなどのソフトウェアサポートを提供しています。Lightning Labsはまた、ユーザーがブロックチェーンの確認なしにビットコインとライトコインを直接送信できるテストバージョンのソフトウェアLNDを開発しました。

Taroはビットコインの最新のTaprootアップグレードに依存しており、新しいツリー構造を構築して任意の資産メタデータを埋め込むことで、ビットコインネットワークの安全性と安定性、そしてライトニングネットワークの速度、スケーラビリティ、低コストを活用します。これにより、Taroはライトニングネットワーク上のマルチホップ取引と組み合わせて使用でき、即時、大容量、低コストの取引ソリューションを提供します。2022年4月、Lightning Labsは7000万ドルの資金調達を行いました。

Lightspark

Lightsparkはライトニングネットワーク支払いソリューションの提供者で、前PayPal社長のデビッド・マーカスによって設立され、主に企業ユーザーにライトニング支払いを使用するためのソリューションを提供します。これには関連APIやSDKツールキットの提供、企業がライトニングネットワークを統合するための機能が含まれます。2022年5月、Lightsparkはa16zとParadigmが主導する資金調達を完了しました。2024年4月30日、暗号通貨取引所Coinbaseはライトニングネットワークインフラ企業Lightsparkと提携し、今日からライトニングネットワークのサポートを開始し、ユーザーに直接アカウントからビットコインを送信、受信、または支払うためのより迅速で安価な方法を提供します。

まとめ
将来のブルマーケット、特にビットコインエコシステムのブルマーケットの到来とともに、ビットコインメインネットの手数料が上昇するにつれて、ライトニングネットワークの活動が急増し、ユーザーがこのより安価な取引方法を使用し始める可能性があると信じています。同時に、ルーンやBRC-20などのビットコイン上の資産発行方法が最適化され続ける未来や、ライトニングネットワーク上のTaproot資産のリリースは、ビットコインライトニングネットワークの未来を促進する要因となるでしょう。

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