ブロックチェーン

ライトニングネットワークとは?問題点と仕組みをわかりやすく解説!

ライトニングネットワーク
この記事はこんな人におすすめ

・ライトニングネットワークについて簡単に学びたい人
・そのシステムがどんなことに使われているのか知りたい人

ライトニングネットワークはビットコインの欠点ともなっていた送金取引の問題を解決する新たなシステムです。

ライトニングネットワークと聞いて、用語が難しくてわからない。調べたけどいまいち理解できなかったという人は多いことでしょう。

そんな人のために今回は、ライトニングネットワークについてわかりやすく説明した上で、そのメリットとデメリットを解説していきます!

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)が最初に考えられたのが2015年で、Joseph PoonThaddeus Dryiaによって、作成されました。

ライトニングネットワークとは一言で簡単にいうと、

ブロックチェーンの外で少額取引が行えるシステム

「ブロックチェーンに内も外もあるの?」と思うことでしょう。

ブロックチェーン内での取引=オンチェーン
ブロックチェーン外での取引=オフチェーン

この2つの概念が存在します。

そして、ライトニングネットワークではオフチェーンが用いられているのです。

なぜオフチェーンで取引を行うの?

ブロックチェーン上での記録にはいくつかの問題点があります。

①送金の際に手数料が高くなる
②送金の遅延

この2つです。

まず①を解説すると、
ビットコインは1BTCよりも小さい単位も送金を行える。最小単位だと0.00000001BTC(1satoshi)にもなります。

これまで、少額のビットコインを送金した場合、1回あたりの取引で約10~20円の送金手数料がかかっていました。

しかし、これだと1円以下の取引を行おうとした場合、手数料の方が高くなってしまうのです。

次に②の解説をすると、
ビットコインの取引の1単位あたりの取引能力は約7取引/秒のため、頻度の高い取引には向いていないといえます。

オフチェーンはこの2つの問題を解決します。

オフチェーンは取引をまとめて送る少額取引(マイクロペイメント)を可能にし、送金手数料が実質無料に近い価格で取引を行えます。

また、ミリ秒単位で数千もの取引が可能にもなるのです。

ライトニングネットワークの基盤となる2つのもの

オフチェーンにはペイメントチャネルという技術があります。

リル
リル
ペイメントチャネル?何それ!

ペイメントチャネルとは、

・個人同士の支払いのチャネル
・2者間の取引のみ限定!

ペイメントチャネルは、2者間での取引に限られているので、新しく取引をした人がいれば新たにペイメントチャネルを作る必要があります。

ペイメントチャネル

また、ペイメントチャネルで決済を行なった場合、ブロックチェーン上には送金時と受け取り時の情報だけが記録として残ります。

したがって、従来よりもデータ量が少なくなる分、手数料が安くなり決済にかかる時間も短縮されるのです。

しかし、ペイメントチャネルには問題もあります。

それは、開設する際の手間や開設にかかる手数料、ペイメントチャネルを持っていないユーザーでも安全に送金するために経由ポイントの安全性を確保する必要があります。

そこで、その改善策としてマルチシグという仕組みが使われている。

リル
リル
マルチシグ?もう用語はたくさんだ〜!

マルチシグとは、

簡単にいうとセキュリティを強化する仕組みのことです。

具体的には、秘密鍵と呼ばれる暗号化するものを使います。複数の秘密鍵を用いて2者間での送金をオフチェーンにより取引できるようにしています。

ライトニングネットワークの仕組み

ライトニングネットワークについて詳しく説明してきましたが、ここからは、その一番の特徴ともいえる仕組みについてわかりやすく説明していきます。

ライトニングネットワークでは、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、第三者を通じてbitcoinの送金と受領を行うことができます。

ネットワークルーティング

なぜこうしたことが可能なのだろうか?

「Bさんが途中で持ち逃げする可能性もあるじゃないか!」と思われた方も多いはず。
ライトニングネットワークでは、間に入る誰も持ち逃げできないようにHTLCという仕組みを使っています。

HTLCとは、

Hashed Time-Lock Contractの略で、ハッシュ値と呼ばれる暗号を用いることで中継の人が持ち逃げできないようにしています。

では、具体的な事例で考えてみましょう。

AさんがCさんに送金しようと考えたとします。

ハッシュ値

①Cさんは初めにランダムな数値Rを作ります。

②そして、Rからハッシュ値Hを作ります。このハッシュ値Hはパスワードのようなもので、決して盗まれてはいけません。

③秘密鍵などのセキュアな方法でハッシュ値HをAさんに送ります。

取引

④Aさんは暗号化したハッシュ値を利用し、持ち逃げされないよう0.1btcを送金し取引が成立しなければ返金される契約を作成しておきます。

⑤そして0.1btcを送金します。

取引2

⑥AさんからCさんまで取引がリレーできたため、Cさんは、BさんにRを教えて0.1btcを送金してもらいます。

⑦次に、BさんはAさんにRを教える。最終的にAさんはCさんに送金したことを証明することができたので、チャネルを閉じ取引を確定させます。

ライトニングネットワークを使っているサービス

今ライトニングネットワークを採用しているサービスが増えてきています。
ここでは、ライトニングネットワークが用いられているサービスを紹介します。

Spotlight(スポットライト)

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ライトニングネットワークのメリット

リル
リル
長かったライトニングネットワークについてのシステム説明はここまでだよ!

ここまで記事を読んだ人はライトニングネットワークについて理解できてきたかと思います。ここではメリットを簡単に説明します。

ビットコイン送金時の問題点

・送金の遅延
・少額取引時の手数料の高さ
・スケーラビリティ(将来への適応能力)

現在までビットコインの取引では、この3つの点が問題視されてきました。

しかし、ライトニングネットワークはこの問題の改善を期待されています。

①マイクロペイメントの実現

先ほど説明してきましたが、ライトニングネットワークによってマイクロペイメントが実現できます。

したがって、少額の取引時に、手数料がかかることもなく、迅速に取引を行えるようになるのです。

②スケーラビリティの解決

この先、仮想通貨の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、ブロックチェーン内の取引数は増えていきます。

ネットワークが混在すれば当然全体的な性能は落ちる可能性が高まります。
そうなれば、デジタル通貨としての利便性を損なう恐れがでてきます。

しかし、ライトニングネットワークによって少額取引が可能になったことで、スケーラビリティの問題を改善することにつながるのです。

③トラストレス

先ほど、ペイメントチャネルを開いていなくても第三者を通じて取引を行えると説明しましたが、こうした第三者の素性が知れなくても信頼して送金が行えるようになります。

まとめると、

ライトニングネットワークのメリット

・手数料が安くなる
・取引速度が向上する
・少額取引が可能になる
・スケーラビリティを解決できる
・トラストレスになる

ライトニングネットワークのデメリット

次に、ライトニングネットワークのデメリットについて簡単に説明していきます。
いくつかの問題点を指摘されており、まだまだ改善の余地はあるみたいです。

①中央集権化してしまう恐れがある

ブロックチェーンはみんなで管理するため、分散型の管理方法でした。

しかし、ライトニングネットワークは中継役を設けることで個人間の取引を可能としています。

これは、デポジット(保証金)の多い仲介者ほど中継役として経由される確率が高いので、もし政府や銀行、富裕層などの資金力のある仲介者が参入してしまうとどうなるでしょう。

中央集権化されてしまうかもしれないのです。

ハッキングリスクが高まる!?

ライトニングネットワークはオフチェーンで取引が行われるので、常にネットワークに繋がった状態でお金を動かす必要があります。

ネットワーク内でお金を管理することを、ホットウォレットというのですが、ネットでお金を管理するということは当然ハッキングのリスクも高くなります。

安全性が担保されるようなライトニングネットワーク専用のウォレットはまだないようなので徹底した自己管理が必要になるでしょう。

また、資産がハッキングされていないかを日常的に監視しないといけなくなるという問題もありますが、この問題に関しては、監視サービスなどがあるので対応可能です。

大きな額の決済には向いていない

ネットワークは多数間での取引を考慮に入れているため、大規模な支払いをしようと考えた場合、仲介者がそれに見合った残高がない可能性が高い。

また、オンラインの状態の時しか取引ができないので、もし受取人がオフラインの状態だとライトニングネットワークを使った決済が行えないという問題もある。

ルーティング機能の問題

ルーティング機能とは、

送金を行う際の経路のことです。

送金を行う際に、経由ポイントが多ければ多いほど手数料は高額になり、時間もかかってしまいます。

なので、最短経路を見つけることが重要なのですが、それが実際にできるのかという指摘があります。

まとめると、

ライトニングネットワークデメリット

・中央集権化する可能性がある
・ホットウォレットなので管理が大変
・大きな決済には向かない
・ルーティングの信用性
・両者がオンラインの時しか取引できない

まとめ

今回はライトニングネットワークについてまとめてきました。

ライトニングネットワークは現在様々なサービスに用いられようとしています。何気なくサービスを利用していたのではいざという時に損してしまうかもしれません。

しっかりとメリットと問題点を見極めた上で利用方法を考えてみてください!

また、コメントやTwitterのフォローも大歓迎です!

最後に、仮想通貨を始めたい方や学びたい方はこちらの記事を参考にしてください↓

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