仮想通貨の今後

ライトニングネットワークとは?仕組みを図解で詳しく解説!仮想通貨を支える最新技術のメリット・デメリットなどをご紹介

ライトニング・ネットワーク
この記事を読んでほしい人
✔ ライトニングネットワークについて知りたい方
✔ ライトニングネットワークの仕組みに興味がある方
✔ ライトニングネットワークに関する最新ニュースを知りたい方

4月には家電量販店大手のビックカメラがビットコイン決済を発表しました。ビットコインは投機目的ではなく実用的なものとして決済できる店舗が増えています。

これが進めばより仮想通貨が身近なものとして感じられます。今回は仮想通貨の決済のためのシステムであるライトニングネットワークについてご紹介いたします。

この記事の要約
  • ライトニングネットワークとは、仮想通貨でのマイクロペイメント(少額支払い)を可能にするネットワーク
  • ライトニングネットワークのメリットは「少額支払いができる」「不正の心配がない」「効率的な取引ができる」
  • ライトニングネットワークの問題点は「セキュリティに不安がある」「中央集権的になる可能性がある」
  • 2020年のライトニングネットワークに関するニュースとして「ライトニングネットワークを利用したビジネス・サービス展開」「ライトニングネットワークの脆弱性が指摘」「Bitcoin Lightning Walletの登場」などがある

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仮想通貨のライトニングネットワーク(Lightning network)とは?仕組みを解説

ライトニングネットワークとは仮想通貨でのマイクロペイメントを可能にするネットワークです。

マイクロペイメントとは少額支払いの事を言います。簡単に言えば仮想通貨での支払いをもっと簡単に広く普及させるためのシステムです。

ライトニングネットワークはスケーラビリティ問題を解決するとしています。スケーラビリティ問題とはビットコインの利用者が増え続けるとブロックチェーン上でトランザクションが増えすぎるために送金スピードが遅くなる現象をいいます。

ブロックチェーンを使っている仮想通貨には全てスケーラビリティ問題があり解決する事が喫緊の課題になっています。

ライトニングネットワークは仮想通貨自体の仕組みと深く関わるシステムです。仮想通貨については以下の記事で掘り下げているため、合わせて参考にしてください。

https://mastand.com/transaction/bitcoin/

サイドチェーンとは?

サイドチェーンとはメインのブロックチェーンとは別に、オフラインでサブのブロックチェーンを用意することを言います。メインのブロックチェーンとサイドチェーン(側鎖)とでデータを並列処理することで、処理を高速で行うことができます。

またサイドチェーンを利用することで異なる仮想通貨のブロックチェーン同士をつなぎ、双方の機能を同時に使うことで機能の拡張も可能です。

オフチェーンとは?

オフチェーンはサイドチェーンと同様に、ブロックチェーンでのデータ処理を高速化するために考えられたシステムです。

サイドチェーンがメインとサブのブロックチェーンでデータを並行処理するのに対し、オフチェーンではブロックチェーンの外でデータを処理することで処理を高速化します。

具体的には取引の最初と最後のみをブロックチェーンに記録し、実際の取引をブロックチェーンの外で行います。ビットコインではブロックチェーンのシステム上、取引の処理に10分かかりますが、ブロックチェーンの外であれば制約がかからないため、取引が高速にできます。

またブロックチェーンに記録するデータの量も大きく減るため、手数料を抑えられるほかスケーラビリティ問題の解決にもつながります。

ペイメントチャネルとは?

ライトニングネットワークではペイメントチャネルというシステムを採用することで、高速・低手数料の送金や少額取引を可能にしています。

ペイメントチャネルとは二者間でオフチェーン取引を行い、取引の結果決定した二者間の仮想通貨の配分比率だけをブロックチェーンに記録するという仕組みです。

ペイメントチャネルは基本的には二者間、つまりAさんとBさんで完結します。

ですがライトニングネットワークはBさんがAさんとCさんのアドレスを知っていれば、Bさんが仲介役となることでAさんからCさんへの送金も可能です。

この仲介役の仕組みを利用することで第三者同士でもペイメントチャネルでつながることが可能です。

ブロックチェーンのみだと、個人間で複数回の送金を行うと送金の都度記録がブロックチェーンに残り、手数料が発生してしまいます。

しかしペイメントチャネルを利用すると、複数回の送金をペイメントチャネルで行い、結果として仮想通貨の配分がどうなったのかというデータのみをブロックチェーンに記録します。

ブロックチェーン外で行われた取引は高速で処理され、手数料もかかりません。結果、同じ回数、同じ量を送金してもペイメントチャネルを利用したほうが高速・低手数料で取引することができます。

ライトニングネットワークを図解で説明!

言葉で説明するだけだと、ライトニングネットワークについて理解が難しいでしょう。図解を用いて説明しましょう。

  • Aさん  →  Bさん
    10BTC
  • Aさん  ←  Bさん
    1BTC
  • Aさん  ←  Bさん
    1BTC
  • Aさん  ←  Bさん
    1BTC

上記は、AさんからBさんに10BTCを送った後に、3回ずつBさんからAさんに1BTC送った様子を図式化したものです。

通常のブロックチェーンであれば、4度の取引が行われ、その都度送金の時間と手数料がかかります。

しかしライトニングネットワークではこの4度の取引がオフチェーンで行われ、ブロックチェーンには最初と最後だけが記録されます。つまり「AさんからBさんに10BTC送った」ことと「Aさんが3BTC、Bさんが7BTC持っている」ことだけが記録されるのです。

その分時間と手数料を削減できます。

ライトニングネットワーク3つのメリット

ライトニングネットワークは主にビットコインなどのブロックチェーンが直面する課題を解決するために開発されています。

ライトニングネットワークが提供する3つのメリットを紹介しましょう。

少額のマイクロペイメントが可能になる

ライトニングネットワークは仮想通貨によるマイクロペイメント(少額決済)を可能にします。少額決済というのは1円以下の取引になります。

1円以下の取引が可能になるということは例えばWEBページを見たら1円、記事を読んだら2円など今までにないきめ細かい決済が可能になります。

ビットコインは、従来の金融システムではできなかった1円単位の送金が可能な点も大きな魅力でした。

しかし利用量が拡大することで送金速度や手数料面が悪化し、現在では実際に使おうと思うと手数料が10円ほどかかります。これでは少額決済はできません。

ライトニングネットワークは取引の回数を減らすことで、マイナーに支払う手数料を減らし、マイクロペイメントを可能にしました。

不正の心配がない(トラストレス)

ブロックチェーン上で送金処理をすると不特定多数の第三者がデータの検証を行います。この仕組みは中央管理者や中央管理者への攻撃者による改ざんなどを防ぐことができるため、強固なセキュリティを誇ります。

しかし実際にはひとりの利用者が全体の処理能力の半数以上を支配する「51%攻撃」など、悪意ある第三者が不正を起こす可能性は否定できません。

ライトニングネットワークはアドレスと秘密鍵を用いて二者間でペイメントチャネルを開いて送金をし合う方法です。そのため第三者を信頼して取引記録を委ねる必要がなく、中継者による不正の心配はいらなくなります。より安全性が高くなるのです。

効率的な取引ができる

ビットコインなどの仮想通貨では利用が拡大してトランザクションが増えることで、送金スピードが低下するスケーラビリティ問題を抱えています。

ライトニングネットワークは細かな送金記録の最初と最後のみをブロックチェーンに記録することで煩雑な送金記録の数々を圧縮し、スケーラビリティ問題を克服した効率的な取引を可能にします。

実際の送金もオフチェーンで処理するため送金速度が非常に速くなり、実際の利用にも役立ちます。

ライトニングネットワーク今後の問題点は?

高速で低手数料の送金を実現するライトニングネットワークは一見悪いところなんてないようにも思えます。しかし実際には、ライトニングネットワークもまったく問題がないわけではありません。

ライトニングネットワークの抱える問題点を紹介します。

セキュリティに不安がある

ライトニングネットワークのメリットとして、オフチェーンで送金することでブロックチェーンで取引の承認を行う第三者による不正を防ぐことができる点を紹介しました。

しかしブロックチェーンでなくオフチェーン、つまり従来のネットワーク内で送金を行うということは、従来のネットワークをつけ狙うハッカーに目をつけられやすいということです。

特にライトニングネットワークを実装すると、送金は絶えずオフチェーンで行われることになります。大切な送金記録を守るために、セキュリティに注意が必要です。

中央集権の可能性がある

またライトニングネットワークの普及によって、仮想通貨の中央集権化が進むことも懸念されています。

二者間でペイメントチャネルを利用して送金を行うライトニングネットワークは、非中央集権的な仕組みです。しかしライトニングネットワークでは最初に一定額をデポジットすることで、デポジットした分の送金をオフチェーンで行います。

先の図解で紹介した、最初の10BTCがデポジット分に当たります。

ですが個人で10BTCも100BTCも保有する人はごく限られています。1BTC=100万円として、10BTCも保有するためには、1000万円必要です。

そのためライトニングネットワークが充分機能するためには、ネットワーク上に多額の仮想通貨をデポジットするノードがいなくてはなりません。莫大な資金を有する企業かなんらかの機関、国家が務めることになるでしょう。

するとこのデポジットをした企業が、中央集権的な存在となります。この企業を攻撃すれば、ライトニングネットワークが機能不全に陥る可能性もあります。中央集権化が進むことで、システムの脆弱性が増すのです。

ビットコインライトニングネットワーク(Bitcoin Lightning network)はいつ実装される?

数々のメリットや問題点を内包していますが、ライトニングネットワークは特にビットコインへの実装が待望されています。

実際にいつ実装されるのか、そして実装のカギとなるシステムについて紹介します。

SegWitの仕組みが重要

ビットコインのスケーラビリティ問題を解決するためのキーはライトニングネットワークだけではありません。

ライトニングネットワークは取引の最初と最後のみをブロックチェーンに記録することで、データそのものを小さくする技術です。「セカンドレイヤープロトコル」などと言われ、オフチェーンで作動します。

また同様の技術にSegWitというものもあります。SegWitは取引のデータから署名領域を分離し、別の領域に保存する技術です。署名の分だけ取引データを圧縮することができます。

スケーラビリティ問題の解決策として目されているのが、SegWitとライトニングネットワークの組み合わせです。両者を合わせることで取引データの大規模な圧縮が実現し、ブロックに記録できる取引の量が増加するため、取引処理がより高速になります。

2017年8月、ビットコインはSegWitを実装しました。そのため残るはライトニングネットワークのみです。SegWitの実装により、ライトニングネットワークの実用性が高まっているのです。

マイクロペイメント技術の活用

たびたび脆弱性が発見されるなど、ライトニングネットワークの実用化はまだなかなか進んでいません。

今後ライトニングネットワークが広く普及し、ライトニングネットワークが完成するためには、マイクロペイメント技術の活用が普及することが鍵となるでしょう。

マイクロペイメント技術とは、1円や1円以下といったごく少額の送金や決済を実現可能とする技術です。従来のシステムでは手数料によってマイナスになってしまうため、マイクロペイメントは実現しませんでした。

ライトニングネットワークは手数料を大幅に抑えることができるため、マイクロペイメント技術の実用化の大きな後押しとなるはずです。いわゆる「投げ銭」やデジタルコンテンツへの課金、従量課金型のシステムなどマイクロペイメント技術の需要は確かに存在しています。

マイクロペイメント技術の普及がライトニングネットワークの完成を早めるでしょう。

ライトニングネットワークを利用する仮想通貨

現在ライトニングネットワークを利用する仮想通貨としては、以下のものがあります。

  • ビットコイン
  • ライトコイン
  • ステラルーメン

元々、ライトニングネットワークはビットコインのスケーラビリティ問題を解決することを念頭に置いて考えられたシステムです。ただ取引の高速処理や手数料の削減を実現するライトニングネットワークはさまざまな仮想通貨で注目されています。

ビットコインを元に、ビットコインのサブアセットとして開発された仮想通貨であるライトコインのほかに、リップルという通貨を元に開発されたステラルーメンでもライトニングネットワークが利用されています。

2020年ライトニングネットワークの最新ニュース

2020年はライトニングネットワークにとっても注目の年です。ライトニングネットワークを利用したビジネスやサービスが展開するなど、いよいよ躍進が期待されています。

2020年に起きた、ライトニングネットワークに関するニュースを紹介します。

ライトニングネットワークを利用したビジネス・サービス展開される

2020年に入り、いよいよライトニングネットワークを利用したビジネスやサービスが展開する気配を見せています。

2020年2月5日、ライトニングネットワークの開発を進めるLightning Labsが1000万ドルもの資金調達と、ネットワーク間の金銭のやり取りをよりスムーズにする有料プロダクト「Lightning Loop」のベータ版の公開を発表しました。

従来ライトニングネットワークは話題が先行し、実際のビジネスなどへの展開はその企業などに任せるような形になっていました。Lightning Labsが本格的に事業を始めることで今後ライトニングネットワークのビジネスなどへの展開が加速することが予想されます。

ライトニングネットワークが本格的に拡大する前に、ライトニングネットワーク自体に慣れておきたいものです。現在だとECサイト「DG Lab Lightning Store」や「Y’alls」というブログで、実際にライトニングネットワークを使った決済を体験できます。

海外では少しずつライトニングネットワークによる決済が普及し始めていますが、まだ日本では遅れています。いち早く体験しておくといいでしょう。

ライトニングネットワークの脆弱性が指摘される

2019年8月30日、ライトニングネットワークの開発者であるRusty Russell氏がTwitterに「複数のライトニングネットワークプロジェクトでセキュリティの問題が発見され、資金の損失を引き起こす可能性がある」と投稿。脆弱性の存在を指摘しました。

この脆弱性は9月27日に詳細が公開され、脆弱性を解決する最新バージョンがライトニングネットワークの開発者から公開されています。

最新版へ更新すれば問題はありませんが、アップデートが済んでいないノードは被害に遭う可能性もあります。将来的にライトニングネットワークが普及する際の、思わぬ障害となる恐れもあるでしょう。

Bitcoin Lightning Wallet(ビットコインライトニングネットワークウォレット)の登場

ビットコインなど、仮想通貨を利用するときには「ウォレット」というものを使って管理する必要があります。加えてライトニングネットワークを利用する際には、ビットコインウォレットでもあり、ライトニングネットワークのノードとしても機能する、Bitcoin Lightning Wallet(ビットコインライトニングネットワークウォレット)というものが必要になります。

ビットコインライトニングネットワークウォレットは、Anton Kumaigorodski氏が公開するモバイルウォレットです。ライトニングネットワークを利用した送受金に対応しています。

ライトニングネットワークに対応したウォレットをはじめとする製品はまだまだ今後も新しく登場するでしょう。利用者が安定してライトニングネットワークを使えるようにするためのサービスは「Lightning Service Provider(LSP)」といって、ウォレット以外にも発展していくことが考えられます。

ライトニングネットワークは仮想通貨を便利にするシステム

この記事のまとめ
  • ライトニングネットワークとは、仮想通貨でのマイクロペイメント(少額支払い)を可能にするネットワーク
  • ライトニングネットワークのメリットは「少額支払いができる」「不正の心配がない」「効率的な取引ができる」
  • ライトニングネットワークの問題点は「セキュリティに不安がある」「中央集権的になる可能性がある」
  • 2020年のライトニングネットワークに関するニュースとして「ライトニングネットワークを利用したビジネス・サービス展開」「ライトニングネットワークの脆弱性が指摘」「Bitcoin Lightning Walletの登場」などがある

ライトニングネットワークが実装されることで、世界のどこにいても高頻度で、低手数料の決済取引が可能となります。

まだまだ問題点・課題はありますが、ライトニングネットワークはビットコインの抱えるスケーラビリティ問題を解決し、マイクロペイメントなどに基づく新しいビジネスやシステム、サービスを発展させることが予想されます。

ライトニングネットワークは人と人とが直接つながる、新しい決済システムの形です。ビットコインを飛躍させるだけでなく私たちの社会のあり方まで変革させる可能性を秘めているのです。

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