これから「 ライトニングネットワークの仕組み 」を解説しながら、宣伝されているほど夢の技術ではないライトニングネットワークの現実について解説していきたいと思います。
「ライトニングネットワークがあればペイメントチャネルでつないで少額決済ができるようになって手数料もほぼ０になってBTCが一強になっちゃってーー以下省略ーー」
という話はたくさん聞くと思います。
そんなにスゴイ技術なんだとちょっと調べてみても仕組みが複雑でイマイチ分からないですよね。
今回は、「 ライトニングネットワークのメリットデメリット 」について最初に紹介しつつ、改めてライトニングネットワークが何なのかがわかるように図解と一緒にまとめてみました。
ライトニングネットワークの実装とビットコインの今後の価値は、大きなファンダメンタル要素になると考えています。
この記事を読めば頭の中で「 ライトニングネットワークの仕組み 」を理解するとともにライトニングネットワークと仮想通貨の将来性について考えることができるようになります。
それでは解説していきます。
草猫店長の目次ノート
ライトニングネットワークとはお金のハブのようなもの
本当に単純にライトニングネットワーク（LN）を表すと、お金の山をみんなでつくって必要に応じて山を崩したり山の場所を変えましょうということを自動でやってくれる技術を言います。
実際には大きなお金を持っているところに大きなお金の山ができてしまいますのでそのお金の山がみんなからアクセスを集めやすくなります。
そして、大きなお金の山を持っている複数のところがお金のやり取りの拠点にようになります。
その様がまるで「お金のハブ」のように機能してお金の移動が行われるようになります。
お金の移動そのものは一瞬で行われます。
それが文字どおりにライトニングなネットワークということになります。
ライトニングネットワークが理想的に実装された世界
ライトニングネットワーク（LN）が理想的に実装された世界はどのようなものになるでしょうか。
理想的な状態の前提条件について並べてみました。
❷. 改ざんできない安全なお金のやり取りをできる
❸. 送金手数料がほぼ０円
ライトニングネットワークのこの３つの条件が揃ったら間違いなくビットコインの価値は高まると思います。
決済手段としてビットコイン以外のものを利用するメリットはないのかなと思います。
サトシナカモトが主張していたような世界に近づくと思います。
サトシナカモトはいずれ現金の代わりに利用されるようになり１BTCの価値は億へ到達すると言っていたそうです。（書籍：デジタルゴールドにて）
そんな夢への架け橋となりそうなライトニングネットワークの技術ですが現実の壁はどうでしょうか。
ところで、この動画は英語がわからなくてもイラストだけみればライトニングネットワークについて理解が分かりやすく深まります。
ライトニングネットーワークで誤解されがちなポイント
なんだか凄そうなライトイングネットワークですが、ブロックチェーンとは別物として捉える必要があります。
誤解されがちなポイントを解説します。
ライトニングネットワークは非中央集権のシステムではない
ライトニングネットワークを内と外で考えます。
内とはライトニングネットワークの中だけで完結する処理です。
外とはブロックチェーンと連携する処理です。
ライトニングネットワーク内で起こった最終結果を外のブロックチェーン上に載せます。
ライトニングネットワークの内だけみると完全にブロックチェーンとは別物です。
そのため非中央集権的な仕組みとしてデザインされていません。
実際、お金を多く預けたところが経由される確率は高まりますので結果としてハブとなってしまう仕組みです。
しかも、自分の地点を経由される際は決済手数料を独自に設定することができます。
これが何を意味するのかというと、銀行や金融会社が大きなお金をライトニングネットワークに投下すると、銀行や金融会社がハブになります。
銀行や金融会社がみんなのハブとなればそこがお金を移動させるための依存先となってしまい結果として決済手数料を牛耳られることがあるということです。
多かれ少なかれそのようになるかと思います。これは中央集権的です。
ライトニングネットワークだからインターネットのような「蜘蛛の巣」のお金の移動をイメージするかもしれません。
実際は大きなハブから更に大きなハブを経由してから目的地へたどり着く「木の枝から幹へ、そして木の幹から枝へ」のような経路のネットワークになります。
ブロックチェーン側の視点で見ると、
ブロックチェーン上の処理（ライトニングネットワークの外）をオンチェーン
ブロックチェーン外の処理（ライトニングネットワークの内）をオフチェーンと呼ぶにゃあ。
ライトニングネットワークはSegwit対応の仮想通貨にしか適応できない
他の仮想通貨に実装すればいいんじゃないの？という意見もありそうです。
ですが、ライトニングネットワークはSegwit対応の仮想通貨にしか適応できません。
Segwitとは、ブロックチェーンのデータの一部をブロックチェーンの外で処理する技術です。
Segwitのwitness領域（署名の領域）を応用するとブロックチェーンから切り離してトランザクションを処理できるようになります。
応用したものがライトニングネットワークです。
現在Segwitの実装ができている通貨はライトコインとビットコインとモナコインです。
ライトコインは、ほぼほぼライトニングネットワークのためだけにSegwitを実装されました。
よく記事でライトニングネットワークが取り上げられる場合、ビットコインベースで話が進んでいますが、ライトコインへ実装される可能性の方が高いと考えています。
②.Segwitは二重支払い(見かけ上の支払いミス)を防げる
ハードフォークをしたくないビットコインコア開発者たちが考案した代替案だったんだにゃあ。
ライトニングネットワークのメリット
ここでライトニングネットワークのメリットとデメリットを並べてみたいと思います。
❷. 圧倒的に取引を処理できる量が増える
❸. スケーラビリティの問題を克服できる
❹. 送金手数料を安くできる
❺. 1円以下のお金のやり取りができる
❶. 秒速で送金できる
you’re right, I can’t keep up with the lightning speed, here ya go.
another sticker won’t hurt will it? 😆 pic.twitter.com/X1cmLAkWCp
— Jack Mallers (@JackMallers) 2018年1月18日
上はライトニングネットワーク開発者である Jack Mallers さんが「支払い待ち」の画面から秒速で送金を済ましてしまうLN決済のシミュレーション動画です。
支払い待ちの状態から別途、ライトニングネットワークのウォレットから「PAY」ボタンをクリックします。
画像では伝わりませんが1秒立たずに着金しました。
このようにライトニングと言うだけあって高速に送金できます。
ビットコインはブロックの生成時間に送金速度を依存しています。
ビットコインは 10分間 / 回 しかブロックを生成できません。
そのため、最短でも着金して届くまでに 10分 かかります。
ライトニングネットワークであれば秒速で送金することができます。
❷. 圧倒的に取引を処理できる量が増える
ビットコインは 1秒間 につき７件の送金しか処理することができません。
ですが、ライトニングネットワーク上では１秒間につき 1000件 以上を処理できるようになります。
これは途中の段階の処理能力で最終的には１秒間につき 数万件 以上を処理できることを目指しているそうです。
１万件以上になればまさしくライトニングなスピードです。
クレジットカード決済でも 1秒間につき 4500件ほどの処理能力であることを考えると、クレジットカード以上のポテンシャルを秘めています。
❸. スケーラビリティの問題を克服できる
ブロックチェーンから切り離された場所で処理を行ってくれるので
処理件数がどんなに増えてもブロックチェーンの処理件数に問題は起こりません。
ある程度まとまった結果をブロックチェーン上に件数として加える仕組みになっています。
まともにブロックチェーン上に取引を記録していくと 毎秒7件 しか処理できないためとても送金することができません。
❹. 送金手数料を安くできる
送金手数料を安くできます。
シンプルに説明すると、ライトニングネットワークで生じる最低限に必要な手数料はブロックチェーンに支払うマイナー手数料だけです。
あくまでシンプルに解説することを目的として具体例を出します。
例えばですが、１０分間でライトニングネットワーク上で１万件の処理が生じました。
通常のブロックチェーン上で１００万円 / BTC ですと 1000円 / 回 ほど必要です。
要するに 1000円 x 1万件 = 1000万円 という途方もない費用が普通の送金であればかかります。
ですが、最終結果だけをブロックチェーンに刻みますので１万件、１０万件の処理が発生しても刻まれるのは１回の 1000円 / 回 だけです。
（実際はブロックチェーンに刻む処理は複数に分解されているようです。とはいえ安くなるイメージはつくかと思います）
❺. 1円以下のお金のやり取りができる
少額決済を目的に実装のための開発が進められているライトニングネットワークですが、1円以下のお金のやり取りができるようになると言われています。
これの何が嬉しいのでしょうか。
1円以下のお金をやり取りできれば、例えばWebサイトの記事のページ毎に金額を設定できたりします。
「１ページ記事を読んだら１円」
「漫画を１ページ読んだら２円」
「動画を1分みたら５円」
ライトニングネットワークと各種Webサービスを連携できるようになればこのようなきめ細かいお金のやり取りも可能となります。
ライトニングネットワーク(LN)のデメリット
ここまでは良いこと尽くしのようなライトニングネットワークですが、
実現するために乗り越えなければならないハードルは多いです。
❷. 取られてもいい金額しかおけない
❸. ライトニングネットワークへ送金する手数料はどう考えるべきか
❹. 手数料が高くなる可能性がある
❺. ハッキングのリスクがある
❶. 結局は銀行システムのような一極集中になる
先ほども説明しましたが、ライトニングネットワークは隣同士の人とでお金を出し合って、お金の山を作ります。
お金の山を必要に応じて移動させていきます。
そのため結局、たくさんお金を用意できた人が中心となってしまいます。
❷. 取られてもいい金額しかおけない
ブロックチェーンから切り離して処理をするのがライトニングネットワークです。
切り離すということはブロックチェーンとは別のセキュリティ対策が必要です。
ブロックチェーンはハッキングは可能ですが、とても割に合わないのでハッキングがされない仕組みになっています。
それをライトニングネットワーク上でも実現できるのかは未定です。
そうしたことも踏まえて少額決済のための決済プラットフォームとして宣伝されています。
利便性とセキュリティはトレードオフですね。
友達と遊びにいくために金庫を持ち運びますか？
盗まれたり無くしてしまうこともあるサイフを利便性のために持ち歩きますよね。
そんな風にライトニングネットワークには万が一なくしてしまってもショックだけれど１日で立ち直れそうな金額を流しておくのが良いかと思います。
❸. ライトニングネットワークへ送金する手数料はどう考えるべきか
実装されたらどのような形で連携するのかわかりませんが、ライトニングネットワークの口座へ振り込む場合は結局、普通のビットコインの送金手数料がかかります。
「ライトニングネットワーク上にお金が振り込まれた」ということをブロックチェーン上に記録することが必要なはずです。
ビットコインで実装された場合、結局のところ送金手数料を支払う羽目になると言えます。
筆者はセキュリティが不安なのもあるし、お財布代わりに使うのであれば、せいぜい 1万円 くらいをライトニングネットワーク上に保管したいと思います。
ですがライトニングネットワーク上へ送金するために 1000円 も支払うのは割に合いませんね（100万円 / BTC を想定）
❹. 手数料が高くなる可能性がある
基本的に、ライトニングネットワークは隣あう人同士でお金の山をつくってお金の移動をさせていきます。
ライトニングネットワークで実際にお金が流れる際は、お金の支払先が隣である場合はほとんどありえません。
ですので最大で２０通りまでのお隣の人を経由して行って目的地のところへ移動していきます。
ここに手数料の問題が発生します。
実は経由するお隣さんの分だけ手数料は高くなります。
理由は経由される人は、決済手数料を独自に設定できるからです。
「自分のところを経由したら１円です」
という人がもし２０人いたすると、２０円の手数料がかかってしまいます。
少額決済を目的にしているので２００円のコーヒーを支払うのに２０円だと割に合わないですよね。
しかもクレジットカードの処理数と比較されるライトニングネットワークなのですが、
クレジットカード決済の場合はお店側が手数料を負担してくれます。
その手数料を自分で負担しなくてはならない上に、安く済むとはいえ、一回一回で手数料が変わっていくと考えると使うメリットがなくなってしまいます。
❺. ハッキングのリスクがある
これはライトニングネットワークに限らず新しいソフトにつきものの問題です。
たいていのものはリリースした後に大量のバグが見つかってしらみ潰しをしていきます。
ライトニングネットワーク内はブロックチェーンから切り離したポイントでお金が動きますので当然、ハッキングのリスクがあります。
お金の移動することを瞬時に行うのがライトニングネットワークですが、お金が移動することを偽装などされてしまう可能性があります。
特にライトニングネットワークは活発にお金がネットワーク上を移動します。
要はホットウォレットと同じですね。
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のデメリットで少しボロボロに言ってしまいましたが改めてライトニングネットワークの仕組みを図解したいと思います。
ライトニングネットワークってそもそもどうやって動いているのでしょうか？
非ブロックチェーン取引
一度、ライトニングネットワークの口座（ペイメントチャネル）へ入金した結果をブロックチェーン上に保存したとします。
ライトニングネットワーク内ではブロックチェーン上にいちいち取引を記録しなくともお金のやり取りができます。
二重支払保護
同時に二つの処理が衝突した場合、どちらか一方の方だけ選ばれるようになっています。
マルチシグネチャ
AさんとBさんで取引をする場合はお互いの口座（ペイメントチャネル）をつくります。
口座（ペイメントチャネル）の 10BTC を経由してお金を支払います。
ここで、10 BTC を盗まれるリスク、どちらかがペイメントチャネルから逃げるリスクがあります。
10 BTC を盗まれるリスクですが、事前にお互いが使える金額を特殊な方法でロックして、その上でお互いの鍵を使わないと引き出せないように鍵をかけます。
それがマルチシグネチャです。
鍵をかけたままペイメントチャネルから逃げられた場合も、返金取引をライトニングネットワーク上でつくってブロックチェーン上に取引を記録されるのを待てば返金できるようになります。
実際のライトニングネットワークでのやり取り
実際のライトニングネットワークでのやり取りは間にたくさんの人を経路して、目的のところへたどり着きます。
途中の経路を提供してくれた人は手数料をもらうことができます。
ただし、経路にされる方も一時的にお金がロックされてしまうので資金が少ないと経路にされにくいです。
ですので自然とたくさん口座にお金を持っている人が経路にされやすくなります。
タイムロック
口座（ペイメントチャネル）に預けたお金を取り出せなくする期間のことを言います。
１０００ブロック作成するまでは引き出せないとのことです。
ビットコインの場合は１日に平均１４４個のブロックが生成されますので約1週間かかる計算になります。
ただし、ライトコインの場合は １日で平均５７６個のブロックが生成されるので２日かかる計算になります。
ライトニングネットワークのあれこれ
現状ではビットコインへライトニングネットワークを実装することはちょっとイメージがつきません。
超えるべきハードルが高いです。
ぶっちゃけビットコインでなくてもよくない？
ビットコインで実装がささやかれているライトニングネットワークですが、とても堅牢なシステムには思えません。
しかもビットコインの開発は政治的な派閥ができているのが現状です。
開発者の人はみんなサトシナカモトの意志を尊重している点では共通だと思います。
ですが、サトシナカモトの意志の解釈の仕方は人それぞれです。
ですので解決の仕方もバラバラになりがちです。
これって宗教と似ていると思いませんか？
キリスト教がいろいろな派閥に別れたのも解釈の違いによるものです。
手を加えれば加えようとするほど派閥は増えていくように思います。
具体的にはビットコインへSegwitを実装する際の話です。
ビットコインコア VS ビットコインアンリミテッド
この対立が生じてハードフォークが生じたのと同じような話ですね。
実際、Segwitを実装するために数年の議論があったとビットコインアンリミテッド側のBitMain社の代表ジハンウーがブログで言っていました。
ビットコインに手を加える = 議論で時間を消耗
ある程度はこうなってしまうと思います笑
ですのでいろいろと煩わしくなくて新しい技術を積極的に取り入れ、サトシナカモトを尊重しているスーパーエンジニアが開発者のライトコインが実装すれば良いかと思います。
ライトコインはビットコインと争わないように設計されています。
ぶっちゃけリップルでよくない？
少額決済について、１円以下の取引にも利用できるのがライトニングネットワークのメリットになります。と説明していました。
とはいえ、１円以下の取引として、Webサービスと連携できてさらに法定通貨と仮想通貨の橋渡しをしてくれている仮想通貨がすでに存在しています。
もうネタバレしてしまっていますがリップルがまさに法定通貨と仮想通貨の行き来を実現可能にしています。
マーケティングが非常に上手だったので世界の銀行へ根回しもできました。
既存のWebサービスはまだまだ法定通貨を通して利用されています。
それを考えると普及には法定通貨も取り扱えるようなライトニングネットワークが必要だと思います。
現状、まだまだ無理そうです。
ですがリップルはそれが可能です。
もちろん、リップルよりもライトニングネットワークの方が処理能力が高まるのでお互いが強みをいかせる分野で伸ばせば良いかと思います。
ただ、既存のWebサービスを通じた1円レベルの決済手段はリップルの方が軍配が上がっていると思います。
ライトニングネットワークの未来
筆者としては
ライトコインでLN実装→問題が生じる→改善する→ビットコインへ橋渡しをする→ビットコインでLN
この流れであればビットコイン側でも揉め事が少なくて済むのかなと思います。
ライトコインの開発者はビットコインへの架け橋になることを目標にしている
ライトコインの開発者であるチャーリー・リーはライトニングを実装して、ビットコインとの架け橋にすることを目標にしているとブログで公言しています。
日本ではあまりライトコインを取り上げられる機会は少ないようですが、ライトコインのライトニングネットワークの実装が一番、現実的な選択に思えます。
何より、開発者のチャーリー・リーはMIT卒で元グーグルエンジニアの技術畑の人です。
そのライトコインの開発陣が実現できるかどうか検証してくれれば技術的なところがわからない人にとっても分かりやすい結果になるかと思います。
ちなみに別々のブロックチェーン上でやり取りする技術の総称をアトミックスワップと言うそうです。
ライトニングネットワークの仕組み まとめ
現状では、ライトニングネットワークをビットコインで実装する場合は、リップルを使った方が良いかと思います。
結局、LNに接続したら送金手数料がかかります。資本を持った人が取引手数料を決めることができる。お金がない人ほど中継ノードが増えてお金がもっとかかってしまう。
いろいろとデメリットの方が多い印象ですが、新しい技術に問題はつきものです。
ビットコインもビットコインが出てくる前に似たような研究は進んでいました。
ですがどれもビットコインのように政治的にコントロールされないところまでは設計することができませんでした。
ライトニングネットワーク自体は実装されるかわかりませんが、もっと改善された設計を考える人も出てきて、結局はビットコインに便利な決済方法を実装できるようになるかもしれません。
ライトニングネットワークが実装して、ビットコインへ橋渡しをしたいという仮想通貨はライトコインです。
ライトコインの将来性については次の記事で取り上げています。
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