前回の《Lightning Network とは何か》では、ビットコインのライトニングネットワーク（Lightning Network）の概念を簡単に紹介しました。ビットコインブロックチェーン上に構築された P2P ネットワークとして、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と取引速度のボトルネックを解決することを目的としています。これはブロックチェーンではなく、Rollup 技術にも属さず、巧妙にオフチェーンの支払いチャネルとスマートコントラクトを使用することで、即時、低コストかつスケーラブルな少額支払いを実現し、分散化と安全性を維持しています。ビットコインコミュニティでは、ライトニングネットワークは最も正統で将来性のある Layer 2 ソリューションの一つと見なされています。
今日の記事では、ライトニングネットワークの必要性と重要性について詳しく紹介します。
ビットコインの「遅くて高い」問題を解決する#
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ために特別に設計されており、ビットコインの基盤プロトコルと完璧に適合し、ビットコインのコアプロトコルに対して何の変更も必要とせずに実現できます。 取引速度の向上、取引額のハードルの低下、取引手数料の削減において、ライトニングネットワークは他の Layer 2 ソリューションが達成し難い優位性を持ち、ビットコインの究極のスケーリングソリューションと呼ばれています。
1、取引速度の向上#
ビットコインネットワークは平均して 10 分ごとに 1 つのブロックを生成し、1 秒あたり最大 7 件の取引しか処理できません。それに対して、従来の支払いツール、例えば Visa は 1 秒あたり数千件の取引を実行でき、アリペイはダブル 11 の狂歓祭期間中に支払い TPS が数十万に達することがあります。
ライトニングネットワークはオフチェーンで支払いチャネルを開設することで、ユーザーがこれらのチャネル内で複数回の取引を行うことを可能にし、スマートコントラクトの実行にのみ依存し、全ネットワークの確認を必要とせず、処理効率を大幅に向上させます。これにより、迅速な応答が必要な支払いシーンに特に適しています。現在のネットワーク条件下では、各ライトニングネットワーク支払いチャネルの推定取引量上限は毎秒 500 件であり、1ML の統計によれば、現在ビットコインライトニングネットワークには48620 のアクティブな支払いチャネルが存在します。これは現在のビットコインライトニングネットワークの理論 TPS が2431 万に達することを意味します。ライトニングネットワーク内のノード数が増加し、支払いチャネルが増加すれば、ライトニングネットワークの TPS はさらに上昇することが可能であり、理論的には上限がないため、これがライトニングネットワークがビットコインの究極のスケーリングソリューションと称される理由の一つです。
注：上図 LN の TPS は 500 TPS x 85000 チャネルに基づいており、最新の LN チャネル数は 48620 です。画像出典：https://glossary.blockstream.com/lightning-network/
取引速度を大幅に向上させるだけでなく、ライトニングネットワークは取引量を分散させることで、ビットコインメインネットの混雑問題を効果的に緩和し、実際にオンチェーンで必要な重要な取引がより早く確認されるようにし、ビットコインエコシステム全体にポジティブな影響をもたらします。
2、取引額のハードルを下げる#
ビットコインメインチェーン上では、マイクロペイメントは取引手数料が取引額を超えるため、現実的でなくなる可能性があります。ライトニングネットワークの登場はこの状況を根本的に変えることができ、数サトシ（1 BTC = 1 億サトシ）までのマイクロペイメントを可能にします。 これはビットコインの日常的な少額支払いの緊急なニーズを満たすだけでなく、革新的なビジネスモデルや新しいアプリケーションシーンの広がりを開きます。
3、取引手数料を下げる#
ビットコインのブロックスペースは希少なデジタルリソースであり、各ブロックには約 4000 件の取引しか収容できません。この希少性により、ユーザーは限られたブロックスペースを確保するために入札を通じて競争し、自分の取引がタイムリーにブロックにパッケージ化されることを保証しなければなりません。マイナーはこのシステムの「門番」として、当然、高い手数料を支払う取引を優先的に処理する傾向があります。
ネットワークの取引量が低い時、ユーザーは低い手数料を設定できますが、それでも彼らの取引が次のブロックに含まれる可能性があります。しかし、ネットワークの活発度が急上昇し、多くのユーザーが同時に取引を開始すると、手数料は急騰し、動的な市場均衡が形成されます。
現在、ビットコインネットワークの平均取引手数料は約 1 ドルで維持されています。この数字は一見高くないように見えますが、今年の市場のピーク時には、単一の取引手数料が驚異的な 125 ドルに達したこともあります。数万ドルの大規模な取引に関しては、この手数料は受け入れ可能な範囲内かもしれません。しかし、日常的な少額支払い、例えばコーヒーを購入する場合、このような高額な手数料は非常に不合理に感じられます。従来の支払い大手である Visa は通常、各取引に対して 2%〜3% の手数料を請求しますが、ライトニングネットワークを使用すると、100 ドルの取引手数料は通常 1 セントを超えることはなく、取引費用を大幅に削減し、マイクロペイメントや頻繁な少額取引を経済的に実行可能にします。
図：ビットコインネットワークの取引手数料；出典：https://bitinfocharts.com/zh/comparison/bitcoin-transactionfees.html#3y
ライトニングネットワーク：P2P 経済の基盤#
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負荷を大幅に軽減し、取引をより速く、より安くしますが、ライトニングネットワークの重要性は「遅くて高い」問題を解決するだけにとどまりません。それは暗号支払い分野において他のソリューションにはない比類のない優位性を持ち、私たちが P2P 経済を実現するための基盤であり、私たちが憧れる Web5 の世界の重要な構成要素です。
いわゆる P2P 経済とは、人々が自主的にピアツーピアの方法で取引を行うことができることを指し、ブロックチェーンのコンセンサス層はここで取引の形成と決済を促進し、調整する役割を果たし、実行を引き継ぐものではありません。P2P 経済において、多くのビジネスプロセスはコンセンサス層に依存する必要はなく、直接 P2P ネットワーク層で解決できます。
P2P 経済の支払い基盤を構築するためには、4 つの重要な特性が必要です：高スループット、低遅延、低コスト、プライバシー保護。ライトニングネットワークはこれら 4 つの側面で優れた性能を示し、暗号支払いを実現するための最良の方法です：
- 高スループット：ライトニングネットワークの TPS は理論的に上限がありません。現在、ビットコインライトニングネットワークの TPS は驚異的な 2431 万に達しており、ノードとチャネルの継続的な増加に伴い、この数字にはまだ大きな上昇の余地があります。
- 低遅延：ライトニングネットワーク上の取引はほぼ即時に完了し、ブロック確認を待つ必要がありません。
- 低コスト：ライトニングネットワークの取引手数料は非常に低く、ゼロに近づくこともあります。
- プライバシー保護：ライトニングネットワーク上の取引は直接ブロックチェーンに記録されず、チャネルの開設と閉鎖時にのみメインチェーンと相互作用するため、ユーザーの取引プライバシーが一定程度向上します。特に、Nervos CKB が提供するライトニングネットワークFiber Networkは、今後 HTLC（ハッシュタイムロック契約）の基礎の上に PTLC（ポイントタイムロック契約）を導入し、経路内の各ホップで異なる秘密値を使用して取引のプライバシーをさらに強化します。
2021 年にエルサルバドルがビットコインを法定通貨化した後、ライトニングネットワークはより多くの注目と応用を得ましたが、真の大規模採用には至っていません。その主な理由の一つは、ビットコインライトニングネットワークで流通しているのは主に BTC であり、BTC が交換媒介として直面する最大の課題の一つはその価格の変動性です。 過去 2 年間、ビットコインライトニングネットワークの資金容量は緩やかに成長しており、チャネル数は減少しています。
図：ライトニングネットワークのチャネル数と資金容量；出典：https://mempool.space/graphs/lightning/capacity#all
ライトニングネットワークをさらに前進させ、大規模採用を加速させるための重要なステップは、ライトニングネットワークがステーブルコインをサポートすることです。 そのために、ビットコインコミュニティはすでに行動を起こし始めています：Lightning Labs はライトニングネットワーククライアント LND が Taproot Assets に基づくステーブルコインをサポートするよう試みています；Nervos CKB が提供するライトニングネットワークFiber Networkは、ユーザーがカスタム資産を定義できるように設計されており、その中にはStable++などのプロトコルで発行されたビットコインネイティブのステーブルコインが含まれています。
私たちは、ステーブルコインとライトニングネットワークを組み合わせることで強力な相乗効果が生まれ、広範な P2P 金融サービスやアプリケーションを実現し、暗号支払いが日常生活で広く利用されることを促進し、暗号経済の未来への道を開くと信じています。
参考資料