Lightningネットワークはどのように機能しますか？ 1つの記事でLightningネットワークの原則を理解する

Lightningネットワークは、ブロックチェーンの上に構築された2層の支払いプロトコルであり、主により速く、より安価なトランザクションを促進するように設計されています。 Bitcoinやその他の暗号通貨が直面するスケーラビリティの問題に対処することが当初提案されていました。オフチェーントランザクションを有効にすることにより、Lightningネットワークは、メインブロックチェーンの負担を軽減し、それによって全体的な効率と速度を改善することを目指しています。

ライトニングネットワークの原則

Lightningネットワークの背後にあるコア原則は、2つの当事者間の支払いチャネルの作成です。これらのチャネルにより、複数のトランザクションがオフチェーンで発生し、ブロックチェーン上の最終状態のみを和解させることができます。これにより、ブロックチェーンがすべての取引に関与していないため、トランザクション料金が大幅に削減され、プロセスが高速化されます。

Lightning Networkがどのように機能するかを理解するには、支払いチャネルの概念を把握することが不可欠です。 2つの当事者が一定量の暗号通貨を複数の署名ウォレットにロックすると、2つのマルチシグウォレットとしても知られる支払いチャネルが確立されます。このウォレットでは、両方の当事者が実行される前に任意のトランザクションにサインオフする必要があります。

支払いチャネルを開く

支払いチャネルを開くには、次の手順が必要です。

• 資金取引を開始する：最初のステップでは、一方の当事者がブロックチェーンに資金取引を送信することを伴い、それが合意された量の暗号通貨をマルチシグウォレットにロックします。
• チャネル契約を作成する：両当事者は、最初の残高やチャネルの操作の規則など、チャネルの条件に同意します。
• 資金調達取引の放送：ブロックチェーンで資金調達取引が確認されると、支払いチャネルは正式に開かれ、オフチェーントランザクションが開始されます。

オフチェーントランザクションの実施

支払いチャネルが開いていると、トランザクションが鎖で発生する可能性があります。これがどのように機能しますか：

• トランザクションを提案する：1つの当事者は、チャネルの残高を更新することにより、トランザクションを提案します。たとえば、アリスが0.1 BTCをボブに送りたい場合、ボブのシェアが0.1 BTC増加する新しいバランスを提案し、彼女は同じ量だけ減少します。
• トランザクションに署名します。両当事者は新しいトランザクションに署名しますが、ブロックチェーンに放送されません。
• 複数のトランザクション：このプロセスを複数回繰り返すことができ、ブロックチェーンに触れることなく多数のトランザクションを行うことができます。

支払いチャネルを閉じます

両当事者がチャネルを閉鎖することに同意すると、チャネルの最終的な状態がブロックチェーンに落ち着きます。チャネルを閉じる手順は次のとおりです。

• クロージングトランザクションを提案する：1つの当事者は、チャネルの最終バランスを反映するクロージングトランザクションを提案します。
• 締め切りトランザクションに署名します。両当事者は閉鎖トランザクションに署名します。
• ブロードキャストクロージングトランザクション：署名されたトランザクションはブロックチェーンにブロードキャストされ、一度確認されると、ファンドは最終残高に従って分配されます。

ネットワークを介した支払いをルーティングします

Lightning Networkの真の力は、相互接続された支払いチャネルのネットワークを介して支払いをルーティングする能力にあります。アリスがキャロルにお金を送りたいが、彼女との直接的なチャンネルがない場合、彼女はボブのチャンネルを仲介者として使用することができます。これがどのように機能しますか：

• ルートを見つける：アリスのウォレットソフトウェアは、おそらく複数のホップが含まれるキャロルへのネットワークを通るルートを見つけます。
• 資金のロック：アリスはボブと一緒にチャンネルの資金をロックし、ボブがキャロルに転送した後にのみリリースできることを指定します。
• 支払いを転送：ボブは、彼女と一緒にチャンネルを通してキャロルに支払いを転送します。
• 資金のリリース：キャロルが支払いを受け取ると、ボブはアリスとのチャンネルから資金をリリースできます。

このプロセスにより、すべての関係者間に直接チャネルが存在しなくても、ネットワーク全体で支払いが行われることが保証されます。

ライトニングネットワークのセキュリティと信頼

Lightningネットワークは、トランザクションのセキュリティを確保するために暗号化技術に依存しています。ハッシュされたタイムロック契約（HTLC）は、これに重要な役割を果たします。 HTLCは、受信者が指定された時間枠内で支払いを受け取るか、それを没収することを確認する必要があるスマートコントラクトの一種です。

• HTLCの作成：アリスがボブにお金を送りたいとき、彼女はボブが事前定義された秘密に合った暗号化ハッシュを提供するまで、資金をロックするHTLCを作成します。
• 資金のリリース：ボブが時間枠内で正しいハッシュを提供する場合、彼は資金を請求することができます。彼がそうしなかった場合、資金はアリスに返還されます。

このメカニズムにより、資金がネットワークに詰まらないようにし、複数の関係者を通じて取引を安全にルーティングできることが保証されます。

Lightningネットワークの利点

Lightningネットワークは、従来のオンチェーントランザクションよりもいくつかの利点を提供します。

• 速度：ブロックチェーンの確認を待つ必要がないため、トランザクションはほぼ瞬時です。
• コスト：ブロックチェーンはチャネルの開閉にのみ使用されるため、取引手数料は大幅に低くなります。
• スケーラビリティ：トランザクションをオフチェーンで移動することにより、Lightningネットワークは、メインブロックチェーンを混雑させることなく、はるかに多くのトランザクションを処理できます。

課題と考慮事項

Lightning Networkは非常に有望ですが、いくつかの課題にも直面しています。

• 複雑さ：支払いチャネルのセットアップと管理は、テクノロジーに不慣れなユーザーにとって複雑です。
• 流動性：チャネルは、トランザクションを処理するのに十分な流動性で資金を提供する必要があります。これは、一部のユーザーにとって障壁となる可能性があります。
• 集中リスク：いくつかのノードがネットワークのチャネルのかなりの部分を制御すると、集中化につながり、暗号通貨の分散化された性質を損なう可能性があります。

これらの原則とメカニズムを理解することは、Lightningネットワークを効果的に活用しようとしている人にとって重要です。 Lightningネットワークは、より速く、安価で、よりスケーラブルなトランザクションを促進することにより、暗号通貨の世界における大幅な進歩を表しています。

よくある質問

Q1：Lightningネットワークは、Bitcoin以外の暗号通貨で使用できますか？

はい、Lightningネットワークは、スマートコントラクトやマルチシグネチャトランザクションをサポートする他の暗号通貨で使用するために適合させることができます。たとえば、Litecoinは独自のバージョンのLightningネットワークを実装しており、他の暗号通貨が同様のソリューションを模索しています。

Q2：Lightning Networkは、当事者間の紛争をどのように処理しますか？

Lightning Networkは、暗号化された証明とタイムロックされたトランザクションを使用して、紛争を処理します。当事者が時代遅れのトランザクションを放送して不正行為を試みた場合、相手は最新の署名されたトランザクションを使用して、ブロックチェーンの正しい残高を請求することができます。

Q3：支払いチャネルが長時間開いたままになった場合はどうなりますか？

支払いチャネルを長期間開いたままにしておくと、他の場所で使用できる資金を縛ることができます。さらに、一方の当事者が反応しなくなった場合、チャンネルを閉じて資金を取り戻すことは困難な場合があります。通常、流動性を管理し、リスクを軽減するために定期的にチャネルを閉鎖することをお勧めします。

Q4：Lightningネットワークで資金を失うことは可能ですか？

Lightningネットワークは安全になるように設計されていますが、リスクが関係しています。ユーザーがプライベートキーを失った場合、または悪意のある当事者がネットワークの脆弱性を悪用した場合、資金が失われる可能性があります。安全なプラクティスを使用し、Lightningネットワークセキュリティの最新の開発について情報を提供することが不可欠です。