BitcoinのLightningネットワークは何ですか？

稲妻ネットワークの理解：Bitcoinのスケーラビリティソリューション

Lightningネットワークは、Bitcoin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す。 Bitcoinの最も差し迫った課題の1つであるトランザクション速度とスケーラビリティに対処するように設計されています。 Bitcoinは安全で分散化されていますが、その基本層は1秒あたり約7回のトランザクションしか処理できず、ピーク使用中にネットワークの輻輳と高額の料金が発生します。 Lightningネットワークは、Bitcoinの根本的なセキュリティを活用しながら、ほとんどの支払いを鎖で移動することにより、即座に低コストのトランザクションを可能にします。

すべてのトランザクションをネットワーク全体にブロードキャストする代わりに、Lightningネットワークにより、ユーザーは互いに支払いチャネルを開くことができます。これらのチャネルにより、Bitcoinブロックチェーンに記録されたチャネルの開閉のみが即座に、そして個人的に多くのトランザクションが発生する可能性があります。これにより、メインチェーンの負荷が大幅に削減され、マイクロトランザクションが実現可能になります。

Lightningネットワークでの支払いチャネルの動作

支払いチャネルは、Lightningネットワークの基盤です。 1つを使用するには、2つのパーティが最初に一定量のbitcoinをマルチシグネチャウォレットにロックする必要があります。このプロセスはBitcoinブロックチェーンに記録され、チャネルを確立します。

チャンネルが開いていると、両方の参加者が何度も何度も資金を送信できます。これらのトランザクションは暗号化に署名されていますが、ブロックチェーンにはブロードキャストされません。バランスの各更新は、2つの当事者間の最新の合意された状態を反映しています。

• 両当事者は、プライベートキーを使用してすべての新しいバランスアップデートに署名する必要があります。
• 最新の署名状態は有効であると見なされ、最新のトランザクションのみがチェーンで解決できるようにします。
• どちらの当事者も、最新の状態をブロックチェーンに提出することにより、いつでもチャネルを一方的に閉鎖できます。

一方の当事者が時代遅れの状態を放送しようとした場合、もう一方の当事者は、より最近の署名された取引を提示することにより、それに挑戦するための定義された時間枠を持っています。

ネットワーク全体の支払いをルーティングします

Lightningネットワークの真の力は、相互接続されたチャネルを介して支払いがルーティングされると現れます。ユーザーは、受信者が資金を送るために直接チャネルを必要としません。代わりに、ネットワークはマルチホップルーティングを使用して、送信者から受信機へのパスを仲介者を介して見つけます。

ルートに沿った各ノードは、小さなルーティング料金を獲得し、ネットワークへの参加を奨励します。これらの料金は通常、セントの分数であり、オンチェーン料金と比較して無視できます。

• 支払いは、ハッシュタイムロック契約（HTLC）を使用して保護されます。
• 受信者は秘密の値を生成し、送信者とハッシュを共有します。
• ルート内の各仲介者は、次のホップからプリイメージ（元の秘密）を受け取った場合にのみ、支払いを転送することに同意します。
• これにより、支払いがエンドツーエンドが完了するか、完全に失敗することが保証され、部分的な和解が防止されます。

ルーティングは、チャネル容量、料金、信頼性に基づいて利用可能なパスを評価するLightningソフトウェアによって自動化されます。

ライトニングノードのセットアップ：ステップバイステップガイド

独自のLightningノードを実行すると、トランザクションを完全に制御でき、ルーティング料金を獲得できます。これが1つを設定する方法です：

• LND（Lightning Network Daemon）、C-Lightning、Eclairなどの互換性のあるソフトウェアを選択します。
• Lightningは検証のために完全なブロックチェーンにアクセスする必要があるため、最初に完全なBitcoinノードをインストールします。
• 選択したLightning実装をダウンロードして構成し、RPC経由でBitcoinノードに接続するようにします。
• Lightningソフトウェア内のウォレットを生成し、チャンネルを開くことで資金を提供します。
• コマンドラインツールまたはWebインターフェイス（RTLやThunderHubなど）を使用して、チャネルを管理し、アクティビティを監視します。

最初のチャネルを開くには、信頼できるピアを選択し、コミットするbitcoinを決定する必要があります。 1ML.comなどのディレクトリに接続するパブリックノードを見つけることができます。

毎日のトランザクションに稲妻ウォレットを使用します

ほとんどのユーザーは、完全なノードを実行するのではなく、ユーザーフレンドリーなウォレットを介してLightningネットワークと対話します。これらの財布は、技術的な複雑さを抽象化し、シームレスな支払い体験を提供します。

人気のある稲妻の財布には、フェニックス、ムーン、サトシの財布、ブルーウォレットが含まれます。彼らはしばしば、保管モデルまたはセミ・クソディアルモデルを使用します。ここでは、プロバイダーがお客様に代わってノードインフラストラクチャを管理します。

支払いを送信するには：

• Lightning請求書（「LNBC」で始まるQRコードまたはテキスト文字列）をスキャンします。
• 金額とネットワーク料金を確認します。
• ウォレットは自動的にルートを見つけ、数秒でトランザクションを完了します。

支払いを受けることも簡単です。ウォレットは、他の人が支払うことができる請求書を生成します。請求書は期限切れに設定でき、通常は1回限りの支払いに使用されます。

一部のウォレットは、請求書を必要とせずに支払いを送信できる機能であり、現金と同様の自発的な転送を可能にするKeySendもサポートしています。

Lightningネットワークのセキュリティとトレードオフ

Lightningネットワークは速度と低コストを提供しますが、新しいセキュリティに関する考慮事項を導入します。チャネルに閉じ込められたファンドは、チャネルが閉じられない限り、すぐにアクセスできません。ノードがオフラインになった場合、カウンターパーティは古い状態のブロードキャストを試みるかもしれませんが、システムは正直なユーザーを保護するためのペナルティメカニズムを許可します。

チャネルの不均衡は別の問題です。チャンネルの片側が受け取る以上に多く送信された場合、そのバランスは枯渇し、リバランスが取られるまでさらに支払いを送ることができなくなります。スプライシングや円形のリバランスなどのテクニックは、これを軽減するのに役立ちます。

さらに、稲妻のプライバシーは、オンチェーントランザクションとは異なります。個々の支払いは公開されていませんが、ルーティングノードは支払いパスに関する情報を推測する場合があります。一部の実装では、ソースベースのルーティングまたはプライバシーを提供するプロトコルを使用して、メタデータの漏れを最小限に抑えます。

よくある質問

稲妻がオフラインになった場合、資金を回収できますか？はい。ノードがオフラインになり、チャンネルパートナーが時代遅れのバランスを使用してチャネルを閉じようとした場合、チャレンジ期間（チャネルセットアップで定義されています）がオンラインで戻ってきて、正しい、最近の状態を提出します。そうすれば、ネットワークは資金を取ることで不正なパーティーに罰せられます。ただし、このウィンドウを過ぎてオフラインを維持している場合、資金を失う危険があります。あなたに代わってチャネルを監視する3つのパーティサービス（3つのパーティサービス）を使用することは、これから保護するのに役立ちます。

Lightningネットワークトランザクションは可逆的ですか？いいえ。支払いが完了してネットワーク全体に解決されると、逆転することはできません。これは、稲妻がBitcoinの最終性の原則を継承するため、設計によるものです。従来の支払いシステムとは異なり、チャージバックメカニズムはありません。ユーザーは、正しい受信者に資金を送信していることを確認する必要があります。

支払い中にルーティングノードがオフラインになるとどうなりますか？中間ノードがオフラインの場合、支払いはそのパスをルーティングできません。送信者のウォレットは、代替ルートを試みるか、エラーを返します。 HTLCには時間制限が含まれているため、ノードが時間内に応答しない場合、ファンドは自動的に送信者に返却されます。これにより、お金が無期限に立ち往生するのを防ぎます。

支払いを受けるために稲妻の財布を開いたままにしておく必要がありますか？ウォレットの種類に依存します。独自のノードを実行する非正体財布は、着信支払いを受けるためにオンラインでノードを使用する必要があります。ただし、多くのモバイルウォレットは、デバイスがオフになっていても、監視または常にオンバックエンドを使用して支払いを受け入れます。保管ウォレットはこれを完全にインフラストラクチャで処理するため、エンドユーザーにとっては可用性は懸念事項ではありません。