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ビットコイン（BTC）は、ピアツーピア（P2P）技術により、より高速かつ効率的に取引を行うことができるデジタル通貨の一種です。金融機関やPayPalやSquareなどの決済大手がビットコインや仮想通貨を徐々に採用していることは、金融サービスにおける受け入れの幅が広く、仮想通貨の進化を後押しし、ネットワークをより良くサポートしています。
基本的に、ビットコインと連動する2層プロトコルであるLightning Networkは、スピード、汎用性、プライバシーを向上させ、コストを削減します。
主なポイント：
2018年にローンチされた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コストとトラフィックの混雑を軽減し、スケーラビリティを促進するレイヤー2プロトコルです。
ライトニングネットワークは、仲介者を介さずに超高速の処理速度を実現し、世界中で低コストで高速な分散型マイクロペイメント取引を実現します。
ライトニングネットワークの最新アップグレードであるTaproot Assetsは、開発者がビットコインブロックチェーン上でステーブルコインや法定通貨や金などの現実世界の資産を発行できるようにすることで、ビットコインをマルチ資産ネットワークに引き上げます。
ライトニングネットワークは、ビットコインブロックチェーン上で実行される第2レイヤープロトコルであり、トランザクション検証を拡張します。 ビットコインネットワークのベースレイヤーで発生するコストやトラフィックの混雑を軽減します。即時処理速度により、Lightning Networkは分散型マイクロペイメント取引をグローバル規模で促進し、仲介者の必要性を排除します。
2015年に初めて提案されたライトニングネットワークは、サデュアス・ドライジャとジョセフ・プーンの発案です。2人の研究者は、決済チャネルを使用して動作するように設計されたオフチェーンプロトコルについて、The Bitcoin Lightning Networkというタイトルの論文で説明しました。これらのチャネルを使用すると、信頼できない関係者は、メインネットにトラフィックを追加することなく、無期限に少額の取引を行うことができます。1年後、DryjaとPoonは他の企業とともにLightning Labsを設立し、このコンセプトをさらに発展させ、最終的には2017年8月のSegWitソフトフォークの後に2018年1月にLightning Networkを発表しました。
ライトニングネットワークは、その名前が示すように、ほぼ無料で瞬時に取引を処理するように設計されています。ビットコインのプライマリネットワークとは別に存在し、ビットコインのソフトウェアとノードを使用して、取引を確定する際にネットワークや取引所と通信します。
ライトニングネットワークは、ブロックチェーンネットワークのベースレイヤー上のトラフィックを減らし、ブロックチェーンのコストを削減し、当事者間のプライベート決済チャネルを可能にするように設計されています。設立以来、ライトニングネットワークは着実な成長を遂げており、手数料を下げ、処理時間を短縮する能力で知られています。Lightningネットワークは、ライトコインを含む他のブロックチェーンネットワークにも拡大しました。
現在の弱気相場でも、ビットコイン技術と金融サービスを専門とするRiverのデータから、Lightning Networkの人気が急上昇したことがわかりました。2021年8月以来、1,200%の驚異的な成長を記録しています。2023年9月現在、月間アクティブLightning利用者数は279,000名と111.6万人と報告されています。
Lightning Networkは最近、Taproot Assetsプロトコルを新たにアップグレードしました。これはネットワークのスケーラビリティを強化するだけでなく、ビットコインをマルチアセットネットワークに変換するプロトコルでもあります。
基本的に、Taproot資産は、ビットコインブロックチェーン上でステーブルコインや法定通貨、金、国債などの実世界の資産を直接発行できます。これらの取引はLightningネットワークを介してオフチェーンで発生するため、ビットコインはこれらの活動に起因する潜在的な渋滞から保護されます。
ビットコインネットワークと同様に、ライトニングネットワークはノードで構成されています。ただし、スマートコントラクトを使用して、ブロックチェーンに記録されることなく取引を処理します。各取引は、取引当事者のみが個人でアクセスでき、各ノードはLightning決済チャネルを使用して決済を実行します。Lightning決済チャネルは、取引を行う2名の間に複数の署名アドレスを作成することで開設されます。内蔵機能により、チャネルに含まれるデータをだましたり変更したりすることを防ぎ、支払いのスピードはインターネット接続によってのみ制限されます。
アレックスがライトニングネットワーク経由でBTCで金を支払いたいとします。まず、BTCを独自の2-of-2マルチシグアドレスにロックアップし、直接ライトニングチャネルを開き、プライベート台帳をメインチェーンから外して取引を開始できます。オフチェーンのライトニングチャネルでは、プール内の資金はアレックスとキムの資金という2つの当事者に分かれています。
プールの初期残高は2 BTC（各1 BTC）です。アレックスはライトニングネットワークで金に0.5 BTCを支払い、残りは0.5 BTCです。キムは0.5 BTCを受け取り、現在の残高は1.5 BTCです。チャネルが決済されると、マイクロトランザクションは1つの取引に統合され、検証、処理、オンチェーンブロックチェーンに追加されます。その残高はそれに応じて更新されます。
ただし、KimまたはAlexが直接チャネルを持っていない場合、取引はスマートコントラクトの一種であるハッシュタイムロックコントラクト（HTLC）を使用してジャックにルーティングされます。この契約は、キムがBTCを受け取ることを約束するために使用されるもので、ジャックは合意された金額をキムに支払ったことを証明する必要があります。その見返りとして、ジャックは注文の実行に対して少額の手数料を受け取ります。
ビットコインは便利で使いやすいですが、その制限により、通貨としての採用について多少の不安が生じています。その結果、BTCはどこでも受け入れられるわけではなく、その価値はデフレが組み込まれ、需要に応じて変動する傾向があります。ファイルが紛失したり、ハードドライブがクラッシュした場合、そのファイルに含まれるウォレットも消え、損失した資金を回収することはできません。また、BTCで商品を購入する場合、購入者の保護はありません。
しかし、ビットコインの最大の限界は、そのスピード、コスト、スケーラビリティに関連しているかもしれません。
ビットコイン取引はブロック単位で検証・記録されます。新しいビットコインブロックは10分ごとに作成され、各ブロックには特定のトランザクション数が含まれます。マイナーは手数料に基づいて取引を優先します。つまり、取引が迅速に処理されるよう、他のユーザーに入札するかもしれません。つまり、手数料率が高いほど、取引の処理が速くなります。
ビットコインに関連する取引手数料は、ネットワークをサポートするために必要ですが、特に小規模な取引では高い傾向があります。 各ブロックには限られた数の取引しか含まれないため、取引の処理を希望する人は、ネットワークの混雑時に高い手数料を支払う必要があります。従来、ビットコインネットワークでは、新しいビットコインがミントされると、マイナーは補助金を受け取り、取引をブロックに追加するための取引手数料を受け取ります。
ただし、ビットコインライトニングネットワークの使用にかかる手数料は、以下の場合にのみ必要となります。
決済チャネルを開く
決済チャネルの決済
チャネルが開いている限り、複数の取引を行うことができます。支払う手数料は、チャネルの開閉時に支払うべき手数料のみです。ライトニングネットワークはブロックスペースをより効率的に利用し、ビットコインのキャパシティを向上させ、取引コストを削減します。
ビットコインの成長能力は限られています。つまり、スケーラビリティの問題があります。ビットコインのブロックのサイズ制限は約1 MBで、約10分ごとに生成され、処理速度は1秒あたり約7トランザクション（TPS）です。これをイーサリアムと比較します。イーサリアムはその数をほぼ2倍に増やし（ETH 2.0がPoSコンセンサスに移行する前）、VisaNetは最大24,000 TPSを処理できます。
つまり、上限容量はオンチェーンで処理される取引数を制限し、データベースの成長を制限します。取引数が上限を上回った場合、ノードはそれに対応できません。基本的に、ネットワークは手数料入札戦争を引き起こす可能性のある保留中の取引で詰まっています。
スケーラビリティの問題は2015年に初めて明らかになり、ブロックサイズの拡大など、さまざまなソリューションが提供されています。ビットコインキャッシュ（BCH）のハードフォークは2017年8月に発生し、同年、ビットコインの能力問題全体に対する潜在的な解決策として分離証人（SegWit）も実装されました。
ビットコインネットワークのベースレイヤーは、ネットワークと金融アプリケーションをサポートする技術的フレームワークを特徴としています。取引の検証と完了に使用されますが、すでに説明したように、ビットコインの容量とコストには限界があります。第2レイヤープロトコルは、こうした制限に対処するように設計されています。
第2レイヤー（または第2レイヤー）プロトコルは、オフチェーンソリューションとしても知られています。それはメインブロックチェーンと同様に分散型であり、同じセキュリティプロトコルを提供していますが、その主な目的は従来のブロックチェーン技術のスケーラビリティの問題を解決することです。
分散型ネットワークでは、グローバルなコンセンサスが不可欠であり、参加しているすべてのノードは、検証目的で取引の完全なコピーを保有しています。これにより、中央当局や規制機関に依存することなく、二重支出を防止できます。
ベースレイヤーはプライマリ（またはレイヤー1）セキュリティレイヤーであり、データの不変の記録を作成します。ブロックチェーンはベースレイヤーとして機能します。第2レイヤープロトコルは、オフチェーン取引を可能にすることで、ブロックチェーン上のデータ量を減らします。
第2レイヤープロトコルでは、基本的な計算をオフチェーンで実行できますが、トランザクションはブロックチェーンにアンカーされます。これにより、ベースレイヤーに保存されたデータ量を最小限に抑え、セキュリティを損なうことなく重要なリソースを解放できます。言い換えれば、第2レイヤープロトコルを持つブロックチェーンは、より使いやすく、スケーラブルであり、したがって、より大規模でより中央集権的なシステムと競合することができます。
ビットコインとイーサリアムは、スピードとスケーラビリティを向上させるために、2層プロトコルを発表しました。ビットコインはライトニングネットワークを使用していますが、イーサリアムは楽観的なロールアップ、ゼロ知識ロールアップ、プラズマチェーンなど、複数のレイヤー2スケーリングソリューションを提供しています。 PolygonとArbitrumを含むイーサリアムのレイヤー2プロトコルは、オフチェーン計算を可能にすることでスケーラビリティとコストの懸念に対処するように設計されています。
ビットコインのレイヤー2ソリューションは、仮想通貨ネットワークにあります。仮想通貨ネットワークはスマートコントラクトを使用して、ほぼ即時かつ低コストの取引を可能にします。また、クロスプラットフォームの「原子スワップ」を使用して、取引所を使わずに1つの通貨を別の通貨と取引できます。
SegWit vs. セカンドレイヤーソリューション
SegWitは、これまでで最も有名なビットコインプロトコルのアップグレードです。取引データを証人データから効果的に分離するため、ブロックチェーン上の各取引は2つの部分で構成されています。
基本データ：ビットコインの動きとその動きに関連するデータを指します。
立会人データ：署名として機能し、BTC所有者が取引を承認したことを証明します。
SegWitはソフトフォークまたは下位互換性のあるコードの変更で、取引を2つのセグメントに分割します。これにより、証人データ（または署名）が元のセグメントから証人セグメントに移動します。
SegWitの実装により、ブロックサイズは基本的に2倍になり、既存のコードに大きな変更を加えることなく、1 MBから2 MBにアップグレードされます。SegWitは必ずしもスケーラビリティの問題を解決するわけではありませんが、Lightning Networkなどのレイヤー2ソリューションのサポートを可能にします。
多数のマイクロトランザクションを1つに統合することで、Lightningネットワークはネットワークトラフィックを削減できます。これらのマイクロトランザクションをメインネットワーク外に持ち出すことで、より大規模で優先度の高いトランザクションに十分なスペースを確保し、処理速度を向上させます。
Lightning Networkは、オフチェーンで取引し決済することでスケーラビリティも向上します。
ライトニングネットワークの最大のメリットは、そのスピードと手頃な価格です。前述のとおり、ビットコインネットワークのベースレイヤー手数料と待機期間は、非常に高額になる可能性があります。ただし、ライトニングネットワークでは、ビットコインのネットワークでは実現不可能な方法で少額の決済を送受信できます。チャネルを決済し、1回の取引を完了する前に、1回の手数料で何回も決済をスワップできます。
Lightningネットワークはメインネットワーク上のセカンダリレイヤーとして動作するため、ビットコインの標準的なセキュリティプロトコルをすべて提供しています。また、必要に応じてネットワーク間を切り替えたり、ビットコインネットワークにアクセスして大規模な取引を完了したり、ライトニングネットワークに戻ってマイクロトランザクションを行ったりすることもできます。ライトニングネットワークに関連する取引はプライベートであり、ブロックチェーン外で発生し、全体的な結果のみを記録します。
最後に、最新のTaproot資産アップグレードにより、ビットコイン技術はより多くの主流の利用者に拡大されます。法定通貨や金などの現実世界の資産は、Taproot資産プロトコルを介して発行できるためです。
ビットコインのネットワーク上のノードとチャネルが増えると、ビットコイン取引の容量を増やすことができます。その能力は毎週拡大し続けており、より多くの人々がこの技術を採用しているため、ビットコインエコシステムにとって重要な資産となっています。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の問題を解決する重要な方法であるかもしれません。
2021年のライトニングネットワークの容量は1,000ビットコインを超え、2023年10月22日時点で5,000BTC以上に増加しました。また、決済システムとしてのビットコインネットワークのスケーラビリティも向上しています。
ライトニングネットワークとビットコインはシームレスに連携し、より多くの人々に両方のテクノロジーの利用を促します。ビットコインをすでに利用しているお客様は、当然ながらLightningネットワークを利用して、迅速、小規模、または安価な支払いを行います。ライトニングネットワークが与える柔軟性と効率性により、ビットコインとライトニングの利用客が増え続けるでしょう。ライトニングネットワークとビットコインを利用する人が増えるほど、従来の取引所で認識され、より伝統的な決済手段として受け入れられるようになります。
ライトニングネットワークにはビットコインの問題を解決できる可能性がありますが、いくつかの欠点があります。
第一に、Lightningネットワークは必ずしも安価ではないかもしれません。これは、どちらかの当事者間でマイクロペイメントを行う前に、最初にチェーンに入金する必要があるためです。さらに、取引完了の最終金額もビットコインチェーンに記録する必要があります。
第二に、ライトニングネットワークはブロックチェーンとして、さまざまなセキュリティリスクの影響を受けやすくなっています。注目すべきリスクの1つは、悪意のある攻撃者が同時に期限切れになる多くのチャネルを作成し、ブロックチェーンの容量を圧倒し、渋滞のために出金できない利用者から資金を盗むことです。
最後に、Lightningネットワークを現在の決済システムに統合することも、複雑なプロセスです。特にビットコインのボラティリティを考えると、マーチャントは必ずしもLightningネットワークを採用する気になれないかもしれません。
現在、1億6,000万ドル以上がLightning Networkのシステムにロックされており、人々はレイヤー2ソリューションを使用して商品、サービス、アプリなどの支払いを行っています。
いくつかの制限がありますが、より多くのオプションと汎用性を提供します。超高速のマイクロペイメントを行うために採用される人が増えているため、開発者はネットワークを構築・強化するために互換性のあるウォレットとサポートシステムの開発を継続します。
2018年にローンチされたライトニングネットワークは、ビットコインの顔を急速に変化させています。開発者は、ネットワークをサポート・推進し、使いやすいプラットフォームを構築するために必要な堅牢な技術を創造するために、たゆまぬ努力を続けてきました。誰でもスマートフォンだけでLightningネットワークにアクセスして利用でき、シームレスな決済の無数の可能性を解き放ちます。最近、Taproot資産プロトコルが統合され、ビットコインとその利用者にとってのLightningの可能性がさらに拡大しました。ライトニングネットワークの普及に伴い、より高速でスケーラブルなビットコインエコシステムのビジョンは着実に実現しつつあります。
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