ライトニングネットワークでビットコイン決済が爆速になった技術的な仕組み

ビットコイン決済が10分から1秒になったんです。ブロックチェーンを迂回する技術がカギなんですよ。まるで渋滞してる高速道路の代わりに、裏道を使うような感じです。


金色のビットコインコインから稲妻のような電気エネルギーが放出される幻想的なイメージ


そもそもブロックチェーンが遅い理由


ビットコインのブロックチェーンって、10分ごとに1つのブロックしか作れないんです。しかも1ブロックに入る取引は約3,000件だけ。世界中の人が同時に使おうとしたら、当然行列ができちゃいます。


すべての取引を世界中の何万台ものコンピュータが検証するんですよ。たった0.001ビットコインを送るだけでも、この面倒な手続きが必要。検証が終わったら、永遠に消せない台帳に記録されます。


セキュリティは高いけど、とにかく遅い。1秒間に7件しか処理できないんです。VISAカードが1秒で65,000件処理するのと比べたら、話にならないですよね。


オフチェーン決済チャネルの仕組み


ライトニングネットワークは、ブロックチェーンの外で取引する方法を考えたんです。頻繁に取引する相手なら、毎回ブロックチェーンを通さなくてもいいじゃないかって発想です。


銀行口座で例えると分かりやすいかも:


  • 口座開設のときだけ銀行に行く(チャネル開設)
  • 入出金はATMやアプリで済ませる(オフチェーン取引)
  • 口座解約のときだけまた銀行へ(チャネル終了)


ライトニングも同じ。最初と最後だけブロックチェーンに記録して、途中の取引は当事者同士だけでやり取りします。


マルチシグウォレットで信頼問題を解決


二人がそれぞれ鍵を持つ金庫を想像してみてください。お金を出すには両方の鍵が必要。これがマルチシグ(複数署名)ウォレットです。


チャネルを開くときの流れ:


  1. AさんとBさんがそれぞれ0.5ビットコインずつ共同ウォレットに入金
  2. この取引だけブロックチェーンに記録
  3. 以降は二人の署名があって初めてお金が動く

取引のたびに新しい残高証明書を作ります。AさんがBさんに0.1ビットコイン送ったら、Aさんは0.4、Bさんは0.6って書いた証明書にお互い署名。前の証明書は自動的に無効になります。


HTLCで安全な複数経路送金を実現


直接つながってない人にも送金できるんです。ハッシュタイムロックコントラクト(HTLC)っていう技術が肝心。複雑そうに見えるけど、原理は単純です。


宅配便システムで説明すると:


  1. 受取人だけが知る暗証番号を決める
  2. 中継業者は暗証番号確認後、次へ転送
  3. 最終受取人が暗証番号入力したら全経路で代金精算
  4. 時間内に配達失敗したら自動返送

この方式でA→B→C→Dって経路で送金するとき、途中で誰かがお金を横取りしたり消えたりしても大丈夫。すべてが暗号学的に保護されてるからです。


ネットワーク効果で世界がつながる構造


ライトニングネットワークは蜘蛛の巣みたいにつながってます。各点(ノード)がいくつもの線(チャネル)で他の点とつながってる。今は約5,000のノードが15,000のチャネルでつながってます。


ルーティングアルゴリズムが最適経路を探します:


  • 手数料が一番安い経路
  • 取引容量が十分な経路
  • ホップ(経由地)数が少ない経路


平均3〜4段階で世界中どこでもつながります。フェイスブックの6次の隔たりみたいに、ライトニングも少ない接続で全体ネットワークが機能するんです。


技術的な限界と継続的な改善


ライトニングネットワークも完璧じゃないです。チャネル容量制限、ルーティング失敗、オンライン状態維持の必要性みたいな技術的課題があります。


開発者たちが改善し続けてる部分:


  • ウォッチタワー:オフライン状態でも資金保護
  • AMP:大きな金額を複数経路で分割送信
  • チャネルファクトリー:複数人が1つの取引でチャネル開設


ソウルでも最近、ビットコイン決済を受け付ける店が増えてきました。江南のカフェで実際に使ってみたけど、本当に一瞬で決済完了。これが当たり前になる日も近いかもしれませんね。


ライトニングネットワークは、ビットコインの拡張性問題をエレガントに解決しました。ブロックチェーンの安全性は維持しながら、リアルタイム取引を可能にしたんです。技術的に複雑に見えるけど、結局「必要なときだけブロックチェーンを使おう」っていうシンプルなアイデアから始まってます。


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