ライトニングネットワークはビットコイン上に構築されたスケーラビリティソリューションであり、ユーザーは少額のビットコインを安価な手数料で高速に送受信することができます。簡単に言えば、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レイヤー2ソリューションと捉えることができます。
ライトニングネットワークは、トランザクション処理をオフチェーンで行い、トランザクションの最終的な結果のみをブロックチェーン上で承認します。これによりビットコインネットワークのトランザクション効率が向上し、ユーザーは低コストで高速決済を実行することができます。
ビットコインのネイティブネットワークでは1秒間に約7件のトランザクションしか処理できませんが、一般的な電子決済システムは1秒間に数万件のトランザクションを処理することができます。そのため、この観点からすれば、ビットコインのネイティブネットワークでの決済体験は通常の電子決済システムより劣っていると言えます。一方、ライトニングネットワークは、オフチェーンでトランザクションを行い、ブロックチェーン上で最終結果を承認するため、トランザクション速度が大幅に向上します。
ビットコインのトランザクションの手数料は競争入札形式によって決定されます。ユーザーはトランザクションごとに一定の手数料を支払う必要があり、マイナーたちは提示された手数料に基づいて優先順位をつくり、トランザクションを処理していきます。手数料の高いトランザクションが優先され、手数料の低いものは後に処理されます。これは、ビットコインネットワークが混雑している時間帯にユーザーがトランザクションを迅速に実行するために高い手数料を支払う必要があることを意味しています。過去には、ビットコインネットワークの平均トランザクション手数料が60ドルに達したこともあります。今年はBRC-20トークンの人気により、平均手数料は一時30ドルを超えました。
ビットコインのネイティブネットワークではトランザクション速度が遅く、トランザクション手数料が高いため、ビットコインを日常の決済に使うのは費用対効果が低いです。しかし、ライトニングネットワークがこの状況を変えました。このネットワークでは、100ドルのトランザクションにかかるトランザクション手数料は1セントを超えないため、コストが大幅に削減され、日常の決済にビットコインを利用することができるようになりました。
日常の決済では、少額のトランザクションが頻繁に行われます。過去3カ月間のビットコインネットワークの平均手数料は約2ドル前後で推移しています。手数料のコストが購入する商品の価格を上回る可能性がある場合、ビットコインは実用的な決済手段ではなくなります。
ライトニングネットワークはトランザクション手数料を大幅に削減し、購入価格に対する手数料の影響を最小化しています。これにより、トランザクションでビットコインを使用する閾値が低くなります。
ライトニングネットワークは決済チャネルを通じて運営されます。ユーザーはピアツーピア（P2P）の決済チャネルを設定してライトニングネットワークを形成します。
トランザクションを行う両当時者は、最初のトランザクションで得た資金をマルチシグネチャアドレスに送ることで、両当時者間で決済チャネルを設定することができます。このマルチシグネチャアドレスは、両当時者の秘密鍵の使用を通じて管理され、新しいトランザクションを作成するために両当時者の署名が必要となります。
このマルチシグネチャウォレットは、資産の複製記録として機能します。両当時者によって発生したトランザクションはこの複製の中に記録されます。チャネルが閉じられると、複製に記録された結果が最終決済のためにブロックチェーンに送信され、残高がブロックチェーンに記録されます。
簡単な例を用いてご説明します：
AとBがライトニングネットワークを介してトランザクションを行いたい場合、まず決済チャネルを設定し、この決済チャネルのウォレットに資金を保管する必要があります。このウォレットは、AとB両当事者の秘密鍵を通して共同で管理され、両者が承認することによってのみ開くことができます。
前述したように、マルチシグネチャウォレットは資産の複製記録として機能します。AとB間のトランザクション記録はこの複製の中に保存されます。AとBがトランザクションに関与しなくなり、両当時者間の決済チャネルが閉鎖されると、AとB間の最終的なトランザクション結果が承認のためにビットコインネットワークに送り返されます。
ここで新しい参加者Cを交えて、AとBのトランザクションの例を少し複雑にしてみましょう。
AとBはライトニングネットワークを介してトランザクションを行いたいと考えていますが、この場合、彼らの間にライトニングネットワークが確立されていません。しかし、CはAとBの両方と別々の決済チャネルを持っています。
この状況では、AとBのトランザクションは、AからCへ、さらにCからBへと、Cが仲介する形でトランザクションを進めることができます。AとBが直接トランザクションを実行することはできませんが、Cが仲介することで、AとBは新たな決済チャネルを設定する必要性がなくなります。
トランザクションは最終的にAとBの間で行われますが、Cの助けを借りて促進されます。そのため、CはAとBの間のトランザクションを促進するために一定のルーティング手数料を設定し、徴収することができます。
4.1 参入コスト：ライトニングネットワークへの参入にはコストがかかるため、ライトニングネットワークへの資金の移動プロセスは比較的高額となります。
4.2 流動性の問題：取引相手のチャネルに残高がない場合、決済を受信することも実行することもできません。現在、専門のライトニングネットワークのサービスプロバイダーはこの流動性の問題に対処していますが、新たに潜在的な中央集権化の問題を引き起こす可能性があります。
4.3 ハッキングへの脆弱性：支払いチャネル、ウォレット、アプリケーション・プログラミング・インターフェース（API）はすべて、ハッキング攻撃を受ける可能性があります。
多くのデメリットがあるにもかかわらず、ライトニングネットワークは急速に発展し続けています。現在、ライトニングネットワークのノードは16,000を超え、その普及と発展は決済と社会的領域に大きく貢献しています。
ソーシャルプロジェクトのDamusはライトニングネットワークによる決済とチップ機能をサポートしています。デジタル決済プラットフォームのStrikeは、Shopify、Blackhawk Network、NCRと連携し、顧客が暗号資産で支払った後、加盟店が迅速に米ドルを受け取ることができるビットコイン決済システムを確立しました。エルサルバドルがビットコインを法定通貨として承認したことを受け、ライトニングネットワークは同国内での利用が促進されています。
ライトニングネットワークの登場は、ビットコインによる日常的な決済を可能にするための重要な一歩となります。ビットコインコミュニティの開発者は、ライトニングネットワークをさらに改善するため、既存の問題に対し、積極的に解決しようと取り組んでいます。
結論として、私たちがLayer2のネットワークについて言及するとき、それはイーサリアムにおけるLayer2のネットワークを指すことが多いです。イーサリアムのLayer2についてもっと知りたい方は、「簡単な例からイーサリアムLayer2を知る」をご覧ください。