ネットワークの知識がない人にとって、ハイパーテキスト転送プロトコル（HTTP）はインターネットの構成要素です。これは、2人のユーザー間でパケット（つまりデータ）が転送される方法を管理する一連のルールです。データは、テキスト、ビデオ、画像、またはユーザーがインターネット経由で送信することを選択したその他のアイテムにすることができます。 HTTPプロトコルは、インターネットの創設プロトコルであるTCP / IPプロトコルセット上で機能します。これを簡単に理解するために、TCPが高速道路のトラックであり、HTTPがこのトラックによって運ばれている負荷であると想像してください。.

ライトニングネットワーク（LN）は、ブロックチェーンテクノロジーセクターの最新のイノベーションの1つであり、ビットコインが最初に約束したことを実現することを目的としています。これは、低料金で即座にトランザクションを完了できるネットワークです。.

ライトニングネットワークは、ビットコインに夢中になっている2人のコンピューター科学者であるJosephPoonとThaddeusDryjaによって2015年に最初に提案されました。彼らはビットコインのスケーラビリティの問題を説明する論文を書き、オフチェーンの即時支払いシステムの形でソリューションを提案し、ライトニングネットワークと名付けました.

ビットコインのスケーラビリティの問題

論文を編集したPoonとThaddeusの同僚であるElizabethStarkは、ビットコインのスケーラビリティの問題について次のように説明しています。

「メールを送信する必要がある場合、これまでに送信したすべてのメールだけでなく、誰かがこれまでに送信したすべてのメールをダウンロードする必要があると想像してみてください。」

これがブロックチェーンの仕組みです。それが正しく機能するためには、ネットワーク全体でグローバルなコンセンサスを得る必要があります。つまり、ブロックチェーン内のすべてのトランザクションとすべての変更を検証し、検証のためにネットワーク全体に送信する必要があります。このような検証プロセスは必須です。そうしないと、デジタル通貨が単にコピーされてブロックチェーンに不正に追加される可能性があります。.

これは「二重支払い」問題と呼ばれ、それを理解するために、法定通貨（物理通貨）がどのように機能するかを検討してください。これに対する非常に多くの保護手段があるため、法定通貨をコピーすることはほぼ不可能です。商人は、肉眼で調べるだけで偽の通貨紙幣を簡単に検出できます。 「二重支払い」の問題は、デジタル通貨を考慮した場合の同様の問題です。デジタルトークンの偽造を防ぐには、ネットワーク全体による検証が必要です。.

ただし、これは問題を引き起こします。何千人ものユーザーが一瞬でトランザクションを検証しようとしているからです。ブロックチェーンは常に限られた数のトランザクションしか保持できず、トランザクションが積み重なるにつれて、検証プロセスはますます遅くなります.

ライトニングネットワーク–魔法のソリューション

ライトニングネットワークは、ブロックチェーンのスケーラビリティ問題の聖杯です。ブロックチェーンがスケーリングできないことは、ビットコインに固有の問題ではありません。ブロックチェーンベースのアルトコインをライトニングネットワークに統合して、デジタル通貨間のシームレスなトランザクションを可能にすることができます.

ライトニングネットワークは、基盤となるブロックチェーンとそのデータを運用に利用できるレイヤー2アプリケーションと考えてください。ブロックチェーンは、分散型インターネットを構築するためのベースレイヤーとして使用でき、ライトニングネットワークは、ブロックスタックや他の同様のアプリケーションとともに、このベースレイヤー上に構築できます。これらのアプリケーションは、基盤となるブロックチェーンを利用して、トランザクションとデータを固定できます。.

これが意味するのは、ライトニングネットワークとブロックチェーンの関係は、HTTP、FTPなどの多くのアプリケーションプロトコルがTCP / IP層上に構築されている方法と似ているということです。ライトニングネットワークは、基盤となるブロックチェーン上に構築されており、サポートとより優れた機能を提供します.

ブロックチェーン上に任意の数のアプリケーションを構築して、特定のタスクセットを実行できます。ライトニングネットワークは、即時の大量トランザクションを可能にします。 Tumblebitは、ブロックチェーンの上に支払いチャネルを提供するビットコイン互換サービスです。双方向のディスカッションチャネルであるStateChannelは、オフチェーン契約を促進します。同様に、基盤となるブロックチェーンをサポートするために、他の無数のアプリケーションを構築できます.

ブロックチェーンに固定されている2番目のレイヤー（レイヤー2）を作成する利点は、基盤となるパブリック台帳（ベースレイヤー）に保存されるデータの量を最小限に抑えることです。これにより、ブロックチェーンの負荷が軽減され、プロセス全体を分散化したまま、オフチェーントランザクションなどの操作が発生しやすくなります。.

[キャプションID ="添付ファイル_3933" align ="aligncenter" 幅="819"] 出典：エリザベススターク, ブロックスタックサミット2017[/キャプション]

使い方

ライトニングネットワークはスマートコントラクトと同様に機能します。基本的に同じ原則を使用して、最小限の手数料でトランザクションの即時実行を促進します。これを例で説明するために、2人のユーザー（アリスとボブ）について考えてみましょう。彼らはトランザクションを実行したいので、ブロックチェーン上でマルチシグニチャトランザクションに従事します.

マルチシグニチャトランザクションにより、ユーザーはトランザクションの実行に使用できるアドレスまたはチャネルを開くことができます。これらのチャネルでは、トランザクションを受け入れるために、チャネルに関与するすべてのユーザーの秘密鍵からの署名が必要です。.

アリスとボブは、合計20ドル相当の取引を実行したいと考えています。そのため、ボブは15ドルをコミットし、アリスは5ドルをコミットして20ドルの支払いチャネルに入ります。ブロックチェーンには、ボブとアリスがチャネルに入るために実行した最初のトランザクションのみが表示されます。このチャネルが存在する間、ボブとアリスは追加料金を負担することなく、何度でもコインを交換できます.

[キャプションID ="添付ファイル_3934" align ="aligncenter" 幅="1366"] 出典：エリザベススターク, ブロックスタックサミット2017[/キャプション]

ここで、疑問が生じます。ユーザーの1人が他の人の資金をすべて盗むのを阻止しているのは何ですか。支払いチャネルを介して変更されたすべての状態（トランザクション）を元に戻すために使用できる暗号化証明があります。アリスがボブのコインをすべて盗もうとしたとしましょう。これが発生した場合、ボブは単にブロックチェーンに戻り、暗号証明を使用してコインを取り戻すだけでなく、ペナルティとしてアリスも取り戻すことができます.

さらに、ボブがしばらくの間インターネットのカバレッジを失ったが、アリスは彼女の資金を契約から解放したいとします。支払いチャネルは、実際には時間制限のある契約です。これは、ボブが接続を失った場合でも、タイムアウト期間が終了した後、アリスは簡単に資金を引き出すことができることを意味します。したがって、ライトニングネットワークはユーザーをカウンターパーティ詐欺から保護し、ユーザーはお互いを信頼することなくお互いに取引することができます.

ブロックチェーンは法廷です

ライトニングネットワークのコアテナントは、カウンターパーティのリスクからユーザーを保護することです。実際に起こることは、ライトニングネットワークが基づいている基礎となるブロックチェーンが裁判官として機能するということです.

さらに、ライトニングネットワークは、基盤となるブロックチェーン上に構築されたスマートコントラクトに基づいています。唯一の追加機能はタイムアウト機能です。これにより、ユーザーは有効期限が切れた後、安全に資金を引き出すことができます。.

したがって、ボブとアリスが支払いチャネルに入ったとしましょう。これで、好きなだけトランザクションを実行できます。ただし、いずれかが不正な取引を実行しようとすると、他のユーザーはブロックチェーンに戻って、契約している相手に支払いを要求することができます。.

このシナリオでは、ブロックチェーンが裁判官であり、実際の契約の仕組みに似ています。法廷に行かなくても、他の当事者と契約を結ぶことができます。ライトニングネットワークも同様に機能します.

2017年のBlockstackサミットで講演しているエリザベス・スタークは、次のように説明しています。

「基本的に、稲妻の仕組みは、ブロックチェーンをアービターとして使用することです。ブロックチェーンは法廷であり、実際には実際の契約のようであり、すべての契約が法廷に行くわけではありません。このようにして、数千回または数百万回の取引が可能になり、基盤となるブロックチェーンに落ち着くことができます。誰かがあなたをだまそうとした場合、または彼らが消えた場合は、ブロックチェーンがトランザクションを保護するために存在することがわかります。」

彼女は、ライトニングネットワークの背後にある原則を1つのライナーに完全に要約しています。

「「ブロックチェーンは、賄賂を受け取ることができないグローバルな分散型裁判官です」

ライトニングネットワークは、異なるブロックチェーン間のトランザクションの実行も促進します。つまり、異なる暗号通貨を所有するユーザーは、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簡単に実行し、トークンを交換できます。このプロセスは、クロスチェーンアトミックスワップと呼ばれます.

クロスチェーンアトミックスワップは化学の本のように聞こえますが、心配しないでください。暗号通貨には化学はなく、コンピュータサイエンスだけです。クロスチェーンアトミックスワップのプロセスを使用して、ライトニングネットワークは2つの異なる暗号通貨間のトランザクションも処理できます。現在、ライトニングネットワークはビットコインとライトコインのブロックチェーン間のクロスチェーンアトミックスワップのみをサポートしています.

これにより、一方がビットコインを持ち、もう一方がライトコインを持っている場合でも、ユーザーは互いにトランザクションを実行できます。このプロセスには、処理されている両方の通貨で流動性を持つ2人のユーザー間の中間ノードが含まれます。このプロセス全体の美しさは、完全に分散化されていることです。.

これはほんの始まりに過ぎません

ライトニングネットワークは、ブロックチェーン上に構築されたレイヤー2アプリケーションの最初のものではなく、確かに最後ではありません。ただし、ライトニングネットワークの導入とその迅速な受け入れにより、現在ネットワーク上に1,268を超えるノードがあり、暗号通貨コミュニティは、トランザクションを検証するために数日かかる可能性のある長期間待機することにうんざりしていることを示しています。ライトニングネットワークなどの迅速なプラットフォームが必要です.

将来的には、基盤となるブロックチェーンとデータを共有できるレイヤー2アプリケーションと通信するレイヤー3アプリケーションを楽しみにしています。基本的なネットワークを知っているすべての人にとって、これはTCP / IPプロトコルがネットワークの7つのOSI層を一般化する方法と似ています。第3層では、以前は公的台帳で実行できなかった複雑なタスクをブロックチェーンで処理できるようにする、より複雑なアプリケーションが可能になる場合があります。.