ブロックチェーン業界は進化を続けており、スケーラビリティソリューションがメインブロックチェーンネットワークの制限に対処するための重要な役割を果たしています。これらの革新の中で、レイヤー2支払いチャネルは、BitcoinやEthereumのような主要なブロックチェーンネットワークが直面するスケーラビリティの課題に対する画期的な解決策として浮上しています。これらのチャネルは、トランザクション処理において大きな進歩を遂げ、基盤となるブロックチェーンのセキュリティを維持しながら、速度の向上とコストの削減を提供しています。
レイヤー2チャネルとは何ですか？
レイヤー2チャネルは2つの当事者間のピアツーピア接続として機能し、オフチェーンで無制限のトランザクションを行うことを可能にし、オンチェーントランザクションを2回だけ必要とします。
最初のトランザクションはメインチェーン（レイヤー1）とチャネル（レイヤー2）の間の接続を確立し、2番目のトランザクションはこの接続を閉じ、最終状態を記録します。この革新的なアプローチは、ほとんどのトランザクションをメインのブロックチェーンから移動することにより、トランザクションの速度と効率を大幅に改善し、レイヤー1の解決策を苦しめがちなネットワークの渋滞、手数料、および遅延を削減します。
レイヤー2チャネルの2つのタイプ：ステートチャネルとペイメントチャネル
ステートチャネルとペイメントチャネルは似たような原理で動作しますが、ブロックチェーンエコシステムで異なる目的を果たします。ステートチャネルは、単純な支払いトランザクションを超えて、ブロックチェーンネットワーク上の一般的な状態更新を処理します。
たとえば、2人のプレイヤーがEthereumでブロックチェーンベースのチェスゲームに参加しようとしているシナリオを考えてみましょう。彼らはまず、ゲームのルール、プレイヤー情報、賞金を含むマルチシグニチャスマートコントラクトを作成します。ゲームが進行するにつれて、各移動はスマートコントラクトに格納されたオフチェーントランザクションを生成します。ゲーム終了後、プレイヤーは最終状態に署名し、それをマルチシグニチャ契約に提出してチャネルを閉じ、勝者が賞金を獲得します。
一方、ペイメントチャネルは財務トランザクションに専念しています。BitcoinのライトニングネットワークやEthereumのRaidenなどのネットワークがこの専門的なアプリケーションを示しています。
これらのチャネルは、チャネルが閉じられるまで、メインのブロックチェーンを含まずに無制限のピアツーピアトランザクションを可能にします。このプロセスは、参加者がマルチシグニチャウォレットに資金を預けることで始まり、その後のオフチェーントランザクションを容易にします。詐欺を防ぐために、これらのシステムは不正行為を試みると、すべての資金を正直な当事者に没収されることになるペナルティメカニズムを実装しています。
ビジネスでレイヤー2支払いチャネルを使用する方法
ビジネスオペレーションにレイヤー2支払いチャネルを実装するには、このシステムの技術的詳細を理解する必要があります。ここでは、ビジネスパートナーであるSarahとMichaelが彼らの定期的なトランザクションのために支払いチャネルを確立し、運営する方法を考えてみましょう。
支払いチャネルを開始するために、Sarah（開始者）はマルチシグニチャアドレスに10BTCを預ける資金トランザクションを作成します。この金額はチャネルの容量を表し、任意の時点で転送できる最大値を決定します。
しかし、この資金トランザクションをブロードキャストする前に、SarahはMichaelが署名したリファウンドトランザクションを確保しなければなりません。この重要なステップは、Michaelが応答しなくなったり非協力的になった場合に彼女が資金を回収できることを保証します。
チャネルはコミットメントトランザクションを通じて運営され、これはSarahとMichael間の現在の残高分配を表します。たとえば、Sarahがコンサルティングサービスに対してMichaelに2BTCを支払った場合、新しいコミットメントトランザクションを作成し、8BTCがSarahに、2BTCがMichaelに更新された残高となるように署名します。これらのトランザクションには、詐欺行為を防ぐための高度なタイムロックメカニズムと取り消しの秘密が含まれています。
セキュリティプロトコルは、過去のコミットメントトランザクションを放送しようとすると、すべての資金を正直な当事者に失ってしまうペナルティシステムを実施しています。このメカニズムにより、当事者間で信頼を必要とせずにトランザクションの最終性が保証されます。各新しいトランザクションは取り消しの秘密の交換が関与しており、以前のコミットメントトランザクションを無効化し、チャネルの整合性を維持します。
チャネルの閉鎖は3通りの方法で発生します：両当事者の合意、片方の当事者による閉鎖、またはペナルティの執行です。相互閉鎖では、両当事者が最終バランスを放送することで、最も効率的でコスト効果の高 い解決をもたらします。片方の当事者が応答しなくなった場合、片方の当事者が最後のコミットメントトランザクションを公開し、タイムロックの期限が切れるのを待つ必要があります。一方、過去のトランザクションを公表して不正を試みた場合、ペナルティ執行が発動して、正直な当事者が取り消しメカニズムを通じて全ての資金を取得できるようにします。
支払いチャネルの真の力は、より大きな支払いチャネルネットワークに統合されたときに発揮されます。たとえば、SarahがMichaelやEmmaのような中間ノードを通じて直接のチャネル接続がなくてもRachelに支払いを送ることができることができます。このルーティング機能は、複数のチャネルにわたって安全で原子性のトランザクションを保証するためにハッシュタイムロック契約（HTLC）を使用します。
支払いチャネルを実装する際には、ビジネスはチャネルのキャパシティ、流動性の配分、および監視要件を考慮しなければなりません。ノードを稼働させるか、または監視タワーサービスを利用することは、不正な閉鎖試行から保護するために必要不可欠になります。 このインフラストラクチャへの投資は、トランザクションコストの劇的な削減や即時の決済機能を通じて分配利益をもたらし、頻繁なブロックチェーントランザクションを必要とするビジネスにとって魅力的な解決策となります。
ビジネスがライトニングネットワークを統合することで得られる利益
レイヤー2支払いチャネルを統合しようとするビジネスにとって、ライトニングネットワークは、特に魅力的である4つの重要な利点を提供します。まず、トランザクションをメインのブロックチェーンから動かすことでスケーラビリティが大幅に向上し、ビジネスがBitcoinネットワークを混雑させずに複数のトランザクションを処理できるようにします。第二に、トランザクションがほぼ即時に行えるため、通常Bitcoin転送に伴う長い待ち時間が排除されます。第三に、マイクロペイメントに対応しており、小額のトランザクションを法外な手数料なしで処理することが可能になります。
最後に、従来のBitcoinトランザクションに比べて必要とされるエネルギーが大幅に少なく、環境に配慮したビジネスに訴求します。
株式会社が毎日のトランザクションのためにライトニングネットワークを実装することを考えてみてください。メインのブロックチェーンで各コーヒー購入を処理する代わりに、数時間かかり高い手数料を伴う可能性があるところを、お店は定期的な顧客との支払いチャネルを確立することができます。これらのチャネルは、即時の支払いをほとんど手数料なしで可能にし、顧客体験を大幅に改善しながら運用コストを削減します。チャネルの残高が少なくなった場合、顧客はチャネルを充填するか閉じることができ、すべてのトランザクションがメインのブロックチェーンに統合され記録されます。
しかしながら、ビジネスは特定の実装課題を慎重に考慮する必要があります。支払いチャネルの初期設定には、前もっての投資と技術的専門知識が必要です。さらに、ビジネスは対顧者リスクを管理し、十分なチャネル流動性を維持する必要があります。これらのリスクを軽減するため、多くの企業はライトニングサービスプロバイダやウィッチタワーを利用して、詐欺や技術的な問題の可能性を監視しています。
これらの課題にもかかわらず、ライトニングネットワークの採用は成長を続けており、ネットワークには5,400 BTC以上がロックされ、約75,700のアクティブチャネルがあります。
エコシステムには、Breezやウォレットオブサトシといったモバイルフレンドリーな財布が含まれており、すべての規模のビジネスにとってますますアクセスが容易になっています。トランザクションコストは平均して0.0016サトシにすぎないため、企業が効率的な暗号通貨支払いを受け入れ、同時にBitcoinネットワークのセキュリティと分散化の利点を保つための説得力のある解決策を提供しています。
ビジネスが統合を検討する場合の鍵は、まず少数の支払いチャネルを定期的な顧客と開き、システムに対する理解が深まるにつれて徐々に拡大することです。この段階的アプローチは、潜在的なリスクや技術的課題を最小限に抑えつつ経験から学ぶことを企業に許可します。