ブロックチェーン産業は進化し続けており、スケーラビリティソリューションが中心に位置し、主要なブロックチェーンネットワークの制限を克服するための役割を果たしています。このイノベーションの中で、レイヤー2ペイメントチャネルはビットコインやイーサリアム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登場しました。これらのチャネルは、トランザクション処理を大幅に進歩させ、基本的なブロックチェーンのセキュリティ保証を維持しながら、速度を向上させ、コストを削減します。
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、無制限のオフチェーン取引を行うことができ、オンチェーン取引は2つのみを必要とします。
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ブロックチェーンからオフに移動させることで、トランザクションの速度と効率を大幅に向上させ、ネットワークの混雑、手数料、および一般的にレイヤー1ソリューションに関連する遅延を削減します。
レイヤー2チャネルの2つのタイプ: ステートチャネル対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同様の原理で動作しますが、ブロックチェーンエコシステムでの目的は異なります。ステートチャネルは、通常の支払い取引を超えて一般的な状態の更新を扱います。
例えば、2人のプレイヤーがイーサリアムでのブロックチェーンベースのチェスゲームを行いたいと考えた場合、まずはゲームのルール、プレイヤー情報、賞金を含むマルチシグネ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、各手はスマートコントラクトに保存されたオフチェーントランザクションを生成します。ゲームが終了すると、プレイヤーは最終状態に署名してチャネルを閉じ、勝者が賞金を受け取るマルチシグネチャコントラクトに提出します。
一方、ペイメントチャネルは金銭的な取引に専念しています。ビットコインのライトニングネットワークやイーサリアムのライデンのようなネットワークは、この専門的なアプリケーションの例です。
これらのチャネルは、チャネルが閉じられるまでメインブロックチェーンを介さずに無制限のピアツーピア取引を可能にします。このプロセスは、参加者がマルチシグネチャウォレットに資金を預けることから始まり、その後のオフチェーン取引を促進します。詐欺を防ぐために、これらのシステムは詐欺を試みた場合に正直な当事者にすべての資金が没収され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ペイメントチャネルを使用するには？
レイヤー2ペイメントチャネルをビジネス運営に実装するには、システムの技術的な詳細を理解する必要があります。サラとマイケルという2人のビジネスパートナーが定期的な取引のためにペイメントチャネルをどのように構築し運営するかを見てみましょう。
サラ（開始者）が10 BTCをマルチシグネチャアドレスに預けるファンドトランザクションを作成することでペイメントチャネルを開始します。この金額はチャネルの容量を表し、任意の時点で移転できる最大値を決定します。
しかし、このファンドトランザクションをブロードキャストする前に、サラはマイケルの署名を持つ返金トランザクションを確保する必要があります。この重要なステップにより、マイケルが応答しなくなるか協力しなくなった場合にサラが資金を回収できるようになります。
ペイメントチャネルは、サラとマイケルの現在の残高分配を表すコミットメントトランザクションを通じて運営されます。たとえば、サラがコンサルティングサービスのためにマイケルに2 BTCを支払った場合、彼らは新しいコミットメントトランザクションを作成し、署名して更新された残高を反映します：サラが8 BTC、マイケルが2 BTCです。これらのトランザクションには、高度なタイムロックメカニズムと取消しシークレットが含まれており、不正行為を防ぎます。
セキュリティプロトコルは、期限切れ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が正直な当事者に没収されるようなペナルティシステムを実装しています。このメカニズムにより、当事者間に信頼を必要とせずに取引のファイナリティが確保されます。新しいトランザクションごとに取消しシークレットが交換され、以前のコミットメントトランザクションが効果的に無効になり、チャネルの整合性が維持されます。
チャネルの閉鎖は、相互合意、片側の終了、またはペナルティ行使の3つの方法で発生する可能性があります。相互の終了では、両当事者が最終残高をブロードキャストすることに同意し、最も効率的かつ費用効率が高い解決が得られます。片側の終了は、片方の当事者が応答しなくなった場合に発生し、もう一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切れを待つ必要があります。ペナルティ行使は、一方の当事者が期限切れのトランザクションを公開して不正を試みた場合に発動し、正直な当事者が取消しメカニズムを通じて全資金を請求することができます。
ペイメントチャネルの本当の力は、大きなペイメントチャネルネットワークに統合されたときに明らかになります。たとえば、サラはマイケルやエマのような中間ノードを介して直接チャネル接続がなくてもレイチェルに送金することができます。このルート機能は、ハッシュタイムロック契約（HTLC）を使用して複数のチャネルにわたる安全で原子的なトランザクションを保証し、セキュリティと効率を維持しつつネットワークの利便性を大幅に拡大します。
ペイメントチャネルを実装する際、ビジネスはチャネル容量、流動性配分、監視要件を考慮する必要があります。ノードを運営することまたはウォッチタワーサービスを利用することが、詐欺的な閉鎖の試みから保護するために重要になります。しかし、このインフラストラクチャへの投資は、劇的に削減された取引コストと即時決済機能を通じて利益をもたらし、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ソリューションとなります。
ライトニングネットワークを統合することでビジネスにどんな利益が？
レイヤー2ペイメント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な4つの主要な利点を提供します。まず、トランザクションをメインブロックチェーンから移動することでスケーラビリティを劇的に改善し、ビジネスがビットコインネットワークを混雑させることなく多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、それはほとんど瞬時にトランザクションを実行可能にし、ビットコイン転送に通常伴う長い待ち時間を排除します。第三に、マイクロペイメントをサポートし、ビジネスが高額の手数料なしで小額の取引を処理することを可能にします。
最後に、従来のビットコイントランザクションよりもかなり少ないエネルギーを必要とし、環境意識の高いビジネスにアピールします。
日常の取引のためにライトニングネットワークを実装するコーヒーショップを考えてみてください。各コーヒー購入をメインブロックチェーンで処理する代わりに、数時間かかり、高額の手数料を発生させる可能性があります。このカフェは定期的な顧客と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最低限の手数料で即時に支払いを可能にし、顧客経験を劇的に改善しつつ運営コストを削減します。チャネルの残高が不足すると、顧客はチャネルを補充するか、または閉じ、すべてのトランザクションがメインブロックチェーンに統合され記録されます。
しかし、ビジネスは実装の課題を慎重に考慮する必要があります。ペイメントチャネルの初期設定は前もっての投資と技術の専門知識を必要とします。加えて、ビジネスは相手先のリスクを管理し、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に、多くの企業はライトニングサービスプロバイダーとウォッチタワーを利用し、潜在的な詐欺や技術的な問題を監視しています。
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普及は続いており、ネットワークには5,400 BTC以上がロックされ、約75,700のアクティブなチャネルがあります。
現在のエコシステムは、BreezやWallet of Satoshiのようなモバイルフレンドリーなウォレットを含んでおり、これによりあらゆる規模のビジネスがアクセスしやすくなっています。取引コストは平均してわずか0.0016サトシであり、ビジネスが効率的な暗号通貨支払いを受け入れることを検討する場合、有力なソリューションを提供します。同時に、ビットコインネットワークのセキュリティと分散化の利点を維持します。
統合を考えているビジネスにとって、鍵は小さいところから始めることです。例えば、定期的な顧客との限られた数の支払いチャネルを開き、システムの利便性と快適さが増すに従って徐々に拡大していきます。この段階的なアプローチにより、ビジネスは経験から学びながら潜在的なリスクと技術的な課題を最小限に抑えることができます。