ライトニングネットワークはどのように機能するのか？

現在、ビットコインの取引の上限は1秒間にわずか7取引です。
これは、1秒間に約24,000件の取引を処理できるVisaのような他のオフブロックチェーンソリューションと比較すると、非常に低いものです。また、ビットコインの受取人を保護するために、すべての取引は取引が完了する前に検証されなければなりません。

これは二重払いの保護と呼ばれ、取引が本当に起こったかどうかを確認するマイナーの助けを借りて機能します。
通常、受信者が自分のビットコインを見ることができるようになるまでに、3～6回の確認が必要です。
1回の確認は1ブロックの時間に相当し、ビットコインの場合は約10分です。

もう一つの障害は手数料です。2020年初頭のビットコインの取引手数料は0.5ユーロから最大2ユーロに及び、12月23日には取引手数料が50ユーロになりました。
取引手数料は、100ユーロや1000ユーロを送るのであれば、とても少額です。しかし、コーヒー1杯分のために2ユーロを支払い、さらに取引手数料として1ユーロを支払うものと考えれば、それはかなり高価に感じられます。

これはスケールの問題であり、コーヒー代を払うような日常的な使い方が事実上不可能になります。コーヒーが出るまで30分も待たされ、その上、50%も高い料金を支払わなければならないことを想像してみてください。

ライトニング・ネットワークは、2015年2月にJoseph PoonとThaddeus Dryjaによって初めて紹介され、2018年3月にリリースされました。
ライトニングネットワークの目的は、ビットコインブロックチェーンのスケールの問題を解決することです。
つまり、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第2層プロトコルであり、より低い手数料で高速な取引を可能にします。

ライトニングネットワークでは、参加者がスマートコントラクトを作成し、これらの参加者間のすべての取引を実質的に瞬時に行うことができるようにします。
コントラクト内の参加者間の取引は、ブロックチェーン外で行われます。
コントラクトへの最初の入金（コントラクトの作成）と最後の出金（コントラクトの終了）だけがブロックチェーン上で確認できます。

ライトニング・ネットワークまたは、参加者全員が共通の財布（コントラクト）にいくらかの残高を入金し、支払いが完了すると同じコントラクトの別の参加者に瞬時に送信されるようになっています。

ジョンが毎朝パン屋にパンを買いに行くことを想像してください。毎日ブロックチェーン取引をして30分（3回確認）待つ代わりに、ジョンとパン屋のオーナーはスマートコントラクトを作り、ジョンがそのスマートコントラクトに0.005BTCを前払いするようにするのです。この時点では、ジョンはまだ同じ0.005BTCを所有しており、いつでも取り返すことができます。

パン屋の主人もこのスマートコントラクトの参加者ですが、彼はビットコインを受け取るだけなので、ビットコインを預ける必要はありません。
これは2つの財布のようなもので、片方にはジョンのお金、もう片方にはパン屋のお金があるとイメージしていただければと思います。
次にジョンがパン屋に行くと、瞬時に0.0005BTCをパン屋に送れるようになります。
ジョン側の財布のビットコインは、ブロックチェーンからパン屋側に転送されることになります。

パン屋はまだその残高を使うことはできません。契約を先にクローズする必要があるためです。
参加者のどちらかが、いつでも契約をクローズすることができます。
契約が終了すると、残高がブロックチェーン上のジョンとベーカリーの財布に送り返されます。
ライトニング・ネットワークは、ビットコインのプロトコルを見事にアップグレードしています。しかし、それは新たに受け取り側の参加者に流動性を課しています。
パン屋は、電気代や小麦粉の購入に資金を必要とするかもしれませんが、その代わりに、資金を受け取るために契約が終了するのを待つ必要があります。