ビットコインの脆弱性を解決する技術のひとつペイメントチャネルとは

仮想通貨ビットコインは従来の決済システムの概念を大きく変える可能性を秘めた新たな決済手段ですが、ビットコインを日常的に問題なく快適に利用できるようにするためには、ビットコインの課題を解決していく必要があります。
今回ご紹介しているビットコインの課題は、暗号通貨を送金する時間の遅延や無駄な手数料の発生を引き起こしている「スケーラビリティ問題」や「少額決済の問題」についてです。

これらのシステムの脆弱性を解決する技術のひとつにペイメントチャネルがあります。

本記事では、初心者の方でも理解できるように例を用いながらわかりやすく解説していきます。

ペイメントチャネルとは

ペイメントチャネル(Payment Channel)とは、二者間で複数回に渡るビットコインの送金が行われた場合に、ブロックチェーンへの書き込みを一回で済ませることができる技術です。
通常は取引が発生するとその都度ブロックチェーンへ書き込みを行う必要がありますが、ペイメントチャネルを利用することでブロックチェーン上で発生した取引を最後にまとめて記録できるようになります。

例えば、AさんとBさんの二者間で少額のビットコインを繰り替えし送金していたとします。AさんがBさんに0.0001BTCを10回に分けて送金したのであればブロックチェーンへの書き込みも10回行わなくてはなりません。

しかし、ペイメントチャネルを利用すればブロックチェーンへの書き込みは最初と最後だけで済むため取引処理の工数や無駄な手数料を削減することができ、コンパクトな処理が実現します。

ペイメントチャネルの仕組み

ペイメントチャネルではマルチシグと呼ばれる複数の秘密鍵を用いた技術を利用し、二者間の取引をオフチェーン(ブロックチェーンの外)で行なっています。

オフチェーンは中央集権型と非中央集権型の2種類が存在します。中央集権型の仕組みでは仮想通貨取引所が挙げられ、取引所の中で発生した取引は取引所のネットワーク内で行われておりブロックチェーンには書き込みされません。

また、非中央集権型の仕組みではイーサリアムのライデンネットワークやライトニングネットワークなどが挙げられ、ブロックチェーンネットワークとは異なるオフチェーンのネットワークで取引が処理されます。

ペイメントチャネルを利用した場合、取引の始めと終わりはオンチェーン(ブロックチェーンの中)で処理されますが、中間の取引はオフチェーン上で処理され、ブロックチェーン上で繰り返される取引には手数料が一切発生しません。

しかし、ペイメントチャネルはあくまで二者間での取引に対応したものですので、他の取引先と新たに取引をする際には新たにペイメントチャネルを開設しなくてはなりません。

そこで、ペイメントチャネルの弱点を補う仕組みとして登場したのが「ライトニングネットワーク」です。ライトニングネットワークではペイメントチャネルで繋がっている人同士が第三者を経由するように送金処理を行います。

例えば、Aさん・Bさん・Cさん・Dさんがペイメントチャネルで繋がっているとして、AさんとDさんを直接つなぐチャネルを持っていなくてもBさんとCさんを経由することでAさんとDさんが取引することが可能です。

ビットコインの課題

スケーラビリティ(拡張性)の課題

ビットコインの取引はブロックチェーン上に記録され、一回のブロック(取引を集約したもの)の生成には約10分間の時間を必要とし、ブロックに格納できる取引データ量は1MBと定められています。

そのため、ビットコインの利用者が増え取引量が増加するとブロックに格納できない取引が発生し、取引処理が遅延する問題が発生します。この状態のことをビットコインのスケーラビリティ(拡張性)問題と言います。

ペイメントチャネルではスケーラビリティ(拡張性)問題に対して、すべての取引をブロックチェーン上で行うのではなく、始めと終わりだけをブロックチェーンの外(オフチェーン)で行い、ブロックに格納されるデータ量を削減しています。

マイクロペイメントの課題

少額決済(マイクロペイメント)とは、音楽やイラストなどの少額商品の支払いのことです。ブロックチェーンに取引データを記録する際にはマイナーに手数料を支払う必要があり、たとえ販売されている商品が少額であったとしても手数料を支払わなければなりません。

そのため、ビットコインで少額の取引を頻繁に繰り返すことは不向きとされていました。

しかし、ペイメントチャネルを利用することで複数回の取引をまとめられるため、都度の手数料を削減できるようになり少額決済の問題を解決しました。

まとめ

従来のビットコインのシステムは「送金速度が遅い」「手数料が高い」「ブロックの格納量が多い」という問題がありましたが、ペイメントチャネルを利用することで「送金速度の高速化」「手数料の削減」「ブロックの格納量の削減」が可能になりました。

ビットコインの課題を解決する技術について興味のある方は、ペイメントチャネルと密接に関係するライトニングネットワークについて調べてみることをおすすめします。

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