Lightning 2020：異端のWeb3開発者のためのツールキット

Web3の構築に興味を持つ多くの開発者と投資家は、その限られたスループット、高いレイテンシー、保守的なプログラマビリティが開発を不可能にしたとして、数年前にビットコイン上での構築をあきらめたのです。実際には、これこそがEthereumの誕生につながったのであり、今日開発者が活用している多数のWeb3プラットフォーム（Arweave、Cosmos、Polkadot、Solana、Nearなど）でもあるのです。これらの新しいプラットフォームは、今までビットコインの上では不可能とされてきた機能を提供しています。

Lightning Network（ライトニング・ネットワーク）はビットコインのための分散型、許可不要のビザネットワークとして、ネットワークに高いスループットと低レイテンシーの支払いをもたらすものと見られています。これは簡単に把握できますが、注目すべきはそれだけではありません。Lightning Networkは最近の二つの技術開発により、さらに高度なプログラマビリティを提供しています。

1. マカロンによって可能になる永続的な自己主権型アイデンティティ（SSI）と認証、Lightningサービス認証トークン（LSAT）、および汎用デジタル無署名資産トークン
2. 型・長さ・値（TLV）、Keysend、Hornetによって実現される任意のデータペイロード

このエッセイではこれら二つの新しいプリミティブが、Lightning Networkを単なる決済手段にとどまらず、堅牢なWeb3ユーティリティの領域にどのように拡大させるかを検証していきます。Lightning Networkは新しい自己主権型認証とデータネットワークに関して成熟しつつあり、決済手段は第一級オブジェクトとして組み込まれています。その前にLightning Networkの現状をおさらいしましょう。

Lightningの状態：決済チャネルとHTLC

2015年の論文に掲載されているように、Lightning NetworkはHTLCを使うことで、連鎖した双方向の決済チャンネルを容易にします。それがあなたにとって何の意味もなさないのであれば、スピードに上げるためのすばらしいリソースとして、RadarのION Wikiをお薦めします。

提案から五年、Lightning Networkは急成長を遂げました。クライアントの実装は、Lightning Labsのlnd、ACINQのeclair、Blockstreamのc-lightningの三つが主流になっています。ライブネットワークは推定6,500ノード、60,000チャンネル、1,070BTCの容量を持ちます（〜900万ドル）。Lightning Networkのスタートアップは2019年に約4,000万ドルを調達し、BitrefillやBitfinexのような成熟した事業者がその技術を本番で活用しています。

このエコシステムがいかに速く進化しているかを証明するポイントとして、エコシステムに残されたUX関係のハードルの一つであるユーザーオンボーディングについて考えてみましょう。つまり、アリスがどれだけ速く次のことができるかということです。

1. ウォレットをダウンロード
2. BTCを購入
3. チャネルを開く
4. 支払い（または受け取り）に成功する

この問題を解決するために、BitrefillはThorチャネルを開拓しました。ユーザーがBTCのチャネルを購入し、それがオンチェーンで確認される前に取引することを可能にしたのです。 Zap's StrikeやEscher Appのような新しいソリューションは、フィアットからBTCへの障壁を24時間から15秒に下げ、一回限りのKYCチェックと数回のクリックを必要とするだけになりました。 Fold、Lolli、Blockrize、Peiなどのサットバックリワードオファリングは、ユーザーにBTCを受動的に獲得させることによって、これをさらに容易にするために開始されました。 Zebedee、Satoshis.games、Thndr Gamesなどのゲーム企業は、ユーザーにゲーム内でBTCを獲得させ、それをすぐに財布に引き出させて他の場所で使わせることで、限界をさらに押し広げようとしています。

これらはすべて昨年に発売されたものです。私がそのことを強調しているのは、開発者用ツールセットが今日すでに一般に利用可能であることを示すためです。多くの企業は今日、彼らと製品を作り、ユーザーを取り込み、真のペインポイントを解決しているのです。将来のプロトコルアップグレード（例：PTLCを可能にするTaproot、およびチャネルファクトリを可能にするEltoo）は、ユーザーのプライバシーをさらに改善し、システム全体の料金を下げますが、開発者が作業するための新しいツールは必要ないはずです。ツールは準備万端です。

新たな技術

上記のコアなツールセットを使えば、Lightning Networkはビットコインのビザになることができます。

しかし、Lightning Networkはそれ以上のものになり得ます。Web3開発の基礎を提供することができるのです。次の二つの新技術が、市場の拡大を可能にします。

永続的な自己主権型アイデンティティと認証

Lightning Networkの興味深い特徴の一つは、アドレスの再利用が推奨されていないビットコインのベースレイヤーとは異なり、ネットワーク内の各ノードが持続的なチャネルを維持するため、永続的なアイデンティティを持つ必要があることです。そのアイデンティティはランダムに生成された公開鍵であり、ユーザーの実世界のアイデンティティからアンテザードされる可能性があります。ユーザーはこれらのアイデンティティを管理するために、第三者を信頼する必要はありません。彼らは自己主権者なのです。

Web3の開発者は、自己主権型のIDスキーマが今後10年間のWeb上のパワーバランスを劇的に変化させることをすでに理解しているはずです。MulticoinのWeb3メガテーゼは「データとアプリケーション・ロジックのアンバンドリング」です。自己主権型のアイデンティティと決済により、このパラダイムシフトの最初のステップ、つまり認証と決済のロジックをアプリケーションロジックから強力に切り離すことができます。開発者はこれらのツールを使って、各ユーザーが最初にプロファイルを設定する必要のないアプリケーションを最終的に構築し、収益化することができます。

画像 1： これがどんな新しいUXを可能にするのか正確にはわかりませんが、重要なものになることは確かです。

Lightning Networkは、すでに三つの方法で永続的なノードIDを活用しています：

1. アップタイム、料金レート、チャネルの年齢、数、サイズなどの一般に入手可能な変数に基づいてルーティングノードの評価スコアを計算すること。このスコアは、希少な流動性を最も有益に配分できる場所をノードに通知することを約束します。
2. ノードのマカロンベーカリー内にマカロン（クッキーに類似した、より細かいパーミッション設定）を作成し、アプリケーションに「チャットアプリXは、承認を必要としない100回/日までのリクエストを許可する」のようなノードの特定の機能にアクセスする権限を与えます。ノードはその後、自分の判断でアプリケーションの権限を取り消すことができます。（これはTorus、Argent、Gnosis、Authereumなどのチームが提供する高度なスマートコントラクトウォレットの機能に似ています。）
3. Lightningサービス認証トークン（LSAT）の生成。アリスがサーバーから購入し、将来的にアクセスクレデンシャルとして使用できるより高度なマカロンです。例：「アリスはログインせずにこのウェブページを閲覧することができますが、閲覧中は1sat/秒を支払わなければなりません」。

これらのツールの中で、LSATはWeb3開発者にとって最も重要なものです。LSATは、Oauth2スキーマと同じですが、信頼できるサードパーティを使用しない自己主権型ユーザーログインフローを構築するために利用できます。

Oauth2に馴染みのない方のために、簡単な入門編をご紹介します。このパラダイムと現状（ユーザー名とパスワード）の間には微妙な、しかし非常に重要な違いがあります。Web標準化団体は、各サイトで一意のパスワードを要求することはユーザーフレンドリーではなく、パスワードの再利用が起こりやすいという点で意見が一致しており、開発者に認証トークンの標準に移行するよう促しています。

画像 2： GoogleのOAuthボタンとその処理結果

ユーザーが「Googleでログイン」をクリックしてウェブサイトにログインすると、上記のOAuthプロセスが開始され、ユーザー名とパスワードの代わりに認証トークンが使用されます。これは、すべてのウェブサイトでユーザー名と一意のパスワードを要求するよりもはるかにユーザーフレンドリーです。しかし、この使い勝手の良さの代償として、ユーザーのオンライン・アイデンティティはGoogleが所有することになります。Googleはユーザーがどのウェブサイトにログインしたかを追跡し、ユーザーのアクセス要求を拒否する権限を持っています。

Lightning Network上のLSATを使用することで、ユーザーはGoogleにサインインするのと同等のUXで、主権者の秘密鍵を使用してWebサービスやピアに自己認証することができます。これはユーザーのプライバシーに多大な影響を与え、データ所有権とアプリケーションロジックのアンバンドリングを可能にする重要なインフラストラクチャの一部になります。

Sphinx.ChatチームとTierionチームは現在、Lightning Networkを使用して永続的な自己主権型アイデンティティを活用しています：

1. Sphinx.Chatは、ユーザーの永続的なアイデンティティを活用して、長年にわたりウェブ標準であったJSON ウェブトークン（JWT）と呼ばれる別のタイプの無署名資産トークンで支払証明を作成しています。ここで、ユーザーがLightningで記事のようなデジタルグッズを購入した後、彼らのノードは暗号レシートとして機能するサーバーによって署名されたJWTを受け取ることになります。レシートを手にしたユーザーは、記事をローカルに保管したり、二回目の支払いをしたりすることなく、将来サーバーに戻って同じ記事を取り出すことができます。重要なのは、サーバーはノードの永続的なIDのおかげで、レシートが元の購入者でないノードに転送されたかどうかを知ることができるということです。
2. Tierionはマカロンで実験しており、支払いを分割して新しい体験を生み出します。例えば、アリスがサーバーに販売価格の10％をHODLインボイスで支払う限り、アリスは30秒間の無料サーバーアクセスを許可するLSATをボブに販売することができます（基本的に、関連する支払いなど何らかの外部条件が満たされた時点で決済される支払い）。ある意味、これはスマートな契約です。なぜなら、アリスはサーバーがその分け前を受け取るまで、二次販売から得た収益を換金することができないからです。

任意のデータペイロード

Lightning Networkのもう一つの興味深い特徴は、匿名性ネットワークであるTorと構造が似ていることです。

1. どちらのネットワークも、オニオンルーティングを使用して、送信者と受信者が経路上で第三者から監視されることを防いでいます。
2. 両ネットワークは、データ／決済のルーティングを行う回路を構築しています。
3. 型・長さ・値（TLV）はユーザーが任意のデータペイロードを支払いに添付することを可能にし、Keysendはユーザーが請求書を必要とせずに支払いのプリイメージを受信者に送信することを可能にします。

TLVとKeysendを組み合わせると、Lightning Networkはインセンティブ付きのオニオンルーティングされたデータネットワークになります。 これは、任意のLightning Networkノードが任意のデータを支払いに添付し、それをネットワーク上で送信することができ、プライベートパスを使用してその宛先への支払いを保証することを意味します。

さらに、Lightning NetworkのデザインはTorの三つの主要な欠点を修正しています：

1. Lightning Networkではプライバシー保護のレベルが上がります。Tor Networkはパケットレベルでのミキシングを組み込んでいないため、相関攻撃に対して脆弱なままです。LightningメッセージはSphinxフォーマットを使用することでTorを改良します。リレーノードから回路情報（例えば、与えられた回路の長さや回路内のどのホップが与えられたノードであるか）を隠すことにより、相関攻撃からネットワークを保護することができます。
2. Lightning Networkはより優れた分散性を提供します。Torノードの場合、どのノードがルーティングに利用可能であるかを更新するために九つの集中型ディレクトリ権限（DA）サーバーに依存しています。Lightningノードでは、分散型ネットワーク（ベースレイヤーとレイヤー2の両方）の残りのピアからのゴシップアップデートをブロードキャストすることによって、Torの改良を行います。
3. Lightning Networkは、より良いインセンティブを提供します。Torノードではすべてのトラフィックが匿名化されているため、データの中継にかかる費用をユーザーに請求したり、ユーザーデータを第三者に販売したりすることはできません。Lightningノードはデフォルトでデータ中継に関する料金を徴収します。

三つ目のポイントにより、サーベイラーは比較的低コストでTorリレーの50%以上を動かすことができます。これは常にTorのアキレス腱になってきました。今日、約6,000のTorリレーがオンライン上にあり、そのすべてが趣味人の自己資金や様々な財団から資金提供を受けた熱狂的なファンによって運営されています。

すでにTorリレーよりも多くのLightningノードがオンラインにあり、そのうちのいくつかは支払いの中継のみで利益を得るようになり始めています。トラフィックとネットワーク料金が増加すればノード数も増えるため、ネットワークの50％以上を所有するコストも増加します。これは大変なことです。

現在、黎明期にあるLightning Networkは、Tor Networkよりも悪いデータ層を提供しています。しかし、成熟するにつれて現在の技術水準よりもプライベートで、より分散化され、より持続可能なデータレイヤーを提供する可能性があります。永続的な自己主権型アイデンティティのように、データの所有権とアプリケーションロジックをアンバンドリングしようとするWeb3開発者にとって、プライベートデータレイヤーは重要なツールになるはずです。

全部まとめる

Web3コミュニティは長い間、エンドユーザーアプリケーションがどのようなものであるかというビジョンを持っていましたが、この未来を構築するためのツールは持っていませんでした。Lightning Networkは、Web3開発者に三つのコアな新ツールを提供します。

1. 瞬間的で許可不要のマイクロペイメント
2. 自己主権型プログラマブル無署名資産による永続的なアイデンティティ
3. インセンティブ付きでプライベートなデータレイヤー

これらの新しいプリミティブにより、開発者はついに認証および支払ロジックをアプリケーションロジックから強く切り離したアプリケーションの構築を開始することができます。一回限りのペイウォールバスターのためのマイクロペイメント（ログインや購読は必要ありません）を最も簡単な課題として、全く新しいオンライン体験がこれから生まれてくるでしょう。

画像 3：コストを下げると、需要が増加し（ジェボンズの逆説）、ばらつきも増加します。

Paypalはオンラインで物理的な商品を販売することを10倍容易にし、eBayを世界のバザールにしました。Stripeは、あらゆるソフトウェアサービスに決済を組み込むことを10倍容易にし、過去十年間のオンライン商取引の爆発的な拡大を可能にしました。Lightning Networkは、マイクロペイメントや任意のデータを直接匿名の個人やウェブサービスに送ることを10倍容易にし、Coinbase CEOのBrian Armstrong氏が指摘するように「これまで不可能だった新しい行動とイノベーション」を可能にします。

Whatsat、phinx.Chat、Shockwallet、JuggernautのようなLightning Network上のメッセージングアプリケーションは、非常に興味深い初めての試みです。Telegram、Signal、Kik、Line、Klaytn、Whatsappは、ネイティブ暗号通貨決済を組み込むために数十億ドルを調達し、メッセージング対応のマイクロペイメントの市場を検証しています。しかし、これらの既存企業は既存の流通を利用した金銭的なネットワーク効果を構築するために、トップダウン戦略を採用しています。Lightningメッセージングアプリは、ビットコインの世界的な流動性と暗号通貨による支払いを無料で継承するボトムアップのアプローチを取ることになります。

どちらのアプローチが勝つのか、非常に興味深いところです。Chris Dixonは、彼の代表的なエッセイ「なぜ分散化が重要なのか（Why Decentralization Matters）」の中で、中央集権型のプラットフォームは本質的に、価値の提供から（それぞれのエコシステムからの）価値の抽出へと移行すると論じています。これらの中央集権的なメッセージングアプリ（特にTelegram）は、これまでサードパーティの開発者に友好的でしたが、なぜ今回は違うのだと信じる必要があるのでしょうか？その代わりに、Web3の開発者はオープンで相互運用可能な、許可不要の標準の上に構築することを追求すべきです。

あなたがWeb3開発者で、これらの新しいツールの活用にご関心がありましたら、メール（lightning @multicoin.capital）またはTwitterのDMでご連絡ください。

開示：*Multicoin Capitalは長期的なBTCであり、Torusに投資しています。*

Kyle Samani、Ben Sparango、John Robert Reed、Elizabeth Stark、Jim Patterson、Paul Itoi、Joost Jager、Buck Perleyにはこれまでのドラフトをレビューしてもらいました。彼らに感謝します。