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スケーラビリティは、ビットコインの成長および、従来の決済プロトコルに代わる本格的な手段としての普及において、最も重大かつ長年の課題の一つです。
現状、ビットコインネットワークが処理可能な最大取引件数は1秒あたり7件（トランザクションパーセカンド、TPS）に過ぎません。これは、真のグローバルな主流の価値移転システムを目指すネットワークとしては十分な処理能力とは言えません。参考までに、VisaやMasterCardは1秒あたり5,000件以上の取引処理能力を有しています。
この課題を解決しビットコインのスループット（処理能力）を向上させるために、熱心な開発コミュニティは様々なスケーリングソリューションを提案してきました。これらは主に「レイヤー1（ファーストレイヤー、プロトコルレイヤー）」と「レイヤー2（セカンドレイヤー、オフチェーン）」の2つの大きなカテゴリに分かれます。
レイヤー1スケーリングとレイヤー2スケーリングの違いとは？
レイヤー1（オンチェーン）スケーリングとは、仮想通貨プロトコル自体のコードベースに根本的な変更を加える方法です。例えばブロックサイズの拡大（ビットコインキャッシュのハードフォークが該当）、もしくはブロックタイム（新しいブロックが追加される平均間隔）の短縮などがこれに当たります。
一方、レイヤー2（オフチェーン）ソリューションは、ブロックチェーン本体のコードベースを変更することなく、その上に構築される仕組みです。これらは、特定の取引をオフチェーンのセカンダリーチャンネルに移行することで、ネットワークの混雑を緩和し、取引処理速度を高速化します。
ビットコインのレイヤー2スケーリングで最も有名な例が、2018年1月10日に実装されたライトニングネットワークです。
なぜビットコインにライトニングネットワークが必要なのか？スケーラビリティ問題
ビットコインはセキュリティと分散性を重視して設計されていますが、その代償としてスループットは制限され、1ブロックあたり1〜2MB・10分間隔という仕様上、ピーク時には混雑し、2021年のNFTブーム時のように手数料が高騰する事例もありました。ビットコインの処理能力7TPSは大規模な普及には不十分です。
オンチェーンスケーリング（ブロックサイズの拡大やブロックタイム短縮）は、中央集権化や技術的リスクを伴うことから、ビットコインコミュニティはSegWitやライトニングネットワークといった代替策を重視してきました。ライトニングネットワークは2015年にJoseph PoonとThaddeus Dryjaによって提案されたレイヤー2ソリューションで、オフチェーン取引によってベースチェーンの負荷を削減します。
ペイメントチャネルという仕組みを利用することで、ライトニングではマイクロペイメントも実現可能となり、極小額の送金もほぼ手数料なしで実現できます。これによりコンテンツの投げ銭やマシン同士の決済といった新たなユースケースが増えています。
要約すると、ライトニングはビットコインの高頻度・少額決済を担い、ベースレイヤーは大容量で堅牢な送金に特化 — 日常利用の実用性向上に寄与しています。
ライトニングネットワークの仕組み（出典）
ライトニングネットワークとは？
ライトニングネットワークはビットコイン（BTC）ブロックチェーン上層で動作する、レイヤー2のオフチェーン決済プロトコルです。2015年にJoseph Poon氏とThaddeus Dryja氏によるホワイトペーパーで発表されました。
その基本コンセプトは、取引をビットコイン本体のブロックチェーン外にルーティングし、スケーラビリティ問題を解消することです。利用者は双方向のペイメントチャネルを作成し、ピアツーピアでほぼ即時に仮想通貨決済が可能となります。
ライトニングネットワーク自体はビットコインの基盤ネットワークと独立しています。「その上で動作」とは、ライトニングネットワーク経由で取引する場合、その一つ一つの送金をビットコイン本体のブロックチェーンに書き込まずに済む、という意味です。
ここで重要なのは、ライトニングネットワークは独自の通貨やブロックチェーンを持たず、あくまでもビットコインの決済を安価・非公開・即時で成立させるネットワークだという点です。通常のビットコイン送金は承認に10分以上かかり、手数料も数ドルに達することがありますが、ライトニング経由なら数ミリ秒で決済・手数料も1サトシ未満（1円未満）となります。
ライトニングネットワークの仕組み
前述の通り、ライトニングネットワークにより、ビットコインユーザーは双方向のピアツーピア、オフチェーンチャネルを作成し、それを通じて好きなだけ取引でき、各取引を都度ビットコインのブロックチェーンに記録する必要がありません。
ペイメントチャネルを開設するには、取引当事者2名でジョイント・マルチシグ（複数署名）ウォレットを作成します。これは、複数の秘密鍵（サイン）がないと支払いが承認されない特殊なクリプトウォレットです。イメージとしては、複数名義の銀行口座であり、全員の同意がないと送金が進まない仕組みです。
このペイメントチャネル、すなわちマルチシグウォレットは「アンカー」または「オープニングトランザクション」と呼ばれるオンチェーン取引で作成します。この時、双方は指定額のビットコインをウォレットにデポジット（入金）します。それ以降のやり取りは、ネットワーク上でほぼ手数料なし・即時決済が可能となります。
なお、双方の預け入れ額は同額でなくても大丈夫です。例えばアリスとボブがチャネルを開設する場合、アリスが1BTC・ボブが2BTCという設定も可能です。ライトニングネットワークはビットコインのネイティブ・スマートコントラクト機能により、それぞれの所有額を正確に管理します。
以降の取引はすべて、このオフチェーン上（マルチシグウォレット内）で行われます。厳密には、ライトニングネットワークはビットコイン本体の送受信ではなく、ウォレット内の残高を相互に即時更新する形となります。
すべてがオフチェーン内で完結するため、従来のようにマイナーでのブロック承認作業を必要とせず、大幅な時間短縮と手数料削減が実現できます。
やり取りが終了したら、当事者（またはどちらか一方）は「クローズトランザクション」と呼ばれる通常のオンチェーン取引を署名・送信します。これにより全オフチェーン活動の最終バランスを1件のビットコイン取引として本チェーンに反映させます。結果としてオンチェーンのトランザクション件数が大幅に削減され、ビットコインのスケーラビリティ向上に繋がっています。
ルーティング（経路決済）
ライトニングネットワーク特有の機能は、「ルーティング決済」—ネットワーク内の複数ピアを経由した送金—を可能にすることです。これこそがネットワークとしての実力発揮であり、単なるプライベートなオフチェーン送金に留まらない理由です。
つまり、ライトニングネットワーク内の任意のピアは、他のピアと「直接」チャネルがなくても、共通する他のノード（参加者）を経由して送金できます。例：アリスがジェーンにビットコインを送りたい場合、アリス—ボブ、ボブ—ジェーンという既存チャネルがあれば、アリスは自分のチャネル経由でボブに、ボブはジェーンに送金し、その分を相殺します。
こうしたルーティング機能により、ネットワーク全体でライトニングスピードの取引が可能となり、手数料もごく僅か。プロトコルは最短ルートを自動選定し、途中で資金不足や接続断が起きた場合でも即時に取引がキャンセルされ双方に影響はありません。
このように何千ものペイメントチャネルが接続されたレイヤー2ネットワークでは、オンチェーンを混雑させずに、数百万件規模の即時送金が日々行われています。
ライトニングネットワークのフロー（出典）
ライトニングネットワークのメリット
ライトニングネットワークは、以下のような主要な利点によりビットコインの「通貨としての実用性」を飛躍的に高めています：
- 超高速決済：ライトニングの送金はほぼ瞬時に完了し、日常的な買い物（例：飲食店、タクシー）でもブロック承認（従来は10分程度）を待つ必要がほぼ無くなります。
- 手数料が非常に低い：取引手数料は数サトシ単位と極小で、マイクロペイメントや国際送金にも最適です。例えば100ドル相当のBTC送付も数セント程度で済み、オンチェーン取引に比べ格安です。
- スケーラビリティ（高スループット）：ブロックサイズの制限に縛られず理論上は数百万TPSも可能。トラフィック増でもビットコイン本体の混雑を引き起こしません。
- プライバシー：オンチェーンに全記録が残る従来の送金と違い、ライトニング支払いはチャネルの開設・閉鎖のみがブロックチェーンに記録されるため、実際の経路や金額の秘匿性が高いです。
- 相互運用性・グローバルアクセス：オープンプロトコルで誰もが自由に参入でき、様々なウォレットやサービスが登場。世界中で即時送金が可能となり、高額な送金手数料や法定通貨不安の国のユーザーに恩恵があります。
- 新しいユースケースの創出：マイクロペイメント（ストリーミング送金）、SNS投げ銭、小規模EC決済などが容易になり、エルサルバドルのようなビットコイン常用国でも実質的な「キャッシュレス決済」循環経済が実現し始めています。
ライトニングネットワークの課題と制約
ライトニングネットワークは強力なイノベーションですが、特に普及初期段階ではいくつかのチャレンジが指摘されています：
- 流動性管理：大きな支払いには十分なチャネル流動性が不可欠。例えば1BTCを受け取るには、それだけの受け入れ容量が必要で、チャネル調整の複雑さや複数チャネル開設・外部サービス利用などが手間となります。
- 常時オンラインの必要性：送金や着金には、利用者本人またはサービス側がオンラインであることが求められます。インターネット常時接続でないと利用が制限され、一般ユーザー層にはハードルとなる場面も。
- チャネル容量・経済的ロック：チャネルに預けた資金はその間ロックされ、クローズまでオンチェーンで使えません。またチャネル開設にはオンチェーン手数料が必要で、混雑時は負担が重く新規参入の障壁となります。
- ルーティングの課題：（特に大口の場合）経路が見つからないと決済が失敗するケースがあり、多経路支払い（Multi-Path Payments）により改善しつつも、取引遅延・ユーザー体験の低下リスクがあります。
- カストディアルと非カストディアルの均衡：利便性重視でカストディアル型ウォレットを選ぶ人が多いが、信頼リスクが伴います。非カストディアルでは安全性が高まる反面、技術的な難易度も増します。
- セキュリティリスク：ライトニングはビットコイン本体のセキュリティに強く依拠しているため、潜在的な脆弱性には留意が必要です。
このように優れた利点がある反面、より幅広い普及には課題克服が求められています。
ライトニングネットワークキャパシティ（出典）
2025年現在のライトニングネットワーク：現状と進展
2025年10月時点、ライトニングネットワークは大きく成長し、実験段階からビットコインのインフラとして不可欠な存在へと進化しました。主な進展は以下の通りです：
ネットワークの成長：2021年以降ライトニングの容量は増加し、2023年後半には5,000BTC超、2025年半ばには約4,200BTCに減少しています。この2割の減少は構造の最適化によるものとも見られ、実際には2021年8月〜2023年8月でルーティング取引件数が1,200%超急増するなど、既存キャパシティの効率的な活用が進みました。
ノード数・チャネル数：ノードは2021年の約16,000台から2023年には20,000台超に増加した一方、パブリックチャネル数は2022年以降わずかに減少傾向。これは「少数精鋭・高効率化」への移行として評価されています。
- TaprootとPTLC：Taprootアップグレード後のPTLCによって経路情報の秘匿性や柔軟性が向上しました。
- デュアルファンディングとチャネルスプライシング：両者が即時にチャネルへ資金を供出でき、チャネルを閉じずに流動性調整が可能に。
- ウォッチタワーとセキュリティ強化：標準装備のウォッチタワーによる不正防止など、セキュリティレイヤーが大幅に強化。
- AMP・マルチパスルーティング：多経路ルーティングやトランポリンルーティング対応ウォレットの普及で決済成功率が向上し、ノードの小規模化対応も進行中。
アドプション指標：決済ボリュームはグローバルに急増、特にアフリカなどで特筆すべき事例も生まれています。
まとめると、2025年時点のライトニングネットワークは数年前に比べ格段に堅牢かつユーザーフレンドリーとなり、在外送金、日常消費、トレーダー間資金移動、クリエイターへの投げ銭まで「リアル経済活動」を支える基盤として根付きつつあります。今後も「分散性」と「流動性分配」など課題も残りますが、開発者による改善が継続されています。かつての「ライトニングは本当に動作するのか？」という議論は終わり、「ライトニングは動き始めている。これからどこまで拡張でき、新しいエコシステムが生まれるか？」という局面に入っています。
総合的に見て、ライトニングネットワークはビットコインを「健全な通貨」にとどまらず「高速な世界決済ネットワーク」として機能させるという約束を実現しつつあります。今後はより多くのウォレットが技術的ハードルを隠蔽し、米ドル建てのインスタント決済（ステーブルコイン活用）など新規ユーザーの参入も期待され、下支えするのは堅牢なビットコイン・ブロックチェーンです。
