bitbank Tech Night #1 ~Lightning Network~ Lightning Networkの技術的概要と、関連する弊社の取り組みについて https://bitbank.connpass.com/event/238543/

1. LN, Swap, NLoop
宮本 丈

2. © bitbank inc.
自己紹介
国立がんセンター: バイオインフォマティクス部門 ->
Campfire 株式会社 ->
ビットバンクの System 部門クリプトチームでR&D
from ２年前
twitter: @joemphilips

3. © bitbank inc.
TOC
● Lightning Network とは
● Submarine Swap とは
● NLoop とは
● Lightning の今後
● Bitbank の今後の事業計画

4. © bitbank inc.
背景: ブロックチェーンの逼迫: Block Size

5. © bitbank inc.
背景: ブロックチェーンの逼迫: Blockchain Size

6. © bitbank inc.
TOC
● Lightning Network とは
● Submarine Swap とは
● NLoop とは
● Lightning の今後
● Bitbank の今後の事業計画

7. 1. ブロックチェーンにデータをほとんど乗せることなく
2. ビットコインを
3. トラストレスに支払う技術

8. © bitbank inc.
Lightning Network
まず「どこまで深く理解したいのか」を考
えよう
仮想バランス層
トランザクション層
ネットワーク層

9. © bitbank inc.
双方向ペイメントチャネル
仮想バランス層での理解
fundingに入れた資金を二者間で
何度でも自由に移動できる。
「古い状態を無効にする」方法が重
要
Alice Bob
4BTC 6BTC
Alice Bob
3BTC 7BTC
update
デポジット デポジット
Alice Bob
8BTC 2BTC
close
open
Alice Bob
8BTC 2BTC
update

10. © bitbank inc.
マルチホップ
仮想バランス層での理解
Alice Bob Carol
4BTC 6BTC 2BTC 8BTC
2.99 6BTC 2BTC 8BTC
1.01
秘密の値
1 8BTC
1
1 9BTC
2.99 7.01BTC 1 9BTC
Pと引き換えに渡すよ！
Pと引き換えに渡すよ！
resolve
resolve
update
update
秘密の値の
ハッシュ
BOLT11 Invoice
2.99 6BTC
1.01
2.99 6BTC
1.01

11. © bitbank inc.
双方向ペイメントチャネル
トランザクション層での理解
1. Funding Txの作成
2. 後続のcommitment Txの作成・交
換・検証
3. Funding Txのブロードキャスト
Alice
Bob
10BTC
4BTC
一定時間 +
or
6BTC
Funding Tx
Commitment Tx
6BTC
一定時間 +
or
4BTC
Commitment Tx
秘密の値 秘密の値
… アリスの秘密の値のハッシュ

12. © bitbank inc.
10BTC
Funding Tx
Bob
Alice
6BTC
4BTC
Commitment Txが
ブロックに入ってから
一定時間後
(OP_CSV) Bobがアリスの
Sを知っている
場合
つまり...
アリスが勝手に古いTxをブロードキャストした場
合、Bobはrevokeできる(逆もまた然り)
最新のTxをブロードキャストした場合、一定時間待
つ
待ちたくない場合は、交渉して協力的に閉じる
この場合
「4:6の仮想balanceを持っている」
と考えることができる。 -> オフチェーンで仮想balanceの持分を変えられる

13. © bitbank inc.
LN は Mesh Network にはならない
bitcoin自体と違い、チャネルの
維持にはlock upコストがかかる
ため。
参照: Mathematical Proof That the
Lightning Network Cannot Be a
Decentralized Bitcoin Scaling Solution

14. 14
「Lightning Network Hub」- Lightning Network の全体像
#2
赤 … public channel
青 … private channel
… LP (Liquidity Provider)
… Payment Processor
… User

15. © bitbank inc.
TOC
● Lightning Network とは
● Submarine Swap とは
● NLoop とは
● Lightning の今後
● Bitbank の今後の事業計画

16. LN上の BTC を別の資産と交換すること

17. 1. DEX のプロトコルであり
2. Channel 状態管理の手段である

18. © bitbank inc.
トークンとの交換
片方がオンチェーン×
マルチホップ
の場合
Alice
Bob
Carol
4BTC
6BTC
2BTC
8BTC
or
一定時間+
+
ブロードキャスト
4BTC
6BTC
2BTC
7BTC
Pと引き換えに渡すよ！
1
以下同様
matching

19. 19
「Lightning Network Hub」 - NLoop: チャンネル管理の自動化 … 以下を自動で行う
#2
取引所 LP
close
取引所 LP
9.99BTC
LN 出金
これ以上出金できない
よー
こっちに LN 支払いしてください
代わりになにか別のもの支払うので
OK
取引所 LP
LN 支払い
5BTC 5BTC
4BTC 6BTC
HAPPY

20. © bitbank inc.
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● Lightning Network とは
● Submarine Swap とは
● NLoop とは
● Lightning Network の今後
● Bitbank の今後の事業計画

21. © bitbank inc.
NLoop とは
● 何なのか
○ Submarine Swap のクライアント
● なにを目的としているのか
○ チャンネル状態を適正に保ち、 LN 入出金をスムーズに保つ
○ Swap 手数料の最適化 -> コスト削減
○ 監査の容易性
○ EventSourcing Architecture の試金石
○ LN 事業の試金石
● 将来の展望
○ DEX Client

22. © bitbank inc.
NLoop overview
NLoop
bitcoind
litecoind
lnd lnd
boltz-server
eventstore db Channel
bitcoind
p2p network
http
p2p network
User Liquidity Provider
(service provider)

23. © bitbank inc.
Event Sourcing – Functional DB Management
Object Oriented Functional Programming
On Memory Mutable Objects Immutable Objects
DB ORM Mapper/Migration EventSourcing

24. © bitbank inc.
Event Sourcing と DB
inside-out pattern
● Immutable Database
● Microservice 間の連携は DB を介して
行う
● DB に差分を保存する
● 差分はそれ自体をバージョン管理する
(Protobuf などを使う)
● 必要に応じて Query を Cache
出典: Event Sourcing Pattern in Microservices Architectures
利点
● No Migration / No Impedance Mismatch
● 通知と状態の一貫性
● 監査が容易
● service 間の結合が容易
● Cache の一貫性/柔軟性

25. © bitbank inc.
TOC
● Lightning Network とは
● Submarine Swap とは
● Why NLoop
● Lightning の今後
● Bitbank の今後の事業化計画

26. © bitbank inc.
API 課金 a.k.a. DAO done right
Channel
team A
team B
team C
Lightning Labs の目指す世界観(多分)
● マイクロサービスの連携に LSAT を用いる
● Organization の内/外を区別する必要がなくなる

27. © bitbank inc.
Lightning Labs とその他の LN 開発者とのイザコザ
● Bolts (LN の仕様書)の進展が滞り中
○ Lightning Labs に不都合なため？
● e.g.
○ dual-funding channel … Pool の重要性が下がる
○ splice in/out … Loop が完全に要らなくなる
○ offer (static invoice) … ?

28. © bitbank inc.
Next Bitcoin Update: Recursive Covenants
● Covenants … 次に使われる TX に制限を加える機能
○ つまり、 資産の資産の「使われ方」に制限を加える
○ 実装の仕方は議論中
■ OP_CTV (BIP119) or
■ SIGHASH_ANYPREVOUT (BIP118) or
■ OP_CHECKSIGFROMSTACK + OP_CAT
● なぜ重要なのか？
○ Loop 処理がかけるようになる = チューリング完全 = スマートコントラクトが可能
○ Vaults: より安全な資産管理

29. © bitbank inc.
Lightning Network v2.0
次の大きな update は、Offer, PTLC, Eltoo など
● Offer (a.k.a. Static Invoice)
○ Onchain Addressと同じように印刷して使える Invoice
● PTLC
○ 理論上はすでに可能 … だが仕様をまとめるのが大変そう
○ Point-Time-Locked-Contract の略
○ HTLC の、 Hash の代わりに Point(楕円曲線上の点 = 公開鍵) を使う
○ 匿名性向上/支払い成功率増加 など
● Eltoo
○ Covenants との兼ね合いがあるのでまだ先か
○ 支払いの回数を増やしても DB が大きくならない (特にユーザー端末で便利 )

30. © bitbank inc.
TOC
● Lightning Network とは
● Submarine Swap とは
● Why NLoop
● Lightning Network の今後
● Bitbank の今後の事業計画

31. phase1
Inazuma 入出金
phase2
LP の自社運用
phase3
LPaaS として外部提供
LP LP
NLoop による
チャンネル管理
出金フロー
「Lightning Network Hub」 - 今後の計画
#2