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Blockchain技術勉強会 #Lightning Networkの技術と最前線
- 1. Lightning Networkの技術と最前 線 Takaya Imai CEO@Frontier Partners LLC Co-founder and CTO@United Bitcoiners Inc. 東大ブロックチェーン開発団体BitPenguin Blockchain技術勉強会@EastVenturesオフィス 2018/05/26
- 2. 自己紹介 フロンティアパートナーズ合同会社 代表CEO United Bitcoiners Inc. 共同創業者＆取締役CTO マスタリングビットコイン、翻訳者代表 世界で初めての、日本語によるビットコイン・ブロックチェーン の詳細技術書 2016/7/14出版 電子書籍版(kindle)も オープンエディション版 https://www.bitcoinbook.info 東京大学客員研究員
- 3. 自己紹介 バックグラウンド 新潟大学大学院 素粒子理論物理 博士(理) カカクコム 検索エンジン開発 検索サーバクラスタ構築運用 大規模データ処理 機械学習 画像認識 データタワー株式会社 代表取締役
- 6. ビットコインの スケーリング問題 スケーリング問題 秒間取引数が７件程度 1MB / 256byte /10分/60秒 = 6.8取引毎秒 Segwit (Segregated Witness)有効化後、１ブロックに１MBより入るようになったため、秒間取引数は前 より改善 ブロックチェーンサイズの増大 １６８GB (2018/5/26現在) トランザクション手数料の高騰 送付されるトランザクションの数が増えると、マイナーはより手数料の高いトランザクションからブロ ックに取り込もうとする 最近は１回の送金あたり20円程度(5satoshi/byte) 2017年12月はピークで１回の送金あたり4000円程度のときもあった
- 8. 168GB
- 9. 4.6tx/sec
- 10. 4000円くらい/tx
- 12. いろいろな解決策 オンチェーン側 別のブロックチェーンに処理を押しやる サイドチェーン/ドライブチェーン トランザクションのデータの一部を別枠に押しやる SegWit (Segregated Witness) ブロックサイズを大きくする ビッグブロック ブロックの伝達方法の改善、Graphen トランザクションのサイズを小さくする シュノア署名(Schnorr Signature) 使わないトランザクションスクリプトを省く、Graftroot … オフチェーン側 ライトニングネットワーク Ethereum(ライデンネットワーク、マイクロライデン)
- 13. Blockchain connected to Bitcoin Zcash Blockchain Ethereum Blockchain Bitcoin Blockchain … Lightning Network Atomic Swap Paypal Visa Inter BlockchainBlockchain connected to some blockchains Raiden Network オンチェーン側 オフチェーン側 Sidechain ブロックチェーン外 各技術の関連イメージ Interledger
- 14. Layer Blockchains Lightning Payment Channel Routing Algorithm Atomic Multi-Path Payments ??? Physical Layer Link Layer Network Layer Transport Layer Application Layer Sphinx Presentation Layer Lightning Internet HTLC Session Layer
- 16. ライトニングネットワーク ？ 基本的なアイデア１ 毎回取引をブロックチェーンに書き込むのではなく、各取引の結果として正味のお金を最後にブ ロックチェーンに書き込む 概念例(厳密にはちょっと違いますが) 1. AさんがBさんに1000円貸した 2. BさんがAさんに500円分ご飯代を出した 3. 結局、BさんはAさんに500円返した これをできるようにする二者による最小構成単位をチャネルという。 チャネルはHTLC(Hashed Time Lock Contract、ハッシュ付き時間制限コントラクト)を使って作 る 最終状態をブロックチェーンに書き込むまでは、両者の合意の上で状態の更新をする
- 21. 簡易的な説明 送金者 受金者 Alice Bob Carol ①条件付き送金約束 ②条件付き送金約束 ③送金④送金
- 22. ライトニングネットワーク ？ 送金者 受金者 Alice Bob Carol Carol プレイメージ, R Carol プレイメージハッシュ, H
- 23. ライトニングネットワーク ？ 送金者 受金者 Alice Bob Carol Carol プレイメージハッシュ, H ①プレイメージハッシュH送付 tx with H need R to use tx with H need R to use ②TX with H送付 tx with H need R to use ③TX with H送付 ④プレイメージR送付 R ⑤プレイメージR送付 R Carol プレイメージ, R 約束はするけど盗めない Carolは Rがあるから 受け取れる
- 26. ライトニングネットワーク ノードプロジェクト一覧 Company/ Organization Lightning Labs MIT DCI Blockstream ACINQ bcoin-org Nayuta Product Name lnd lit lightningd eclair plasma ptarmigan lnwallet Commitors Thaddeus Dryja, Joseph Poon, Olaoluwa Osuntokun Thaddeus Dryja Rusty Russel, Christian Decker Pierre-Marie Padiou, Fabrice Drouin, dpad85 Christopher Jeffrey nayuta-ueno Anton Kumaigorodski Language Go Go C Scala Node js C Scala first commit (JST) 2015/10/25 2016/11/6 2015/5/24 2015/8/16 2016/8/29 2017/7/21 2017/3/30 master lastest commit (JST) 2018/5/26 2018/5/1 2018/3/22 2018/5/18 2016/11/23 2018/5/26 2018/4/23 github https://github.c om/lightningne twork/lnd https://github.c om/mit-dci/lit https://github.c om/ElementsP roject/lightning https://github.c om/ACINQ/ecl air https://github.c om/bcoin- org/plasma https://github.c om/nayutaco/p tarmigan https://github.c om/btcontract/l nwallet others android app
- 30. 私のノード: btc.lnetwork.tokyo (153.126.136.98) pubkey: 028dcc199be86786818c8c32bffe9db8855c5fca98951eec99d1fa335d841605c2
- 32. Layer Blockchains Lightning Payment Channel Routing Algorithm Atomic Multi-Path Payments ??? Physical Layer Link Layer Network Layer Transport Layer Application Layer Sphinx Presentation Layer Lightning Internet HTLC Session Layer
- 33. 階層構造対応関係 Blockchains Lightning Payment Channel Routing Algorithm Atomic Multi-Path Payments ??? 物理層 リンク層 ネットワーク層 トランスポート層 アプリケーション層 Sphinx プレゼンテーション層 ライトニング インターネット HTLC セッション層
- 34. 注目している ライトニング技術やプロジェクト Atomic Multi-Path Payments(不可分な複数経路支払い、ライトニングネットワーク非中央集権化/多額送金) b+l wallet (受金ができる現在唯一のライトニングウォレット) eltoo(チャネル更新のシンプル化) Splicing(チャネルデポジットの動的変更) Data Loss Protection(チャネル状態の保存) Olympus Server(チャネル状態のバックアップ分散委託と委任インセンティブ設計) Outsourcing WatchTower (トランザクション監視の外部化/委託) Atomic Swap(ライトニングを使ったブロックチェーン間不可分コイン交換) Streaming Payments (ライトニング送金のさらなる効率化、送金ルート一回一回閉じずにルートを使い回 す)
- 35. 注目している ライトニング技術１
- 36. 注目している ライトニング技術１ AMP: Atomic Multi-Path Payments(不可分な複数経路支払い) 現状 送金者から受金者への送金経路は１つ 例えば、100円を送りたい場合、送金者から受金者への経路の全てのチャネルが100円送金可能でないといけ ない 問題点 まとまったお金を送れない １万円などある程度まとまったお金は、ライトニングネットワークを使わないほうがいいとは思います チャネルに多くのお金を置いておくのは資金が豊かな人 -> 中央集権化 1つの送金経路に依存してしまう 送金経路上のノードが送金中に反応しなくなるなど問題が起きた場合、送金が途中で止まってしまって動 かなくなるということはないが、送金完了まで時間がかかってしまう
- 37. 注目している ライトニング技術１ AMP: Atomic Multi-Path Payments(不可分な複数経路支払い) 解決方法 １回の送金を、複数の送金経路に分割して送る 良い点 送金経路の選択肢がもっと増え、ライニングネットワーク全体のリソースをうまく使える チャネルに大きなお金を置いておかなくても、ライトニングネットワークに貢献できる 悪い点 ライトニングネットワーク全体での送金処理数は増えるため、分割数を大きくしすぎるとライトニング ネットワークが飽和してしまう
- 38. 注目している ライトニング技術１ AMP: Atomic Multi-Path Payments(不可分な複数経路支払い) 進展具合 アトミック性の定義や最適な実装方法について、lightning-devメーリングリストで議論中 まだライトニングネットワークRFCにはなっていない これは、個人的にScaling Bitcoin Workshop 2017 @ Stanford Univ. に提案していたもの(残念ながらトーク には採用されませんでしたが。。) https://github.com/takaya-imai/packetization_for_paymentchannel
- 42. 注目している ライトニング技術４ Splicing (Splice-in, Splice-out) チャネルデポジットの動的変更 Splice-in: デポジットを増やす Splice-out: デポジットを減らす Funding TX Commitmen t TX 通常 Funding TX Commitmen t TX2 Splicing Fundin g TX2
- 43. 注目している ライトニング技術４ Data Loss Protection チャネル状態の保存 暗号通貨には復元フレーズ(mnemonic code)があり、ウォレットが壊れ てしまう・スマホが壊れてしまうといった時にも復元フレーズを使えば ウォレットを元に戻せる しかし、オフチェーン技術であるライトニングでは取引データはブロッ クチェーンにはないため復元フレーズでチャネル状態の復元はできない このため、ウォレットの復元フレーズでチャネル状態も復元できるよう な仕組みが必要
- 44. 注目している ライトニング技術５ Olympus Server チャネル状態バックアップの分散委任と委任インセンティブ設計 http://lightning-wallet.com/what-does-olympus-server-do#what-does-olympus-server-do b+l walletと連携して稼働する仕組み チャネルを開くとOlympus Serverにチャネル状態を暗号化した状態で送付し、b+l walletはライトニング経由でバッ クアップ手数料を払う Olympus Serverが裏切る可能性(チャネル状態を戻してくれない)があるため、複数のOlympus Serverにチャネル状態 を送る分散委託の方が良いように思う
- 47. 注目している ライトニング技術７ Atomic Swaps ライトニングを使ったブロックチェーン間コイン交換 ノードA ノードB ノードA BTCチャネル ETHチャネル ノードBは、BTCとETH両方を 持たないといけない
- 48. 注目している ライトニング技術８ Streaming Payments ライトニング送金のさらなる効率化、送金ルート一回一回閉じずに ルートを使い回す ここを遅延させることで プレイメージハッシュを使いまわし TX with Hの送金額を 何度も書き換える
- 49. Layer Blockchains Lightning Payment Channel Routing Algorithm Atomic Multi-Path Payments ??? Physical Layer Link Layer Network Layer Transport Layer Application Layer Sphinx Presentation Layer Lightning Internet HTLC Session Layer
- 52. fin.