Raiden Network本家の紹介ページをもとに、Raiden Networkについて見ていきます。
これを読むとRaiden Networkの概要や利点、制限などをざっくりと知ることができます。
要点まとめ
まず、本記事の要点をお伝えします。
- Raiden NetworkはERC-20互換トークンのトランスファー（価値の譲渡・移転をすること）をオフチェーンで実行できるようにするペイメントチャネル技術である。（Ethereum版Lightning Networkである。）
- Raiden Networkのオンチェーントランザクションと比較した時の強みは、「即時性」「低手数料」「スケーラブル」「プライバシー保証」である。
- Raiden Networkの価値のトランスファーは、当事者の片方から一方的に覆すことはできない。
- Raiden Networkは保証金として預け入れた金額の範囲で送金を可能とし、ライフタイム期間中はずっとペイメントチャネル中に保証金をロックしておかなければならない。
- そのことから、多額の送金には向かない。少額決済向きである。
- チャネルネットワークの性質上、AさんとBさんの間を他の誰かを介してつなぐチャネルがあれば、AさんとBさんを直接つなぐチャネルは必要ない。
次に詳細としてRaiden Network本家による英文紹介ページの日本語訳を掲載します。細部を知りたい方は読み進めてください。図表も本家ページより拝借しています。
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Raiden Networkとは何か？（What is Raiden Network？）
概要（Summary）
Raiden Networkとは、Ethereumブロックチェーン上でERC-20互換トークンのトランスファーを行うためのオフチェーンスケーリングソリューションです。BitcoinにおけるLightning NetworkのEthereum版で、ほとんど即時の、低い手数料で、スケーラブルかつプライバシーを保証した決済ができるようになります。
Raiden Networkは、グローバルコンセンサスを必要とせずに参加者間でセキュアなトークンのトランスファーができます。デジタル署名とハッシュロックの付いたトランスファーを用いてこれを実現しています。この仕組みを「バランスプルーフ」と言い、事前に設定したオンチェーンの保証金により完全に担保されます。下図1に示すように、このコンセプトは「ペイメントチャネル」という技術で知られています。ペイメントチャネルにより、トランスファーの総額が保証金として預け入れられているトークンを超えない範囲で、2者間の実質無制限かつ双方向の交換ができるようになります。最初のオンチェーンの確立時と最後にチャネルを閉じる時を除き、実際のブロックチェーンに関係なく即時にトランスファーを行うことができます。
図１：単純な双方向ペイメントチャネル（Figure 1: Simple Bidirectional Payment Channel）
Raiden Networkのバランスプルーフは、Ethereumブロックチェーンによって強制される、拘束力ある合意です。デジタル署名は、参加者のうちの1人でもブロックチェーンに対して価値のトランスファーがあることを示す意思表示をしている限り、両者ともにそこにある価値のトランスファーを巻き戻せないことを保証します。参加者の2人以外の者はペイメントチャネルのスマートコントラクトに預け入れたトークンへのアクセス権限を持たないことから、Raiden Networkのバランスプルーフはオンチェーントランザクションと同程度の拘束力があると言えます。
Raiden Networkの真の強みは、そのネットワークプロトコルにあります。2者間のペイメントチャネルの開閉のどちらにも依然としてオンチェーントランザクションを要するので、取りうる全ての参加者間でチャネルを確立することは不可能になります。その結果、図2に示すように、チャネルのネットワークに支払主と受取主をつなぐルートが一つでもあれば、両者を直接つなぐペイメントチャネルは不要になるのです。このネットワークとチャネル内のトランスファーをルーティングしたりインターロックしたりするためのネットワーク関連プロトコルがRaiden Networkなのです。
図2：ペイメントチャネルネットワーク（Figure 2: Payment Channel Network）
さらに、オンチェーントランザクションとは対照的に、ペイメントチャネルによるトランスファーは一切手数料を必要としません。しかしながら、巨大なネットワークの媒介者は自身の有するチャネルをネットワークに提供する見返りとして僅かな割合の手数料を請求し、複雑なルーティングと競争的な手数料市場を惹起するでしょう。Raidenプロトコルは、プロトコルレベルの機能とオプションの補助的なサービスの両方でこのような市場の促進を目指します。
Raiden Networkの利点（Benefits of the Raiden Network）
Ethereumブロックチェーン上のあらゆるトランザクションには、トランザクションに必要な計算リソースに従ってコストがかかります。つまり、手数料は実際にトランスファーする価値の多寡とはほぼ無関係なのです。これは、ERC20トークンでもEtherでも変わりません。これにより、オンチェーントランザクションは中～大規模な価値のトランスファーには最適となりますが、数ドル～数セント規模のトランザクションには不適です。
トランスファーが1つのトランザクションで行われるか、数千のマイクロペイメントに分割して行われるかは問題ではありません。どんなトランスファーでも、Raiden Network上で送信するのに小さすぎるということはめったにないのです。
オフチェーンでのRaiden Networkのトランスファーを受信すると同時にその価値が自分に帰属することを確信できるという意味では、Raiden Networkのトランスファーも即時性があると言えます。対照的に、オンチェーンでのトランスファーの確認は、ブロックタイムとマイナーがトランザクションを保留しているプールから当該トランザクションを取り込んでくれるのにかかる時間に依存しています。次のブロックでトランザクションを確認してくれるのを待つ代わりに、Raiden Networkを使えば、インターネットでチャットを送るのと変わらないくらいの速さでトランスファーを送信・受信・確認することができるのです。
手数料に続いて、ブロックチェーンに固有のもう一つの問題があります。それはスケーラビリティです。Raiden Networkはこの問題の解決の一助となります。現在ある大半のブロックチェーンのキャパシティには、ユーザベースの規模に関わらず、固定の、あるいはほぼ固定の上限があります。これとは真逆に、Raiden Networkのキャパシティはユーザ数によって線形的なスケーリングをすることができ、効率的かつ将来においても有効な分散型のトランスファーネットワークを作り出します。
Raiden Networkの制限（Limitations of the Raiden Network）
「オンチェーントランザクションよりもRaiden Networkのトークントランスファーを使うべきか？」という質問の答えは「使わない理由がないよね」の一言に尽きます。しかしながら、オンチェーントランザクションがRaiden Networkのトランスファーよりも明らかに良い選択となるユースケースが存在します。
Raiden Networkのトランスファーには、ペイメントチャネルのライフタイムのあいだ中、スマートコントラクトにいくらかのトークンをロックしておく必要があります。ATMから小額のお金を下ろすだけの場合と同様に、見合わないくらいに多額の価値をペイメントチャネル内にロックしたいとは思わないでしょう。一度ATMからお金を引き出すと、例えばオンライン決済やWire Transfer（電信送金）にそのお金を使うことはできません。これと同様に、そしてなおかつRaiden Networkの参加者たちは恐らく同時に複数のチャネルを開設することもあってペイメントチャネルの保証金は相対的に小規模になると考えられることから、Raiden Networkのチャネルネットワーク上で巨額のトークンをトランスファーすることは難しいのです。
チャネルライフタイム管理にかかる追加料金を節約し、ほぼ全く適切とは言えないのに配備されてしまったペイメントチャネルを介するルーティングが必要になる事態を避けるために、多額のトランスファーは依然として当該のブロックチェーン本体で実行すべきです。