Bitcoinのスケーラビリティ問題を解決するLayer 2プロトコル。オフチェーンでのマイクロペイメントを実現し、毎秒数百万件の取引を可能にする。
Lightning Networkは「支払いチャネル」と「HTLCによるマルチホップ」の2つの核心技術で動作する。
AliceとBobがFunding Transactionをオンチェーンに送信。資金をマルチシグ（2-of-2）にロック。1回のオンチェーンTXで始まる。
Commitment Transactionに署名して交換。チャネルが開いている間、何千回でもオンチェーンへのブロードキャストなしに即時決済できる。
Cooperative Close（合意による）またはForce Close（一方的）で最終残高をオンチェーンに確定。不正なstateを試みると罰則（penalty TX）で全額没収。
古いCommitment TXがブロードキャストされると、相手はRevocation Keyでチャネルの全額を没収できる。これがセキュリティの核心。旧stateの公開は相手への「送金」と同義。
HASH(r) == H の条件を満たした者が受け取れる。受信者だけがpreimage rを知っている。
指定ブロック高（cltv_expiry）を過ぎると送信者が返金を取り戻せる。タイムアウトは経路の上流ほど長く設定される。
全hopで同一の hash Hが使われる。共謀した中間ノードが「同一送金」と判定できる。
共謀した2ノードがhashを共有し、中間hopの手数料を盗める。
各hopで異なるpointを使用。Schnorrの線形性を利用したscriptless設計。
SenderがReceiverのinvoiceからH=HASH(r)を取得。各hopで時限を短くしながらHTLCを繋げる。
ReceiverがrをBobに提示 → BobがAliceに提示 → AliceがSenderに提示。Atomic性が保証される。
Senderが全経路の各hopに向けた暗号化ペイロードを重ねてパケットを構築。各中継ノードは自分の層だけを解読し、次の宛先のみを知る。
受信者が最後の数hopを暗号化してinvoiceに含める。送信者は経路の終端を知らずにonionを構築できる。受信者のID・ノード情報が隠蔽される。
単一チャネルの流動性が不十分な場合、複数の経路に分割して送金。全パーツが成功するかゼロか（Atomic）。BOLT 4のtotal_msat/payment_secretで実現。
MPP分割戦略の最適化。チャネル枯渇を防ぐルーティングで送金コストを38–96%削減。
min-cost flowによる確率的最適ルーティング。残高を一様分布と仮定して成功確率を最大化。LDKのProbabilisticScorerとして部分実装。
必要数より多いパーツを送信し、先着n個だけが有効。ルーティング失敗率を低下させる。
主要4実装のBOLT準拠状況と固有機能。2026年時点のデプロイ状況。
ルーティングノード・開発者向けのフルノード。gRPC APIが中心。Lightning Terminal / Loop / Pool等の製品エコシステムを持つ。
軽量コア + 任意言語プラグインのアーキテクチャ。Splicing・BOLT 12・Dual-funded channelsを最速デプロイ。Greenlight(クラウドCLN)を提供。
Akka actorモデルによる高並行設計。Phoenix(モバイルウォレット)のバックエンド。MPPを業界最速でデプロイ。LSPS2のリファレンス実装。
アプリに組み込むRustライブラリ。チェーン同期・鍵管理・ストレージは呼び出し側が実装。iOS/Android/Pythonバインディングあり。
| 機能 | ⚡ lnd | 🔌 CLN | 🎭 Eclair | 🦀 LDK |
|---|---|---|---|---|
| BOLT 1–9 コア | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ |
| Anchor Outputs | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ |
| Multi-Path Payment (MPP) | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ |
| Onion Messages | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ |
| BOLT 12 Offers | 実装中 | ✓ | ✓ | ✓ |
| Route Blinding | 実装中 | ✓ | ✓ | ✓ |
| Zero-conf Channels | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ |
| Splicing | ✗ | ✓ | 開発中 | ✗ |
| Dual-funded Channels | ✗ | ✓ | ✗ | ✗ |
| Taproot Channels | 実験的 | 開発中 | ✗ | 開発中 |
| PTLC | ✗ | ✗ | ✗ | ✗ |
2026年時点でもまだ解決されていない根本的な課題。クリックで詳細を展開。
HTLCスロット（483個/チャネル）を少額HTLCで埋めるSlot Jamming、大額HTLCで流動性を占有するAmount Jammingの2種類。
月~$10で主要ルーティングチャネルを1週間停止できる。さらにBribe & Fork攻撃（Avarikioti 2024）では~$125でRevocation機構を無効化できることが示された。
SoK論文が評価した4系統の防御手法：
複数の攻撃が2026年時点でもmainnetで成立する：
PTLCへの移行で構造的に解決できるが、mainnet移行は2026年時点で未完。
PTLCはHTLC correlationやWormhole攻撃への根本解だが、mainnet移行が停滞している。
※ CKB Fiber Networkは Schnorr/PTLC前提で先行実装済み。これがLN実装の参考になる可能性あり。
「適切にサボったことが証明不可能」問題：watchtowerが監視をサボってもユーザーは事後的に検知できない。PISA/Cerberus/FPPW/TEE各アプローチもトレードオフがある。
ANYPREVOUT(BIP-118)が有効化されるとeltoo型チャネルが使えるようになり、watchtowerは「最新stateだけ」保存すればよくなる（Poon-Dryja型では全履歴が必要）。ただしANYPREVOUT自体が未deploy。
Pickhardt-Richter 2021がmin-cost flowによる確率的最適ルーティングを提案。LDKのProbabilisticScorerとして部分実装されたが、完全実装は全主要実装で未搭載。チャネル残高が非公開のため確率分布による近似が必要で、計算コストの課題もある。
PTLC/AMHL/adaptor signatureはすべてSchnorr署名の線形性（discrete log）を使う。量子コンピュータはこれを破る。NIST PQC標準化（2024年完了）後も、Bitcoin・LNへの移行経路は未設計。
特にlattice-based adaptor signatureの構成はPCN文脈でほぼ未着手。Dilithium/Falcon署名サイズ(~2.5KB)がBitcoin TXの標準制限に収まらない問題も残る。
2026–2027年に学術的・実装的に最も重要な研究方向。
SoK(2024)が「最有力の組み合わせ」と指摘したが具体的な設計が存在しない。攻撃コスト最大化 × UX影響最小化のPareto最適パラメータを導出する。
混在ネットワーク（HTLC/PTLC混在）での安全な移行プロトコルが未設計。移行期間中の攻撃面の再評価・形式的安全性証明が必要。
Dilithium/FalconベースのAdaptor SignatureはPCN文脈で完全に未設計。NIST PQC標準化後の空白。PTLCの量子耐性版の基礎となる理論研究。
Davis 2024のGNN残高推定をPickhardt routingのpriorとして使う統合アプローチ。RoutingとPrivacyの交差点。より現実的な残高確率分布でルーティング精度を向上。
「適切にサボったことが証明不可能」問題への理論的解答。rational watchtower operatorが長期的に正直に振る舞う均衡設計。メカニズム設計 + 形式的証明。
Bribe & Fork攻撃(Avarikioti 2024)が示した$125での攻撃に対し、「マイナーが正直に振る舞うことが支配戦略になる」Script設計。Suborn Channelsの拡張。
2015年の概念誕生から2026年現在まで。