RAIDEN Networkとは、なにか？

概要

RAIDENネットワークは、のイーサリウムブロック上のERC20トークンの転送を、オフチェーンスケールするためのソリューションです。
これは、ビットコインライトニングネットワークのイーサリウム版で、即座に、低いコストかつ、スケーラブルでプライバシー保護されたPayment環境を提供するものです。

RAIDENネットワークは、グローバルのコンセンサスをなしに、当事者間の安全なトークンの転送を提供します。
これは、完全に事前にお互いの預金がオンチェーンに用意されることによって、担保されるデジタル的に署名されたハッシュロック転送であり、バランスプルーフと呼ばれます。
このコンセプトは、ペイメントチャネルテクノロジーとして知られ、図1にて表現されています。

ペイメントチャネルは、転送のネット合計が、保管されたトークンを超えない限り、二人の当事者間で、ほぼ無制限の双方向の転送を実現します。
これらの転送は、最初の一回、オンチェーンに乗ることと、チャネルの終了時以外は、瞬時に実際のブロックチェーン地震に影響を持たせず、実行されます。

RAIDENのバランスプルーフは、イーサリウムのブロックチェーンによって、強制された合意です。
デジタル署名は、少なくとも、一つの当事者がブロックチェーン上に提示しようと決めない限り、当時関係者は契約を取り消すせないようにしています。
二人の当事者は以外の誰も、ペイメントチャネルのスマートコントラクトに保管されているトークンにアクセスできないため、RAIDENのバランスプルーフは、
オンチェーントランザクション同様に拘束されます。

RAIDENの真の強みは、ネットワークプロトコルであることです。
二つのピア同士のペイメントチャネルをオープン、クローズには、オンチェーンのトランザクションが必要であるため、
他のピアとのチャネルを作ることは、不可能となります。

その結果として、もし少なくとも、下記の図2にあるような二つの当事者を繋ぐチャネルネットワークがあるのであれば、
貴方は、支払者、受取者の間のダイレクトペイメントチャネルを必要としないでしょう。
このネットワーク、そして、ルーティング、チャネル転送を連結する仕組みを、Raidenネットワークと呼びます。

加えて、ペイメントチャネル転送は、オンラインのトランザクションに対して、一切の手数料を要求しません。
ネットワークの仲介は、複雑なルーティング、競争的なチャネルマーケットに繋がるネットワークチャネルを提供するための少量のパーセンテージを要求したいと思うでしょう。
RAIDENプロトコルは、プロトコルレベルの機能と、補助サービスを提供することで、マーケットを促進します。

RAIDENネットワークのメリット

全てイーサリウム上のトランザクションは、トランザクションの必要とするコンピュータリソースのコストに至ります。

したがって、ERC2トークンであれ、Ether自身であれ手数料の多くは転送する値の実際の量とは大きく独立しています。
これが、オンチェーン上のトランザクションが、大きな値の転送に適した媒体となりますが、
しかし、数ドルや数セントといった小さなスケールのトランザクションにおいては違います。

ひとつの塊、または、数千を超えるマイクロペイメントに分割されようが問題ありません。
RAIDENネットワーク越しで効率よく送信させるのに、転送量が、小さすぎるということはないのです。

RAIDENの転送は、貴方がオフチェーンRAIDENトランスファーを受け取るという意味では即時であり、あなたに属する転送されたデータをすぐに確認できます。

反対に、オンチェーン転送の確認は、ブロックタイム、マイナーがペンディングのトランザクションプールから取り出す時間に依存します。
トランザクション確認の次のブロックを待つ代わりに、RAIDENトランスファーで送信し、受信そして、インターネット上でチャットを送ると同じくらい早く転送の確認をすることができます。

手数料の次に、ブロックチェーンには、拡張性といったRAIDENが解決を手助けする固有の問題をもってます。
現在の多くのブロックチェーンのキャパシティは、利用者が増えているのにもかかわらず、固定、または、半固定されています。
反して、RAIDENネットワークのスケールキャパシティは、ユーザの数に乗じて、効率的に、将来も維持して、分散転送環境としてスケールします。

RAIDENネットワークの限界

「RAIDENトークン転送を、オンチェーントランザクションより使うべきか？」の質問の答えは、「使ってみては？」の答えにつきます。
当然、オンチェーントランザクションが、RAIDEN転送よりも十分に良い選択であるケースは、あります。
RAIDEN転送は、ペイメントチャネルのサイクル内で、あなたのトークンのいくつかをロックする必要があります。
ATMから、少量のお金だけを引き出すのと同じように、あなたは、多くの価値をペイメントチャネル内でロックしたいとは思わないでしょう。
ATMから一度、引き出したお金は、オンラインペイメントやワイヤー転送のように、他に何も使うことはできません。
同様に、各々のネットワークの当事者は、同時にマルチチャネルを持つと思うので、ペイメントチャネル預金は、比較的小さく、チャネルネットワークを通して、大量のトークンを
転送することを難しくさせることが想定されます。
高額転送は、チャネルの生成管理コストを節約し、不十分に実装されたチャネルのルーティングを通ることを避けるために、
ブロックチェーン上で処理させるべきです。

どうやって動くのか?

RAIDENチャネルのライフサイクル

参加者に支払いを行うために、トークンはペイメントチャネルの生存期間の間、スマートコントラクト内でロックされます。

預金は、お互いの当事者によって最終的に、チャネルがクローズされるまで、チャネル相手と確実にトークン送信受信だけのために使われ、二重支払いを防ぎます。

RAIDENチャネルの管理プロセスは図３のようになっています。

チャネルが一度作られると、参加者は、証明チェックと考えらえるものを、自由に往復させることができます。
すべてのチェックを記録する代わりに、お互いのピア同士は、少なくとも最新の一つのコピーだけを保持します。

バランスプルーフは、特定のポイントまで参加者に送信したRAIDEN転送のすべての合計を含み、送信者により署名されます。
それぞれのチャネルの二人の参加者を持っているので、常に二者間を維持します。
複数の残高は往復して交換され、参加者間の合計がかわり、プロセスのなかで、何度もチャネル再調整することができます。

最終的に、一当事者が、ブロックチェーン上で決済を決めたときは、請求もしくは、未払いの状態にならず、スマートコントラクトにバランスプルーフを提示することで、いかなる時でもチャネルをクローズをさせることができます。
相手の参加者(チャネルのクローズを選択することをしなかった)は、自身のバランスプルーフをすぐ提示するか、もしなにも受信してない場合、なにもしないはずです。

お互いの当事者のバランスプルーフが提示されたあと、彼らは、彼らの預金を取り出すことができます。この日k出しは、二つの参加者以外のアドレスを含む誰かによって可能になります。

もし、参加者が、時間内にバランスプルーフを提示できない場合は、相手方の参加者が、なにも受け取っていないと想定し、バランスはチャネルの終了を行うプルーフに応じて配布されます。

このような方法で、RAIDENは、ペイメントチャネル参加者が常に彼らの資産にアクセスできることを主張します。

ネットワークに必要なもの

導入で言及したように、ペイメントチャネルの作成と決済は、ブロックチェーン上で行われなければなりません。
したがって、可能性のあるターゲットに対して新しいチャネルを作ることは、難しく不可能であります。そのかわり、RAIDENネットワークは、お互いウェブのペイメントチャネルを通して参加者は結ぶチャネルネットワークを作ります。

アリスは、トークンをデビッドに送る様子を、図4に示します。
彼女は、最初、デビットに接続するためのネットワークルートを探さなければなりません。
そして、アリスからディビッドへのルートを通して、ペイメントを実現するために、協力しなければなりません。
参加者は、ペイメントを次のホップに転送するために、自分のチャネルをアリスに貸し出します。
暗号ハッシュロックは、デビッドがアリスに彼がペイメントを受け取ったことを確認するまで、すべての中間の転送をとめます。
一度、アリスは、ペイメントのロックを解除し、彼女はロックキーをデビッドに渡します。
もしデヴィッドが、チャネルをクローズしないで、ペイメントを要求したいなら、最後の仲介ピアに鍵を渡し、次々に繰り返して、自分のペイメントを要求する必要がありあす。
ルート上の各参加者は、即座に、入ってくるペイメントを解除する動機はもっているので、このキーは自然にチャネルを通して、増殖しアリスに戻ります。
すべてのロックされた転送は、オンチェーン上のアリスの秘密鍵をつかって交換できます。

参加者にとって、ロックされた転送値が、標準のバランスプルーフに統合されることは、好ましいことでしょう。
よって、秘密鍵を受信したあと、各送信者は、ロックされた転送値を含んだを含んだ新しいバランスプルーフにサインし、ロックを無効にし、きれいにチャネルステートが更新されます。
マルチホップトランスファーはここで完了します。
おそらく、ネットワークのピアは、無料で彼らのチャネルを提供することはないでしょう。
結局は、転送は、追加のネットワークトラフィックと、彼らのペイメントチャネルの不均衡をもたらします。
一般的な意味で、RAIDENネットワークの参加者は、ネットワークにチャネルを貸し出すための費用を保障をすることを期待されています。
これらの費用は、不均衡なペイメントチャネルを調整するための動機を与えるために使われ、ペイメントチャネルの永続を可能とします。
費用マーケットは競争的になり、より低い処理コストになるので、費用はオンチェーンのトランザクションにくらべて1桁小さくなることが期待されます。

プライバシー

RAIDENプロトコルのほとんどはオフチェーンなので、転送は、プライベートです。
チャネルバランスは、参加者の決済、引き出しが行われるまで、パブリックからは隠れています。
チャネルバランスは、同じノードに繋がるチャネルの仲介転送によって既に不明瞭にされれ、オンチェーントランザクションから、RAIDENオフチェーン転送をトレースするを難しくしています。
ユーザは、プライバシーのレベルに合わせて、人工的に再調整し、チャネルバランスを不明瞭にする有料サービスを提供するかもしれません。
メッセージレイヤー上で、RAIDENは、ネットワークを経由するトラフィックと要注意データを保護します。

メッセージサービスは、パブリックからIPアドレスを隠し、DoS攻撃から、任意のノードを守ります。
加えて、制御されたルートは、転送に参加している仲介ノードが、RAIDEN転送のターゲットアドレスをしるすべがないよう、オニオンルーティングプロトコルを利用します。
プロトコルは、各々参加者のルート内のチャネルだけを明らかにします。

結論

RAIDENネットワークは、お互いにダイレクトに接続するために、双方向トークンペイメントチャネルを使います。
さらに、自然なチャネルネットワークをうまく利用するために、トークン転送のチャネルのルートを介して、再送を行うプロトコルを提供します。
マルチホップ転送は、暗号アッシュロックを使って、成功か、すべての参加者から完全にリジェクトされるかを実現します。
RAIDENネットワークは、上記のテクノロジーを使い、即時に、低いコストで、拡張性の高く、プライバシー保護可能なペイメントを、イーサリムERC20トークンをベースに提供し、既存のオンチェーンの限界を拡張することを目的としています。