フェデレーテッド型およびプールド型システム—FedimintおよびArk

Fedimintの仕組みとは

Fedimint（フェディミント）は「連合鋳造」を意味するBitcoinネイティブのレイヤー2プロトコルであり、暗号技術による電子マネー「チャウミアンeCash」の仕組みを現代的に再構築したものです。これにより、ユーザーはブラインド化されたデジタルトークンを使い、匿名で取引することが可能となります。Fedimintの最大の特徴は、従来のeCashと異なり、トークンの発行や管理を信頼されたガーディアンによるフェデレーションが担う点と、Lightning Networkとのネイティブな連携による高い相互運用性にあります。

Fedimintでは、ユーザーがビットコインを複数署名のウォレットに預け入れると、そのウォレットは信頼できる複数のガーディアンによって管理されます。このガーディアンたちで構成されるフェデレーションは、ウォレット内のBTCを1:1で裏付けとしたeCashトークン（暗号的請求権）を発行します。ユーザーがビットコインを預けると、ガーディアンが共同でブラインド化済みのトークンを発行し、ユーザーはそのトークンをプライベートに消費できます。発行されたトークンは後からオンチェーンのBTCに換金したり、ミント内の他者に送付したりすることができます。

暗号技術によるブラインド化の仕組みで、トークンの発行と、その後の換金や移転をフェデレーションが関連付けることはできません。これにより、フェデレーション自体にも強固な取引プライバシーが担保されます。Lightningと異なり、中継ノードにルーティング情報が開示されることがなく、Fedimintは完全なプライベート・オフチェーン決済を実現します。

FedimintがLightning Networkと接続する際は、eCashとLightning決済の橋渡しをするゲートウェイやサービスが利用されます。ユーザーがLightning決済を希望する場合、ゲートウェイはユーザーのeCashトークンを受け取り、Lightning請求書を決済し、お釣りのeCashを新たに発行して返却します。逆に、Lightning経由の入金もゲートウェイがブラインドトークンに変換します。ゲートウェイの運用には信頼が必要ですが、コミュニティメンバーやプライバシー特化のサービス提供者を含め、誰でも運用できる仕組みです。

Fedimintは、各コミュニティが独自のフェデレーションを構築および運用しながら、並列的に複数のミントを持つことができます。これにより、地域の信頼関係やニーズに沿った金融システムをビットコイン基盤で柔軟に運用可能です。また、本人確認やアクセス制御、投票機能といった拡張モジュールにも柔軟に対応できます。

Arkの仕組みとは

Arkは、2023年にBurak Keceli氏が提案した新しいビットコイン・レイヤー2プロトコルです。LightningやFedimintと異なり、Arkはチャンネルや流動性ルーティング、ユーザー自身による資金の直接管理を必要としません。代わりに、多数のユーザーが発行する取引リクエストを中央ホストが集約し、まとめてビットコイン・ブロックチェーン上に一括して公開することで、非対話型かつ匿名性の高い決済を実現します。

Arkのコア技術は仮想UTXO（vUTXO）という構造です。これは、ユーザーが一定期間内に作成・譲渡・償還できる、一時的なオフチェーンのビットコイン請求権です。各vUTXOには有効期限があり、期限が来ると更新またはオンチェーン償還が必要になります。ホストはUTXOセットの維持、取引の仲介、集約トランザクションのブロードキャストを担います。

送金の際、ユーザーは送り先と金額を指定したブラインドリクエストを作成します。ホストは多くのユーザーからのリクエストを収集し、ワンタイムアドレスの符号化によってまとめて1件のオンチェーントランザクションとして処理します。出力は受取人のみがデコードして資金を引き出せるよう設計されており、多数の支払いがブラインド化されて混ざるため、個々の取引はリンク不可能となり、高度なオンチェーンプライバシーが実現されます。

Arkの革新性は、送信者と受信者がやり取りすることなく、1ラウンドで匿名送金ができる点にあります。これは、両者がオンラインかつ仲介ノード経由でのルーティングが必要なLightningとは一線を画します。

さらに、資本効率にも優れます。ユーザーはチャンネルに資金をロックする必要がなく、ホストは現物ビットコインプールを維持して決済を処理し、ユーザー側は短期請求権であるvUTXOのみを保有します。これにより、インバウンド流動性やルーティング、リバランスの必要性が大幅に削減されます。

ただし、Arkのプライバシーは信頼に関するトレードオフも伴います。ホストは常時オンラインかつ誠実に有効なトランザクションを組み立てる必要があり、ユーザーは資金の完全管理は失いませんが、決済を進めるにはホストに依存します。ブラインド署名やvUTXOの定期的なローテーションによって監視リスクは軽減されますが、リスクが完全になくなるわけではありません。

2025年時点でArkは実験的な段階が続いていますが、テストネットでの導入が進み、Mutinyのようなプライバシー重視型ウォレットで統合も進行中です。ワンタップ送信や予測可能な手数料など、特に検閲や監視が強い環境のモバイルユーザーにとって魅力的な仕様となっています。

カストディ型信託モデルと暗号学的保証の比較

FedimintとArkはどちらも仲介者による運用を前提としていますが、信託モデルの構造と強度には大きな違いがあります。Fedimintでは、ユーザーがガーディアン連合に資金管理を委託し、複数署名ウォレットを管理します。この仕組みのセキュリティは、一定数以上のガーディアンが誠実に行動することに依存し、ユーザーは地元の信頼関係や透明性、ガバナンスを基準にガーディアンを選びます。大多数のガーディアンが共謀や機能停止した場合、資金の凍結や不正利用のリスクも生じます。

Fedimintでは、チャウミアンeCashのブラインディング機能により信託性が強化されています。誠実なガーディアンであっても、取引内容とユーザー情報を結び付けられません。これが、フェデレーションによる監視能力を抑えつつ利用者のプライバシーを保護しているポイントです。従って、Fedimintは「セミカストディアル型」と分類され、ビットコインの完全な管理権を手放す一方で、ユーザーは高いプライバシーと利便性を享受できます。

一方、Arkはユーザー資金を直接保持しません。ホストは流動性プールへのアクセスのみを提供し、ユーザーのvUTXOを単独では動かせません。暗号コミットメントやタイムアウトによって取引を組み立てているため、ホストが非協力的になってもユーザーは資金を償還や更新できます。結果として、Arkは設計上ノンカストディアル型といえますが、決済の存続性や利用可能性はホストの稼働に依存します。

いずれのモデルでも、ユーザーは自己主権と利便性・スケーラビリティ・プライバシーの間でトレードオフを選択することになります。Lightningやオンチェーン決済ほど完全な非信託型ではありませんが、プライバシーや導入の容易さが重視される場面では、これらの新たな仕組みが十分許容される可能性があります。

実際の利用例：Mutiny、Fedi、Ark v0.5

2025年現在、FedimintとArkの普及は初期段階にあるものの、徐々に拡大しています。MutinyやFediのようなウォレットやプロジェクトが、これら技術を実験段階から実社会での利用に広げる役割を担っています。

Mutiny WalletはLightningとFedimintの両方に対応し、Lightning決済の受け取りや、資金をeCashトークンに変換してプライベートに保管することができます。ミント選択・トークン送信・BTCへの払い戻しなど直感的な操作UIも提供しており、Lightningチャネルの運用やカストディアンとの直接取引を避けたい一方、高いプライバシーを重視するユーザー層を支援します。

Fediは、Fedimintをベースにしたコミュニティ・NGO・ローカルネットワーク向け商用実装を開発中です。フェデレーションの立ち上げやメンバーオンボーディング、トランザクション管理などのためのツール群を提供しています。村落や市民団体、ディアスポラのようなローカルな信頼基盤に根ざした場面で、文化的・社会的背景に即した金融インフラを目指しています。

2024年末にリリースされたArk v0.5は、プライバシー強化、手数料平準化、性能向上などの改善がなされました。リファレンス実装により、ワンラウンド決済が最小限のオンチェーン負荷で数千人規模まで拡張できることが確認されています。現在、ウォレット統合やホスト発見プロトコル、ホスト運用者のためのインセンティブ設計なども進行中です。

強みと限界

フェデレーション型やプール型のレイヤー2システムは、他のスケーリング技術に対して独自性ある強みを持ちます。なかでもプライバシーは最大の利点です。FedimintやArkは、初期設定でトランザクションのメタデータ、送受信者の関連性やネットワーク上の行動データを秘匿します。これに対し、Lightningはオンライン協調やルーティングノードへの一定情報の開示が必要となります。

加えて、こうしたシステムはスケーラビリティの面でも優れています。バッチ処理やプールモデルの採用により、ユーザーあたりのオンチェーントランザクション数を大幅に削減できます。したがって、Lightningや従来のオンチェーン取引と比較して、遥かに多くのユーザーに対して少ないチェーン負荷でサービスを提供可能です。

ユーザー体験の点でも優位です。技術的な複雑さ・チャネル管理・流動性設定といった作業負担が減り、特に発展途上地域や検閲下でモバイルを主に利用する層には、その手軽さや予測可能性が自己カストディ喪失のデメリットを上回る場合があります。

一方で、重要な課題も残ります。FedimintやArkはいずれも、ガーディアンフェデレーションや取引ホストといった中央集権的ポイントを持っています。これら運営主体は法規制や攻撃の対象となるリスクがあります。暗号技術による一定のリスク低減はあるものの、サービス拒否やガバナンスの乗っ取り、運用失敗などへの脆弱性が残存します。

検閲耐性についても、運営主体の多様性と地理的分散に依存します。グローバルで許可不要なガーディアンやホストによるネットワーク運用が進めば堅牢性は高まりますが、2025年時点では多くの導入事例がまだ小規模な実験段階に留まっています。これらシステムをプライバシーや非中央集権性を損なわずにスケールさせることが今後の大きな課題です。