Sino Global：なぜ我々はLayerZeroの将来に賭けるのか？

2022.03.22

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Sino Global：なぜ我々はLayerZeroの将来に賭けるのか？

多チェーン・マルチレイヤーの世界へ着実に進む中、LayerZeroのクロスチェーンアーキテクチャがこの分野の中心となり、真に許可不要かつ信頼不要なオールチェーン未来を促進するキーネットワークインフラ層となると考えています。

2022.03.22 - 05:30:52

LayerZero

Web3業界の深掘り報道に専念し潮流を洞察

執筆：Sino Global Capital

翻訳：TechFlow intern

マルチチェーン・マルチレイヤーの未来

ここ数年、ブロックチェーン技術の採用は着実に進んできた。最も広く使われているブロックチェーンであるイーサリアムを例に挙げよう。「Ethereum（イーサリアム）」というキーワードのGoogle検索ボリュームは2021年5月にピークを迎え、これは当時のイーサリアムネットワークが日毎に165万件の取引を記録したことに一致している。

一方で、イーサリアムのネットワーク参加者が限られたブロックスペースを巡って競合した結果、1回のトランザクションあたりの平均手数料が70ドル近くまで急騰した。現状のイーサリアムは秒間15～45件の処理しかできないため、ユーザーはマイナーに対してより高い手数料を支払うことで自らの取引を優先的に処理してもらうよう誘導しているのだ。これにより、小規模な個人投資家は高額すぎる手数料のために排除されてしまい、わずかな取引を行うために莫大なコストを支払うことは非現実的である。さらに多くの低価値・高スループットのユースケースにとっても、イーサリアムの利用は不適切と言える。

Sino Global：なぜ我々はLayerZeroの未来に賭けるのか？

当然のことながら、こうした状況はさまざまな第1層（L1）ブロックチェーンや第2層（L2）スケーリングソリューションに市場と機会を与えた。これらは排除された小規模投資家やユーザーをターゲットとしている。2021年初頭以降、イーサリアムの鎖定総額（TVL）における支配率は90％から65％へと低下した。この変化は2021年4月にBinance Smart Chain（BSC）が登場したことに端を発しており、これにより一般ユーザーは約1～2ドルという低コストの取引手数料を体験できるようになった。

それ以来、イーサリアムのシェアを奪おうとする多数のL1やL2が登場し、流動性マイニングやエアドロップを通じて資産を橋渡しするユーザーに豊厚なインセンティブを提供することで差別化を図っている。

Sino Global：なぜ我々はLayerZeroの未来に賭けるのか？

これらのL1やL2はそれぞれ、より低い手数料、高いTPS（秒間取引数）、あるいは小規模ユーザー向けの良好なUXなどを強みとして打ち出している。また、特定のユースケースに最適化された独自のパラレルチェーン上でのプロトコル展開や、Visaのように15,000以上のTPSを処理可能な高パフォーマンス・ブロックチェーンによる従来型企業との競争といった可能性を探っている。

現時点では、マルチチェーン・マルチレイヤーの未来が到来する可能性は極めて高いと考えられる。イーサリアムは最も検証済みのプラットフォームであり、さらにイーサリアム2.0によってスケーラビリティ問題が解決されるため、「エセ通貨の王」としての主導的地位を維持すると見込まれる。一方でPolygon、Solana、Polkadotなど他のチェーンも開発者コミュニティで大きな注目を集め、異なるユースケースに応じて共存していくだろう。

さらに、多くのプロトコルはすでにアプリケーションの各機能を異なるブロックチェーン上でモジュール化し始めている。例えばゲームでは、ゲーム内アクションには高TPSのチェーンが必要だが、貴重なゲーム内資産の取引にはセキュリティが高くスループットが低いチェーンを利用するといった具合である。

クロスチェーンアーキテクチャとブリッジの基礎知識

このようなマルチチェーン・マルチレイヤーの将来像は、さまざまなブロックチェーンおよびスケーリングソリューション間のギャップを埋めるためのクロスチェーンインフラの必要性を生み出した。しかし、これには一連の独自の課題があり、これらは分散型パブリックブロックチェーンの本質的な目的を妨げ、あるいは無効にしてしまう。

現在存在する問題

1. 中央集権化：中央集権取引所を資産ブリッジとして利用すること

ユーザーが一つのチェーンから別のチェーンに資産を移動させる際、しばしば中央集権取引所（CEX）を中間層として利用し、目的のチェーンに資産を送金している。一部のユーザーにとっては便利に見えるかもしれないが、その代償として以下のような追加コストを負うことになる：

プライバシーと匿名性の欠如 - CEXはKYCを要求するため、自身のプライバシーを守りたいユーザーにとっては選択肢になりにくい。
規制リスク - 規制上の理由から、特定の管轄区域へのアクセスを制限したり、特定資産の引き出し・取引を禁止したCEXの事例が複数存在する。
カウンターパーティリスク - ユーザーはCEXが資産を安全に保管することを信頼しなければならない。「あなたの鍵でなければ、あなたのトークンではない（Not your keys, not your tokens）」という言葉がある通りだ。

中央集権型クロスチェーンブリッジの使用

現在、ユーザーが資産を橋渡しする手段として複数のブリッジが存在する。その中には完全に非中央集権化されていない中間コンセンサス層を利用しているものもある。たとえば検証者が許可制であったり、非常に少数の検証者グループに依存していたり、マルチシグによって保護されている場合だ。これは非常に危険である。なぜなら、ターゲットチェーンは暗黙のうちに中間チェーンを信頼しており、中間チェーンがターゲットチェーンの署名権を完全に持っているからだ。つまり、中間チェーンに対するハッキング攻撃によって、ターゲットチェーンの流動性プール内のすべての資金が消失する可能性がある。また、中間コンセンサス層の導入は不要なリソースやコストを消費し、余計なオーバーヘッドを生む。

2. 組み合わせ可能性の欠如：合成中間トークンの使用

一部のブリッジは断片化された流動性問題を解決したり、信頼不要を実現するために中間トークンを使用する。しかし、この中間トークンは不要なオーバーヘッドと複雑さを増す。特にエラーが発生したり、ターゲットチェーン上の流動性が不足した場合、ユーザーは最終的にabcUSDのような中間トークンを受け取ることになる。これは酷いユーザーエクスペリエンスをもたらし、ユーザーは使い道のないトークンを持ったままになり、ほとんどどのプロトコルもabcUSDを受け入れない。その後、abcUSD-USDの流動性が戻るのを待ってから再び取引を開始する必要がある。

さらに、abcUSD-USDペアの流動性がロックされてしまう点も非効率的である。本来ネイティブトークンを使えば回避できるはずの問題だ。また、多くのブリッジはサポートするチェーンごとに個別の流動性プールを提供しており、追加のチェーンごとに同じ非効率な流動性要件が繰り返される。

限定された組み合わせ可能性

現在、あるプロトコルが他のプロトコルと統合する際には、通常同一チェーン上または同じエコシステム内のdAppに限定される。しかし、もしプロトコルがすべてのブロックチェーン上のdAppやスマートコントラクトと組み合わせ可能であれば、単一エコシステム内に閉じる必要はない。

3. 非効率かつ高コスト：オンチェーンノードの使用

上記の問題1と2を克服する方法として、オンチェーンノードを使用し、ソースチェーンからターゲットチェーンへ各ブロックヘッダーを受信・検証する方式がある。しかし、このようなシステムの運用には膨大な計算リソースと資金が必要となるため、大多数のブロックチェーンにとっては現実的ではない。

現在のユーザーフローの非効率性

現在、ユーザーが異なるブロックチェーン上のプロトコルを利用する際には、資産を移動するたびに新たなチェーンごとに複数のトークン承認、交換、ブリッジ取引を経る煩雑なプロセスを踏まなければならない。混乱するトークンアドレス、Webアプリ、ブリッジがいくつも絡み合い、各ステップでエラーのリスクがある。あまりにも非効率なフローは新規ユーザーにとって障壁となり、困惑を招く。

以上のような現行クロスチェーンアーキテクチャの課題を理解した上で、次にLayerZeroがこれらの問題をどのように解決するかを見ていこう。

LayerZero Labs

LayerZeroの中核は、全チェーン横断型の相互運用性プロトコルである。これは、特定チェーン上の任意のコントラクトを接続する基盤インフラと捉えることができる。情報伝達の基盤として、クロスチェーンの組み合わせ性と機能性に全く新しい次元をもたらす。

ソリューション

まず、LayerZeroがこれを実現する設計について深掘りしよう。オンチェーンでブロックを検証するには、以下の2つの情報が必要である：

1. ブロックヘッダー（Receipts Rootを含む）

2. トランザクション証明（EVM上ではMerkle-Patricia証明）

LayerZeroは、これら2つの要素を次のように分割する。

1. オラクルがブロックヘッダーを転送（ChainlinkやPythなどの任意のオラクル）

2. リレーヤーがトランザクション証明を転送

オラクルとリレーヤーはともに100％オープンで無許可であり、誰でもこれらの役割を果たすことができる。

これら2つのエンティティは独立しており、ブロックヘッダーと対応するトランザクション証明がターゲットチェーン上で組み合わされて検証されるため、転送されたメッセージは有効であり、ソースチェーン上でコミット済みであることが保証される。

ここで注意すべき重要なセキュリティ特性が2つある。第一に、このシステムの最悪の場合の安全性は、選択されたオラクルの安全性に等しい。オラクルとリレーヤーが同一のエンティティであった場合、オラクルの基盤セキュリティ（例：Chainlinkの非中央集権オラクルネットワークが構築するコンセンサスメカニズム）を継承する。第二に、プロトコルは自らのリレーヤーを運営し、取引の証明を取得できるため、オラクルとリレーヤーが独立した存在であることを保証できる。

これが信頼不要な有効なメッセージ配信の基本設計であり、あらゆる潜在的な中央集権的仲介者やトークンを完全に排除している。

プロトコルの力

LayerZeroのもう一つの核心的特徴は、アプリケーション自身がすべてのセキュリティパラメータを完全に制御できることにある。各プロトコルは、使用したいオラクルとリレーヤーを正確に指定できる。さらにモジュール化されており、プロトコルは最良価格を求める複数のクエリからなるオラクルを選択したり、複数のオラクルからの2つのコンセンサスを活用したりすることも可能だ。また、ソースチェーン上で必要な確認数を指定することもできる。

LayerZeroの主な利点

分離されたリスクインフラ

既存のクロスチェーンインフラは、取引や情報を転送するために指定されたエンティティに依存している。最近見つかった脆弱性の多くは、侵害された悪意あるリレーヤーが原因である。一部のクロスチェーン設計では、リレーヤーネットワークからのメッセージをすべて有効だと暗黙に信じている。攻撃者はこの弱点を利用して流動性プール全体を搾取し、壊滅的な資金損失を引き起こす。これはエコシステム全体に「システミックリスク」をもたらし、流動性を供給するすべてのプロトコルが潜在的なコンセンサスの失敗やバグによりさらなる資本リスクを抱えることになる。

一方、LayerZeroの設計では、オラクルとリレーヤーが無許可であり、プロトコルがこれらを独立して選択できるため、リスクをプロトコルとユーザーから切り離せる。攻撃は特定のオラクルとリレーヤーの組み合わせでのみ成立するため、同じ組み合わせを持っていない他のプロトコルには影響しない。これにより、エコシステム全体のリスクは「アプリ固有のリスク」という狭い領域に分割される。セキュリティ面で大きな進歩であり、悪意ある攻撃者が狙えるのは脆弱な流動性の一部に限られ、他の部分は安全なままとなる。この設計により、特定の攻撃のコストは顕著に上昇し、リターンは低下する。

LayerZeroの効率性

前述のように、中間チェーン層を持つクロスチェーン設計は、追加の計算・コンセンサスや中間トークンを伴うことが多く、これらは非効率かつ不要であり、セキュリティ課題やスループット制限を増加させる。LayerZeroは、信頼最小化された通信の安全性を維持しつつ、余計な複雑さを極力抑えることを目指している。

LayerZeroのシンプルな設計では、リレーヤーもオラクルもコンセンサスや検証を行わず、単に情報を転送するだけである。すべての検証はソースチェーンとターゲットチェーン上で行われるため、速度やスループットの制限は両者のチェーン属性に完全に依存する。これにより、中央集権的な検証やコンセンサスの抽象化も可能になる。

真のクロスチェーン組み合わせ可能性（資産移動にとどまらない）

現在のほとんどのクロスチェーン実装は、資産ブリッジのサポートに集中している。これは理解できる。なぜならトークンの橋渡しが最も一般的なユースケースだからだ。しかし、クロスチェーン情報伝達には他にも多くの可能性がある。

LayerZeroは汎用的な情報伝達プリミティブであり、チェーンA上の任意のコントラクトをチェーンB上の任意のコントラクトと接続できる。これにより、開発者はネイティブチェーンを超えて、あらゆる他のブロックチェーンにわたる組み合わせ性と互換性の新たな設計空間を開拓できる。以下では、ユーザーとプロトコルの視点から、組み合わせ可能性の体験を根本的に変える2つの具体例を紹介する。

ユーザー視点：マルチチェーンマネーマーケットの統合

現状、ユーザーが担保を預けて資産を借り入れる際には、その資産があるチェーン内に制限される。もし他のチェーン上のアプリでより良い金利が得られたり、借りた資産を他のチェーン上のファームに預けたい場合、資産ブリッジを経由し、その過程で手数料を支払わなければならない。

LayerZeroを使えば、ユーザーはチェーンAの希望アプリに担保を預ける。その情報がチェーンBに送信され、担保の有効性が検証された後、ユーザーはチェーンBのネイティブ資産を直接借り入れ、それをチェーンBのファームに預け入れることができる。

プロトコル視点：クロスチェーンガバナンス

複数のブルーチップDeFiアプリが複数のチェーンに展開されているのをすでに目にしてきた。これによりガバナンスに興味深い課題が生じる。プロトコルのユーザーとトークン保有者が最大9～10個の異なるチェーンに分散している場合、ガバナンスは非常に煩雑になる。最大のチェーン上でガバナンスを行うべきか、各チェーンで個別に提案・投票を行うべきか、あるいはオフチェーンで行うべきか。

LayerZeroは統一されたガバナンスを可能にし、各チェーン上のユーザーとトークン保有者が、自分がいるチェーンから簡単に投票を投じられるようにする。

最初のアプリ：Stargate（資産ブリッジ）

LayerZeroがメインネットに正式リリースしたことに伴い、彼らは最初のアプリとしてStargateを構築した。これはLayerZeroのクロスチェーンアーキテクチャを活用し、新たに開かれる設計空間を示すものである。

現在、各DEX／AMMは展開する新しいチェーンごとに、同じような同等の流動性プールを何度も繰り返して持っている。これを各チェーン上の多数の異なるAMMと掛け合わせると、信じられないほど非効率で分散されたシステムになってしまう。

Stargateは真に組み合わせ可能な資産ブリッジであり、この問題を解決する。主に3つの特徴を持つ：

1. ネイティブ資産。合成／中間トークンは不要。Stargateはユーザーが望むネイティブトークンのみを提供する。これにより、不要な中間トークンや交換が排除される。

2. 統一流動性。すべての利用可能チェーン間で共有される単一の流動性プールを提供。これらは片面プールであり、IL（短期損失）もない。これにより、ロックされた流動性の資本効率が大幅に向上する。

3. 即時確定性の保証。ターゲットチェーン上のアプリは、提出されたトランザクションがソースチェーン上で確実に解決されることを知っている。これにより、ターゲットチェーンの流動性不足による取引遅延という重大な問題を克服する。

クロスチェーン統合の実装は技術的に非常に複雑で時間がかかる。さらに、どんなアプリケーションにとっても最大のリスクは、詐欺的なクロスチェーン情報によって流動性が完全に枯渇してしまうことだ。これらが多くのプロトコルがクロスチェーン統合をためらう原因となっている。LayerZeroはこうした問題を解決し、既存プロトコルの変更を必要とせず、プロトコル自身の流動性プールにリスクを及ぼすことなく統合を容易にする。すべてのリスクは完全にStargate自身が負担する。

Stargateは、資産ブリッジが初めからあるべき姿だと考えればよい。