テマセク傘下の暗号基金Superscrypt：ブロックチェーン相互運用性とクロスチェーンブリッジの現状と課題に直面
TechFlow厳選深潮セレクト
テマセク傘下の暗号基金Superscrypt：ブロックチェーン相互運用性とクロスチェーンブリッジの現状と課題に直面
本稿では、相互運用性の重要性や課題、および現在のアプローチについて紹介する。
Web3業界の深掘り報道に専念し潮流を洞察執筆：Superscrypt、Jacob
翻訳：TechFlow
第1層、第2層、アプリケーションチェーンの増加に伴い、ブロックチェーン間で安全かつ低コスト、高効率な通信手段を持つことがこれまで以上に重要になっています。
本稿では、相互運用性の重要性、直面する課題、および現在のアプローチについて紹介します。これは相互運用性シリーズの第1回目です。
ブロックチェーンの拡散
最初のパブリックブロックチェーンであるビットコインは2009年に登場しました。過去14年間で、パブリックブロックチェーンは爆発的な成長を遂げており、DeFiLlamaのデータによると、現在その数は201に達しています。イーサリアムがチェーン上のアクティビティにおいて依然として主導的立場にあり、2021年のトータルバリュー・ロッケッド（TVL）は約96％を占めていましたが、過去2年間で、バイナンススマートチェーン（BSC）やソラナなどの代替第1層ブロックチェーン、およびOptimism、Arbitrum、zkSync Era、Starknet、Polygon zkEVMといった第2層スケーリングソリューションの登場により、その比率は59％まで低下しています。
DeFiLlamaのデータによると、現時点でEVMベースのチェーンは115以上、イーサリアムRollup／L2は12存在します。さまざまな理由から、マルチチェーン上での活動の傾向は今後も続くと考えられます：
-
Polygon、Optimism、Arbitrumといった主要な第2層ソリューションは初期段階でイーサリアムのスケーリングソリューションとして位置づけられ、大量の資金調達を行い、低コストなアプリケーション展開地としての地位を確立しました（過去1年間で、Arbitrum上の開発チームは2779％、Optimismは1499％、Polygonは116％それぞれ増加しました。基数は小さいものの、おおよそ200〜400人の開発者が存在）；
-
特定のニーズに最適化されたアルトL1が継続的に登場しています。一部のチェーンはスループット、速度、決済時間の最適化を図っています（例：Solana、BSC）。一方、他のチェーンはゲーム（ImmutableX）、DeFi（Sei）、伝統的金融（Avalancheサブネット）など特定ユースケース向けに設計されています；
-
十分な規模とユーザーを持つアプリケーションは、より多くの価値を獲得し、ネットワーク手数料を管理するために、独自のRollupまたはアプリケーションチェーンを立ち上げています（dydxなど）；
-
市場には複数のフレームワーク、ソフトウェア開発キット、「Rollup as a Service」プロバイダーが登場しており、どのプロジェクトでも容易に独自のRollupを作成できるようになり、技術的ハードルが低下しています（Caldera、Eclipse、Dymension、Sovereign、Stackr、AltLayer、Rollkitなど）。
我々は今、マルチチェーン・マルチレイヤーの世界に生きています。
相互運用性の重要性の高まり
このような第1層、第2層、アプリケーションチェーンの拡大は、資産、流動性、メッセージ、データをチェーン間で転送する能力と方法としての「相互運用性」の重要性を浮き彫りにしています。
Connextが提唱するように、ブロックチェーンの相互運用性は以下の3つの部分に分けられます：
-
転送（Transport）：あるチェーンから別のチェーンへメッセージデータを伝達すること；
-
検証（Verification）：データの正当性を証明すること（通常は元のチェーンのコンセンサス／ステートの証明を含む）；
-
実行（Execution）：ターゲットチェーンがデータを処理するプロセス。
チェーン間で資産や流動性を移動できる利点は明らかです。これにより、ユーザーは新しいブロックチェーンやエコシステムを探索し、そこで取引を行うことが可能になります。彼らは新しいチェーンの利点（たとえば、手数料の低い第2層で取引を行うこと）を活用でき、また新たな収益機会（他チェーン上のより高いリターンを提供するDeFiプロトコルへのアクセスなど）を発見できます。
メッセージの転送の利点は、元の資産を移動させずに一連のクロスチェーンユースケースを解禁できることにあります。チェーンA（ソース）から送信されたメッセージが、チェーンB（ターゲットチェーン）上でコードの実行をトリガーします。例えば、チェーンA上のdAppがユーザーの資産や取引履歴に関する情報をチェーンBに送信し、ユーザーは資産を移動せずにチェーンB上で活動に参加できます。具体的には以下のようなことが可能です：
-
チェーンBで借り入れを行い、チェーンA上の資産を担保として利用する；
-
低コストのRollup上でコミュニティ特典（新しいNFTコレクションのミント、イベントチケットやグッズの受け取りなど）に参加できるが、NFT自体をチェーンAから移動させる必要がない；
-
あるチェーン上で構築された分散型IDやオンチェーン履歴を活用して、別のチェーン上でDeFiに参加し、より良い金利を得ることが可能になる。
相互運用性が直面する課題
相互運用性には多くの利点がある一方で、技術的な課題も多く存在します：
-
まず、ブロックチェーン同士は通常、うまく通信できません。異なるコンセンサスメカニズム、暗号方式、アーキテクチャを使用しているため、チェーンA上にあるトークンを使ってチェーンB上で何かを購入するのは簡単ではありません。
-
第二に、検証のレベルでは、相互運用性プロトコルの信頼性は、転送されたメッセージが実際に合法かつ有効であることを確認するための検証メカニズムの選択に依存します。
-
第三に、複数のチェーンで開発が行われることで、アプリケーションは「コンポーザビリティ（組み合わせ可能性）」を失います。これはWeb3の重要な構成要素ですが、開発者が別のチェーン上のコンポーネントを簡単に組み合わせて新しいアプリケーションを設計し、ユーザーにとってより大きな可能性を提供することが難しくなります。
-
最後に、多数のチェーンの存在は流動性の断片化を引き起こし、参加者の資金効率を低下させます。たとえば、チェーンA上で流動性を提供してリターンを得ている場合、そのLPトークンを別のプロトコルの担保として使ってさらにリターンを得るのは困難です。流動性はDeFiおよびプロトコル活動の生命線であり、チェーンが増えれば増えるほど、それぞれが繁栄するのは難しくなります。
これらの問題に対処するための相互運用性ソリューションはいくつか存在しますが、現状はどうなのでしょうか？
相互運用性の現状
今日、クロスチェーンブリッジはチェーン間取引の主な推進者となっています。現在110以上のクロスチェーンブリッジが存在し、セキュリティ、スピード、サポートするブロックチェーンの数においてさまざまな機能とトレードオフがあります。
LI.FIがその記事で概説しているように、クロスチェーンブリッジにはいくつかのタイプがあります：
-
ラップ＆マッピング型ブリッジ――チェーンA上でマルチシグによってトークンを担保保管し、チェーンB上で対応するトークンを発行する。理論的には、ラップされたトークンは元のトークンと同等の価値を持つはずですが、その価値はブリッジの安全性に依存します。つまり、ブリッジがハッキングされた場合、ユーザーがチェーンBからチェーンAへ戻そうとしても、ラップされたトークンは元のトークンと交換できなくなる可能性があります（Portal、Multichain）
-
流動性ネットワーク――各当事者がチェーンの両側に流動性を提供することで、クロスチェーン交換を促進する（例：Hop、Connext Amarok、Across）
-
任意メッセージブリッジ――トークン、コントラクト呼び出し、チェーンのステートなど、任意のデータを転送可能（例：LayerZero、Axelar、Wormhole）
-
特定ユースケース向けブリッジ（例：ステーブルコイン、NFT専用ブリッジ）は、チェーンAでステーブルコイン／NFTを焼却した後に、チェーンBでそれらをリリースする。
これらのクロスチェーンブリッジは異なる信頼メカニズムを採用しており、それぞれ異なる信頼主体とインセンティブ構造を持ち、この選択は極めて重要です：
-
Team Human：取引の正当性を証明するために、複数の実体のグループに依存；
-
Team Economics：預け入れられた資産がスラッシングリスクにさらされる、ステークされた検証者グループに依存。悪意ある行動に対する経済的利益がスラッシング罰則よりも小さくなる場合にのみ、このメカニズムは機能します；
-
Team Game Theory：クロスチェーンプロセスにおける各種タスク（例：取引の正当性チェック、中継）を異なる参加者に分配；
-
Team Math：リリース前に、ゼロ知識技術と簡潔な証明を利用して、チェーン上のライトクライアントによるオンチェーン検証を行う。この方法は人為的介入を最小限に抑えますが、技術的に設定が複雑です。
最終的に、信頼メカニズムの範囲は「人間」から「経済的インセンティブを持つ人間」、そして「数学に基づく検証」へと広がっています。これらのアプローチは排他的ではなく、場合によってはセキュリティ強化のために組み合わされることもあります。たとえば、LayerZeroのゲーム理論に基づくクロスチェーンブリッジは、Polyhedra（zk証明による検証に依存）をそのネットワークのオラクルとして採用しています。
これまでのところ、クロスチェーンブリッジの実績はどうでしょうか？ これまでにクロスチェーンブリッジは巨額の資本移動を促進してきました。2022年1月には、ブリッジのトータルバリュー・ロッケッド（TVL）が600億ドルというピークに達しました。これほどの巨額の資本が関与するため、クロスチェーンブリッジは攻撃やハッキングの主要な標的となっています。2022年だけで、マルチシグ鍵の漏洩やスマートコントラクトの脆弱性が原因で、25億ドルもの資金が失われました。金融システムにとって、年間4％の資本損失率は持続可能ではなく、これでは繁栄や新規ユーザーの獲得は望めません。
2023年にも攻撃は続き、マルチチェーンアドレスから1.26億ドルが奪われました（Fantomのブリッジ資産の50％、Moonriverのブリッジ資産の80％相当）。この事件では、CEOがすべての「マルチシグ」鍵を掌握していたことも判明しました。このハッキングの数週間後、Fantom上のトータルバリュー・ロッケッド（TVL）は67％減少しました（Fantom上の多くの資産はマルチチェーンブリッジを通じて橋渡しされていました）。
結局のところ、最大級のいくつかのクロスチェーンブリッジ攻撃とその後の影響は、マルチシグの脆弱性に起因しています（Ronin：6.24億ドル、Multichain：1.26億ドル、Harmony：1億ドル）。これは、採用されたクロスチェーンブリッジの信頼メカニズムの重要性を浮き彫りにしています。
検証者セットが少数（Harmony）またはグループ化されている（Ronin）、あるいは単一（Multichain）であることがこうした攻撃の鍵となる要因の一つですが、攻撃は多くの異なる経路から行われます。2022年4月、米国連邦捜査局（FBI）、サイバーセキュリティ・インフラストラクチャー保安局（CISA）、財務省は共同でサイバーセキュリティ諮問通知を発表し、北朝鮮政府支援のLazarus Groupが使用する戦略を重点的に紹介しました。その戦略には、ソーシャルエンジニアリング、メール、Telegram、中央集権型取引所アカウントへのフィッシングなどが含まれます。
次にどうすべきか？
明らかに、最終的に人間に依存する検証メカニズムは攻撃されやすく、しかし安全で効率的な相互運用性に対する需要は依然として存在します。では、次に我々はどこに向かうべきでしょうか？
私たちは今、信頼を最小限に抑えた検証手法の出現に注目しています：
-
第2回では、「コンセンサスプロオフ（Consensus Proof）」を紹介します。これは、ソースチェーンの最新コンセンサス（最近の数ブロックにおけるステート／「真実性」）を証明し、ブリッジングを促進するものです；
-
第3回では、「ストレージプロオフ（Storage Proof）」を紹介します。これは過去のブロック内の履歴取引やデータを証明し、さまざまなクロスチェーンユースケースを促進するものです。
これら二つのアプローチはいずれも、人間への依存とその欠陥を回避し、相互運用性の未来を築くために「信頼最小化検証」を核としています。
TechFlow公式コミュニティへようこそ
Telegram購読グループ：https://t.me/TechFlowDaily
Twitter公式アカウント：https://x.com/TechFlowPost
Twitter英語アカウント：https://x.com/BlockFlow_News
@superscrypt
