クロスチェーンを巡る群雄割拠：戦略、覇者、そして課題
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クロスチェーンを巡る群雄割拠：戦略、覇者、そして課題
真正意义上的跨链とは、ある資産が他チェーンへ実際に移動する（Burn/Mint）ことを指し、Lock/Mintやアトミックスワップとは異なる。
Web3業界の深掘り報道に専念し潮流を洞察著者：PSE Trading Analyst @Daniel 花
はじめに
ブロックチェーンの世界では、各ネットワークは独自のネイティブ資産や通信ルールを持つ独立したエコシステムと見なすことができる。しかし、この特性により、個々のブロックチェーン間が相互に接続されておらず、資産や情報の自由な移動が妨げられている。そのため、「クロスチェーン相互運用性（Interoperability）」という概念が登場したのである。
1. クロスチェーン相互運用の意義と利用シナリオ
DeFi は現在のブロックチェーン技術の中心であり基盤であるものの、流動性の断片化、アセットプールの深さ不足、資本効率の低さといった多くの課題に直面している。クロスチェーン相互運用プロトコルの出現により、複数チェーンの資産を単一のスマートコントラクトに統合することで、ユーザー体験と資本効率の最大化が可能になる。理想としては、クロスチェーン相互運用プロトコルによってコスト損失をゼロにまで削減することもできる。
たとえば：
（1）OP チェーンの資産を ARB チェーン上の GMX に投入し、資金プールの深度を高める
（2）OP チェーンの資産を ARB 上の Compound で担保として貸借を行う
（3）NFT アセットのクロスチェーン転送を実現する
金融分野に加え、情報伝達も極めて重要である。例えば、重要なプロポーザルに対するクロスチェーン投票や、Social dapps 間のデータ連携などが挙げられる。DeFi が暗号資産世界への扉を開いたとするならば、クロスチェーン相互運用プロトコルは成功への必須パスなのである！
2. クロスチェーン相互運用プロトコルの4つのタイプ
2.1 ノードまたはサードパーティネットワークによる検証（第一のタイプ）
最も初期のクロスチェーンプロトコルは、MPC（Multi-Party Computation）を用いて取引を検証する方式を採用している。Thorchain はその典型的な例であり、チェーン上にノードを配置して取引を検証することでセキュリティ基準を確立している。通常、このようなプロトコルには100～250ものノードバリデーターが参加しているが、この方法の欠点は、すべてのノードが取引を検証しなければならず、ユーザーは長い待ち時間を強いられることにある。また、ノード運営コストはプロトコルにとって無視できない負担となり、最終的にユーザーに転嫁される。さらに、Thorchain は取引ペアごとに流動性プールを設置しており、ネイティブトークンRUNEを使用する。跨チェーン取引の際には、まず資産をRUNEに交換し、その後目的チェーンの資産に再交換する必要がある。この方式は多額の資金を要し、スワップ時のスプレッド（コスト損失）が発生するため、長期的には最適解とは言えない。補足：Thorchain のハッキング事件はコードの脆弱性（偽のETHシンボルが真のETHと誤認された）によるものであり、検証方法自体のセキュリティとは関係ない。
2.1.2 改良型
この問題への対応として、Wormhole はJump cryptoなど有名な19のバリデーターを選定し、取引の正当性を検証している。これらのバリデーターはETH、OPなどの他のネットワークでも検証業務を行っている。ただし、この方式には過度な中央集権化のリスクがある。筆者は、完全な非中央集権が常に最善とは限らないと考える。ある程度の中央集権的管理によりコストを削減でき、プロジェクトは大規模な普及と経済効率の最大化を目指すべきである。補足：Wormhole の攻撃はコントラクトのバグによるもの（外部コントラクトで取引を検証し資産を盗難）であり、検証メカニズム自体の安全性とは無関係である。
他のクロスチェーンプロトコルと比べて、Axelar はPoSに基づく独立したパブリックチェーンである。Axelar は他ネットワークからの検証情報を自らのメインネットに集約して検証を行い、その後ターゲットチェーンへ送信する。注目すべきは、検証コストとセキュリティが反比例する点である。検証情報が増えれば増えるほど、より多くのノードがセキュリティ維持のために参加する必要があり、理論上ノード数に上限はないが、その結果として送金コストが急激に上昇する。Axelar は将来、このジレンマに直面するだろう。
2.2 楽観的検証（Optimistic Validation）（第二のタイプ）
OP（Optimism）の成功は、楽観的検証が現在の状況下で安全かつ安価で高速であることを示している。そのため、Synapse などのクロスチェーンプロトコルもこの検証方式を採用している。しかし、Synapse はLock/Mint方式で資産を交換しており、これはハッカーによる攻撃リスクを孕んでいる。詳細は2.3.1で述べる。なお、楽観的検証は現時点のニーズには応えるが、将来はより安全で信頼性の高い検証方法が必要となる。同時に速度とコストの優位性も維持されなければならない。そこで、筆者は「二重検証」による楽観的検証の代替を紹介する。
2.3 二重検証（第三のタイプ）
市場で最も注目されている二重検証プロトコルはLayerZeroとChainlinkである。結論から言えば、筆者は二重検証が現在のクロスチェーンプロトコルの中で最も明るい将来性を持っていると考える。セキュリティ、速度、応答時間のいずれにおいても、他のプロトコルを凌駕している。
（1）LayerZero
LayerZero の革新点の一つは、各チェーン上に超軽量ノード（Ultra Light Node）を配置し、データをオフチェーンのRelayerおよびOracle（Chainlink提供）に送信して検証を行うことだ。第一のタイプのプロトコルと比べ、重い計算処理を回避できる。Oracleがブロックヘッダーなどの情報を生成し、Relayerが取引の正当性を検証する。両者が正常に動作した場合のみ、取引が許可される。特に強調すべきは、RelayerとOracleが独立して動作している点である。つまり、ハッカーがRelayerとOracleの両方を同時に乗っ取らない限り、資産は盗まれない。楽観的検証と比べ、すべての取引を検証するため、セキュリティが高い。
コストとセキュリティの優位性：筆者はStargate（LayerZero技術使用）で実験を行った
1）OP → ARB：取引完了まで1分 – $1.46
2）OP → BSC：取引完了まで1分 – $0.77
3）OP → ETH：取引完了まで1分30秒 – $11.42
以上より、二重検証方式は圧倒的なリードを保っている。
（2）Chainlink
Committing DONが取引情報を収集し、ターゲットチェーンのARMがソースチェーンのARMから情報を取得してMerkleツリーを再構築し、Committing DONのMerkleツリーと比較する。一定数のノードによる検証が成功すると、取引はExecuting DONに送られて実行される。逆の場合も同様。注記：ARMは独立したシステムである。Chainlinkの技術はLayerZeroと90%程度原理が似ており、「情報収集＋情報検証（各取引を検証）」というモデルを採用している。
現在、ChainlinkがサポートしているプロジェクトにはSynthetix（sUSDのクロスチェーン転送）、Aave（クロスチェーンガバナンス投票）がある。セキュリティの観点からは、ARMとExecuting DONは異なるシステムだが、どちらもChainlinkが自ら管理しているため、自己盗難の可能性がある。また、技術が類似している中で、Chainlinkは既存の大手プロジェクトとの深い協業によりサービスのバンドリングを進めやすい。一方、LayerZeroは新興プロジェクトの導入に有利である。しかし、サポートするネットワークやエコシステムの広さを見ると、LayerZeroが優位である。さらに、多くのプロジェクトは製品を人気のあるエコシステムに展開したいと考えている。
2.3.1 LayerZero の不可能三角
セキュリティ：クロスチェーン資産転送の方法は4種類
1）Lock/Mint：クロスチェーンプロトコルは各ネットワークに資金プールを展開する。ユーザーがAチェーンからBチェーンにETHを転送する場合、AチェーンのETHをロックし、Bチェーンで等価のwETHを発行（Mint）する。BチェーンからAチェーンに戻る際は、wETHを焼却（Burn）し、AチェーンのETHをアンロックする。この方法のリスクは、セキュリティが完全にクロスチェーンブリッジに依存することにある。ロックされた資産が十分に大きくなれば、ハッカーはプールを攻撃するインセンティブを持つ。
2）Burn/Mint：トークンがOFT（Omnichain Fungible Token）形式で発行され、ソースチェーンで一定量を焼却し、Bチェーンで同等量を発行する。この方式は、プール内資産が多すぎて攻撃対象になるリスクを回避でき、理論上はより安全である。OFT方式は通常、トークン発行時に選択され、dapps間の流通を促進する。既存プロジェクトも自らのトークンをOFTに変更できるが、関係者の利害調整が困難であり、変更後他のdapps内のネイティブトークンをどう扱うかなど課題が多く、実施は難しい。従って、新規プロジェクトのみがこの方式を採用できる。つまり、安全性を選んだ結果、既存プロジェクトには適用できない。
3）Atomic Swap：プロトコルが両チェーンに資金プールを設け、一定量のトークンを保持する。ユーザーがクロスチェーンを行う際、Aチェーンのプールに資産を預け、Bチェーンのプールから同量を引き出す。本質的には一増一減、随時出し入れ可能で、セキュリティが高い。
4）Intermediate Token：2.1項のThorchainのように、スワップコスト（磨耗）が発生し、待ち時間が長くなる。
現在最も広く使われているのはAtomic Swapであるが、将来的にはBurn/Mint方式へと移行し、真正なゼロコストのクロスチェーンを実現しつつセキュリティも確保すべきである。既存プロジェクトがLayerZeroの利用をためらう理由の一つは、オラクルの価格操作リスクである。オラクルが攻撃された事例は少なくなく、技術もまだ完全に成熟していないため、多くのプロトコルは慎重な姿勢を取っている。
審査：LayerZeroでは、RelayerやEndpoint内の検証パラメータはプロジェクト側が独自に設定するため、悪意ある操作のリスクがある。そのため審査が非常に厳しく、LayerZero上で大きな話題となるプロジェクトが少ない。審査を緩め既存プロジェクトの利用を認めればセキュリティが低下し、逆にセキュリティを重視すれば新規プロジェクトの審査通過が極めて難しくなる。このジレンマにより、LayerZeroの発展はまだ時間がかかるだろう。
2.4 モジュラー型クロスチェーンプロトコル（AMB検証、第四のタイプ）
Connextはモジュラー型クロスチェーン相互運用プロトコルであり、hub-and-spoke構造を採用している。Chain AとChain Bの検証はそれぞれのAMB（Arbitrary-Message-Bridge、任意メッセージブリッジ）— Spoke — が担当し、生成されたMerkleツリーの証明はETHメインネット（Hub）に保存される。
このプロトコルは最高レベルのセキュリティを持つ。なぜなら、我々が信頼しているのはETHネットワーク自体のセキュリティであり、「共有セキュリティ（shared security）」の原則を利用しているからである。LayerZeroの技術を使えば、信頼対象はプロジェクト自体になってしまう。理論的には、いわゆる二重検証よりも安全である。長期的には、一部のOP系クロスチェーンプロトコルはセキュリティ上の問題を抱える可能性があり、今後のトレンドはZKPまたは二重検証に向かうだろう。一方、ネイティブトークンのクロスチェーン検証では、各チェーンが独自のAMBモジュールで検証を行うため、検証の伝送時間に差が出る可能性がある。公式AMBは通常、より長い検証時間を要し、場合によっては4時間以上待たなければならないこともある。これは全体の経済効率や普及にとって、Connextプロトコルのスケーリングに制限をかける可能性がある。
3. ZKPクロスチェーン相互運用プロトコル
現在のクロスチェーンプロトコルの競争はすでに激しいが、多くのプロジェクトはZKPに注目し、ZK rollupのコンセプトに乗じてZKrelayerやZKlight-endpointなどの技術を用い、「最高のセキュリティ」を謳っている。しかし筆者は、今後5〜10年の間にZKPがクロスチェーン分野で実用化するのは時期尚早であり、現行プロトコルと競争するのは難しいと考える。理由は以下の通り：
（1）証明生成の時間とコストが高すぎる。ゼロ知識証明にはZK STARKとZK SNARKがあり、前者は証明サイズが大きいが生成時間が短く、後者は証明サイズが小さいが時間がかかる（証明サイズが大きいほどコストが高い）。多くのZKPクロスチェーンプロトコルは、クロスチェーンコストが高すぎるとユーザーが離れてしまうため、ZK SNARKを採用する傾向にある。では、長時間の問題をどう解決するか？一部のプロトコルは「迅速チャネル」を追加し、OP方式のように先に取引を通し、後に検証を行う。しかしこれは厳密な意味でのZKPではなく、いわば「OP Plus版」となる。
（2）ハードウェア要件が高い。ZKPは大量のデータ処理と高性能なインフラを必要とする。ZKPが大規模に使われれば、計算能力が不足し、プロトコルは巨費を投じてインフラを購入せざるを得なくなる。現時点では経済的合理性に欠ける。
（3）技術進化の不確実性。現存するクロスチェーンプロトコルの中でも、二重検証方式のセキュリティはすでに十分高く、現時点の要求を満たしている。今のところZKPは不要に見えるかもしれないが、将来の技術進化が状況を変える可能性はある。ちょうど20年前に三線都市で高架道路が必要だったかどうかを考えるようなもので、短期的には需要がなくても、長期的にはZKPがクロスチェーン分野の基盤技術となる可能性がある。したがって、現段階ではまだZKPの時代ではないが、研究開発チームが継続的に探求し、注目を続けるべきである。技術の進化スピードは予測不可能だからだ。
4. 総括と考察
クロスチェーン相互運用プロトコルはブロックチェーンの発展に不可欠である。さまざまなプロトコルの中でも、二重検証方式はセキュリティ、コスト、速度の面で優れた成果を上げており、とりわけLayerZeroとChainlinkという二大リーダーが存在する。両者の技術実装はほぼ同じであるが、LayerZeroはエコシステムの豊かさで勝り、現時点で競争優位にある。ただし、LayerZeroはセキュリティと審査体制の厳しさゆえにエコシステムの成長が遅れており、将来的にもっとの発展機会があると信じたい。一方、ZKPベースのクロスチェーンは現時点では実用化まで遠いが、将来の方向性として注目すべきであり、継続的にウォッチすべきである。
筆者はLayerZeroおよびクロスチェーン分野に対して楽観的である一方、潜在的な問題点も指摘する。現存のクロスチェーンプロトコルの多くはL0（伝送層）に属し、主に資産転送や情報伝達（Social、Governanceなど）に使われる。資産転送に関して言えば、現行のクロスチェーンブリッジは偽物に過ぎない。筆者は、真の意味でのクロスチェーンとは、ある資産が本当に別のチェーンに移動すること（Burn/Mint）であり、Lock/MintやAtomic Swapではないと考える。しかし、これを実現するには既存の老舗プロジェクトをすべて破棄し、新規プロジェクトがその地位を継ぐ必要があり、トークン発行もOFT方式にしなければならない。実現は極めて困難で、長い移行期間を要する。
実際のところ、私たちは依然として「第三者」に依存する世界に生きている。チェーン間は閉鎖的である。情報伝達に関しては、各チェーンは伝送層を使ってメッセージをやり取りできるが、現時点での需要は大きくない。例えば、LensとCyber間のメッセージ伝達にはクロスチェーンが必要だが、そもそもソーシャル分野がいつ大規模に発展するかは不透明である。また、多数のdappsがLensエコシステムに集中すれば、dapps間は自由に通信できるため、クロスチェーンの必要性はなくなる。クロスチェーンは競争が激しい環境下でこそ大きな需要が生まれるのである。
ここから派生して、Layer2 superchain の新たな脅威についても触れる。例えば、OP superchain の成功により、他のLayer2も同様の技術を用いて構築されるようになり、それらの間でシームレスに接続（資産移動）できるようになる。未来のブロックチェーンの成功に伴い、OPなどの他のrollupsも膨大なユーザーと取引を処理しきれなくなり、さらに多くのLayer2が誕生するだろう。ここでいうシームレス接続の本質は、共通の決済層を共有することにある。これにより、資産の移動は第三者を介さず、共通の決済層から取引データを取得し、各チェーンで検証を行うだけで済む。同様に、クロスチェーンプロトコルが望むのは、OP、ARB、ZKsync、Starnetなどが互角に競争し、明確な優劣がない状態である。そうすれば、これらのチェーン間のエコシステム移動ニーズが生まれる。もしいずれかのLayer2が80％のシェアを占めれば、クロスチェーンの必要性はなくなる。しかし、将来の展開は不透明であり、これは筆者の若干の懸念にすぎず、状況次第で変わるだろう。
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