cBridge 2.0：Celerステートガーディアンネットワークに基づく汎用クロスチェーンプラットフォーム
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cBridge 2.0：Celerステートガーディアンネットワークに基づく汎用クロスチェーンプラットフォーム
その後、第2段階として「SGNをcBridgeノードゲートウェイおよびサービスレベルアグリーメント（SLA）の仲裁者とする」モードに移行します。
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cBridge 1.0のリリース以降、当社のクロスチェーン資金総額は毎週倍増し続けています。初月には$10Mのクロスチェーン送金額しか処理していませんでしたが、翌月にはcBridgeのクロスチェーン資金総額が$170Mに達し、日次のクロスチェーン資金も安定的に$10Mを超えるようになりました。cBridgeノードの流動性プロバイダー（LP）は、追加のインセンティブなしに、クロスチェーン手数料のみで年率45％の収益を得ています。これは確かに素晴らしい成果ですが、これだけがスタートにすぎません。
本日、私たちはcBridge 2.0のアップグレード計画を発表し、この革新的なアップグレードについて簡単に紹介します。
cBridge 2.0の技術アーキテクチャは、現在の市場で最良のクロスチェーン取引体験を提供します。ユーザーにより深い流動性を提供し、cBridgeノードおよびノードを運営しない流動性プロバイダー（LP）に対して最も効率的かつ使いやすい流動性管理方法を提供し、開発者には汎用的なクロスチェーンメッセージング機能を提供することで、クロスチェーンNFTやクロスチェーンDEXなど、より多くのアプリケーションをサポートします。cBridge 2.0のすべての機能は、CELRステーキングによって駆動されるステートガーディアンネットワーク（State Guardian Network、以下SGN）のアップグレードに基づいて実現されており、SGNネットワークの価値獲得能力をさらに強化しています。
本文の概要：cBridge 2.0はどのような最適化を実現したか？
技術的な実装の詳細にあまり関心のない読者のために、以下にcBridge 2.0のアップグレード内容と利点を簡単に紹介します。
ユーザーにとって：
- より深い流動性：大規模な単一クロスチェーン取引に対応。
- より簡単な操作フロー：ワンクリック転送機能を提供。
- 原生ガス代幣への転送対応：例として、BSC上のWETHを直接Arbitrum上の原生ETHにクロスチェーン転送でき、Arbitrumでの手数料支払いに利用可能。
- 多チェーンおよびトークンへの拡張とサポート。
- ブリッジノードのサービス品質保証メカニズム：ブリッジノードを利用するユーザー向けに、新しくサービス品質保険メカニズムを導入。オフラインになったノードにはペナルティを科し、ユーザーに補償を行います。
流動性プロバイダー（LP）およびcBridgeノードにとって：
- ノードを運営しなくても流動性を提供可能：cBridge 1.0では、流動性を提供する唯一の方法はcBridgeノードを自ら運営することでした。しかし2.0では、新たなモードを追加します。このモードでは、SGN自体がcBridgeノードとして機能します。流動性プロバイダーは、自分の流動性をSGNが運営する共管ノードに委託でき、クロスチェーン手数料を獲得しながら、自らcBridgeノードを運営する必要がなくなります。
- 最適な流動性管理体験：他のクロスチェーンソリューションと比較して、cBridge 2.0のLPは合成トークンの発行、高ボラティリティのAMM流動性プールへの強制参加、高い無常損失を被る必要がありません。単一通貨の流動性をシンプルに提供でき、柔軟に流動性の分配を管理して裁定取引を行うことが可能です。
- 非常に高い流動性効率：他のクロスチェーンソリューションと異なり、cBridge 2.0は余分な二重流動性ロックを必要とせず、流動性の単位価値とパフォーマンスを向上させ、LPの収益を最大化します。
- 合理的な流動性再均衡設計：cBridge 2.0は、SGNによる流動性の統一共管を通じて、需要と供給に基づき最適な非対称AMM曲線を生成・サポートし、裁定者やLPが全体ネットワークの流動性充足と対称的安定を維持するよう誘導します。
- 最適なセルフマネージド型cBridgeノードスケジューリング：自らcBridgeノードを運営・管理する流動性プロバイダーに対して、SGNが最適化されたユーザーエクスペリエンススケジューリングを統一的に提供します。
SGN内でCELRをステーキングしているユーザーおよびバリデーターノードにとって：
- 価値獲得：SGNのステーキング参加者およびバリデーターは、cBridge 2.0に不可欠なサービスを提供するため、cBridgeのクロスチェーン手数料および流動性マイニング報酬を通じて直接ネットワーク価値を獲得できます。
- プロトコルガバナンス：価格曲線、手数料比率などの各種システムパラメータは、CELRステーキングに基づく分散型プロトコルによってガバナンスされます。
開発者にとって：
- フロントエンドSDKのホワイトラベル：多様なマルチチェーンdAppがcBridge機能をローカルに統合できるようにし、ユーザーが自身のdApp内で直接クロスチェーン取引を行えるようにします。
- クロスチェーンメッセージング機能によるNFTクロスチェーンなど他アプリケーションのサポート：単純な資産クロスチェーン以上の複雑なアプリケーション（クロスチェーンNFTやクロスチェーンDEXなど）の開発を可能にします。
では、cBridge 2.0はこれらの新しい機能と特性をどのように実現しているのでしょうか？
答え：Celerのステートガーディアンネットワーク（SGN）です。
cBridge 2.0では、SGNの機能を拡張し、異なるタイプのユーザーおよびLPの好みに合わせて2つの異なるブリッジングモードをサポートします。本稿では、システム全体のアーキテクチャを紹介します。
ステートガーディアンネットワークの復習
ステートガーディアンネットワーク（State Guardian Network、SGN）は、Celer全体アーキテクチャの中核を成すコンポーネントです。Celerの全体システムアーキテクチャにおいて、SGNは特殊なPoSチェーンであり、L2状態に関連するL1イベントを監視し、必要に応じて第2層情報を忠実に第1層へ伝達します。
Celerステートチャンネルでは、SGNはチャンネル状態の保存を支援し、必要に応じてL1上での悪意ある決済に応答します。layer2.financeのロールアップチェーンでは、SGNは去中心化されたブロック生成ネットワークに拡張され、call dataおよびstate rootsをL1へ伝達します。ロールアップの運用モードにおいて、PoSコンセンサス全体が失敗した場合でも、任意のSGNノードがfraud-proofをチェーン上に提出することでシステムの安全性を確保できます。
CELR保有者は、SGNバリデーターになるか、または委任によりCELRをSGNにステーキングすることで、上記のサービスを積極的に提供できます。CELRステーキング参加者は、これらのサービスを提供することでステーキング報酬および対応サービス料を受け取ります。
SGN は cBridge ノードゲートウェイおよびサービスレベル契約 (SLA) 仲裁者としての役割
cBridge 1.0のノード設計の選択肢と制限
cBridge 1.0では、cBridgeノードがネットワークに参加する際、料金表や流動性状況などの情報を中央集権的なゲートウェイサービスに登録します。このゲートウェイは、cBridgeノードの状態とパフォーマンスを継続的に監視します。ユーザーがリクエストを発行すると、そのリクエストはゲートウェイに送られます。ゲートウェイは、流動性の可用性、過去のブリッジ成功率、料金などをもとに登録されたノードを評価し、そのリクエストに最も適したブリッジノードを提案します。1.0では、さまざまなスケジューリング戦略の運用経験を迅速に学ぶため、中央集権的なゲートウェイを使用することを選択しました。
1.0のゲートウェイがユーザーに提供するのは、「参考」程度の特定cBridgeノード使用の「提案」にすぎません。
cBridge 1.0はノンカストディ型アーキテクチャで構築されているため、ユーザーは資金の安全性のためにノードを信頼する必要はありませんが、「ノード可用性」に関連するユーザーエクスペリエンスの問題は実際に存在します。例えば、ユーザーがあるノードに条件付き送金（HTLCの第一段階）を送った後、そのノードが両段階HTLC転送が完了する前にオフラインになった場合、ユーザーは条件付き送金のタイムアウトを待つ必要があります。一方、ダウンしたcBridgeノードはそれに対して何のペナルティも受けず、ユーザーも待ち時間に対する補償も得られません。
これらの2つの制限は、2.0ではSGNによって解決されます。
SGNによる分散型かつ効率的なcBridgeノードスケジューリング
2.0では、まずすべての中央集権的ゲートウェイのロジックを、分散型サービスとして分散型SGNに移行します。cBridgeノードは、中央集権的ゲートウェイではなく、SGNに料金設定の好みや流動性の可用性などを登録します。
ユーザーがリクエストを提出したときの通常のシステムフローは以下の通りです：
- ユーザーはSGNの現在状態を照会し、推定取引手数料と流動性の可用性を得ます。
- 推定手数料が許容範囲内であれば、ユーザーはHTLC送金の前半部分を送信し、最大手数料許容度を指定します。
- SGNは取引を監視・受信し、ノードスケジューリングルールに基づき、1つまたは複数の登録済みcBridgeノードに取引を割り当てます。この取引割り当てはSGNチェーン上に記録され、ユーザーのHTLC送金にもマークされます。
- 割り当てられたノードは割り当てを受け入れ、残りの条件付き送金を完了することで応答します。
- SGNは引き続き取引を監視・追跡し、取引が正常に完了すると、関連する状態はSGNチェーンから削除されます。
これにより、コンセンサスおよび偏見のないノード選択プロセスをサポートする、よりスケーラブルなcBridgeノードの成長が実現されます。しかし、cBridgeノードをSGNに移行するメリットはこれだけではありません。
ブリッジノードSLA保証金および没収メカニズム
1.0のゲートウェイとは異なり、SGNがスケジューリングレイヤー（ゲートウェイ）となるアーキテクチャ下では、SGNはクロスチェーン取引の全過程を監視します。去中心化されたPoSチェーンとして、SGNは「参考提案」以上のことを提供できます。つまり、割り当てられたクロスチェーン送金を「約束通り」完了できないcBridgeノードに対して罰則を課すことができます。
cBridgeノードがSGNに登録する際、一定のサービスレベル契約（SLA）の約束（例：可用性、料金水準、流動性準備）に関連付けられた「SLA保証金」（価値のあるトークンの束）をプールコントラクトに預けることができます。SGNがそのノードがSLAに違反したと判断した場合（例：転送未完了時にノードがオフライン）、SGNはその保証金を没収し、ユーザーエクスペリエンスの低下および流動性の機会コストに対する補償とすることができます。（注意：ここではユーザーの資金損失の可能性は一切ありません。上記補償は「資金の滞留」による機会コスト損失に対するものです。）
ノード選択期間中、SLA保証金の利用可能な価値は、ノードスケジューリング割り当てプロセスにおける優先順位決定の重要な要素となります。誠実で信頼できるcBridgeノードは、ブリッジプロセスで選ばれる機会を増やすために、保証金をステーキングする強い意志を持っています。一方、信頼性の低いノードはシステムから排除されたり、最低優先順位の選択肢となります。
分散型「SGNゲートウェイ」がサポートするSLA保証金機能により、cBridgeノードは高品質なSLA運用が可能になります。これは、「自己管理型流動性」を維持したい流動性プロバイダー向けに、健全で急速に成長し、去中心化されたcBridgeノード運営者ネットワークを提供することを目的としています。
一部の人々は、PoSコンセンサスが失敗する可能性があるため、SLA保証金が誤って没収される可能性があり、そのためSLA保証金を設定しても100％自己管理とは言えない、と言うかもしれません。
強調したいのは、SLA保証金は全体流動性のごく一部で十分であり、スムーズなユーザーエクスペリエンスと自己修復可能なcBridgeノード運営者エコシステムを効率的に確保できます。これは非常に価値あるトレードオフであり、最も重要なことは、ユーザーの視点から見たクロスチェーンプロセス全体が常に「ノンカストディ」であり、いかなる資金リスクも存在しないことです。
ノードスケジューリングルール
ノードスケジューリングルール設計の原則は、ユーザーエクスペリエンスの最適化です。私たちは「ノード品質スコア」という経験式を構築し、ノードSLA内のパラメータ（料金、応答時間）や歴史的パフォーマンス（例：成功率、平均応答時間）など複数の要因を組み合わせます。ユーザーのリクエストにノードを選択する際、このスコアに基づいてノードの優先順位を決めます。この式は、プロトコルガバナンスを通じて、運用経験に基づき時間とともに反復的に改善・最適化されることを目指しています。
このモデルは、Connextが新たにリリースしたnxtpプロトコル（同様に自己管理型アーキテクチャ）と比べて、cBridgeのユーザーインタラクションがよりシンプルで、遅延が小さく、コストが低く、複雑なマルチノードオークションプロセスを必要とせず、確実にノードのサービスレベルを保証し、ユーザー利益を保護できます。
SGN は共有流動性プールマネージャーとしての役割
cBridgeノードを運営しなくても流動性を提供可能
前述の改善は主に、自らcBridgeノードを運営できる自己管理型LP向けに設計されています。しかし、多くのLPおよびユーザーは流動性を提供したいものの、自らcBridgeノードを運営したくはなく、同時にSGNおよびCELRステーキングによるPoSコンセンサスが提供するセキュリティレベルに満足していることも認識しています。また、共有流動性プールモデルを通じて、ネットワーク全体の流動性を容易に立ち上げることができ、より速やかな良好なユーザーエクスペリエンスの促進が可能です。
そこで、cBridge 2.0では全く新しい運用モードを導入します：SGNがマルチチェーン上の共有流動性プールコントラクトを全体として管理する。これはつまり、分散型PoSチェーンであるSGN自体と、それが管理する流動性プールを一体として単一の「ノード」と見なし、LPにSGNに流動性を委託してクロスチェーン手数料収益を得ることを可能にするもので、ノード運営の必要がありません。
では、このモデルはどのようなセキュリティ保証を提供できるでしょうか？
PoSレベルのセキュリティおよび去中心化ガバナンス
cBridge 2.0のこのモードでは、共有流動性プールコントラクトはSGNのPoSコンセンサスによって管理されます。プールコントラクト内の資金の移動には、CELRステーキング加重マルチシグネチャが必要です。総株式の⅔以上が悪意を持つノードの場合にのみ、プールにリスクが生じます。強調したいのは、cBridgeのクロスチェーン取引数およびcBridgeネットワークが獲得する総価値が増加するにつれ、悪意ある行動をしようとするノードにとってその難易度とコストは自然に増加することです。これはTSSマルチシグを利用する他のソリューションと本質的に異なります。なぜならTSS自体はいかなるトークンステーキングとも紐づいておらず、ネットワーク価値の成長に伴ってセキュリティが強化されることもないからです。
SGN内のバリデーターのガバナンスモデルは開放的で去中心化されています。SGNは、特別な調整プロセスを必要とせず、新しいバリデーターが選出され、ステーキングガバナンスプロセスを通じてバリデーター集合に参加することを許可します。
簡潔な流動性プロバイダー（LP）体験および高流動性効率
では、このモデルにおいてLPはどのように流動性を管理するのでしょうか？既存のソリューション、例えばHop ProtocolやThorchainでは、LPがトークン流動性を別のプロトコル管理の決済トークンとともにチェーン上のAMMプールに入れることを求めます。しかし、このモデルにはいくつかの欠点があります：
- 例えばThorchainは、極めて不安定な決済トークンRuneを使用するようLPに要求するため、必然的にLPは大きな無常損失を被ります。
- ネイティブ流動性トークンから合成トークンを発行する場合でも、LPは複数チェーンにわたり流動性を追加・削除・再均衡させる際に依然として複雑な運用負担を抱えます。
- Hop Protocolのように「bonder」が流動性を提供する必要がある場合、流動性効率が低くなります。なぜなら、あらゆるクロスチェーン送金が流動性に求める実際の必要量は、必要な流動性の2倍になるためです。
cBridge 2.0は全く新しい設計により「流動性帰属問題」を解決し、シンプルなLP体験と高流動性効率を提供します。私たちのシステム設計をよりよく理解するために、まず「流動性帰属」とは何を意味するかを説明します。任意のマルチチェーンブリッジングシステムにおいて、ユーザーがソースチェーンからターゲットチェーンに資金を送信するとき、LP（またはプール集合体）は本質的にターゲットチェーン上のユーザーに支払いを行い、同時にソースチェーン上のユーザーから資金を受け取ります。ここで、あるLPがチェーンA上でシステムに流動性を提供していると仮定します。ユーザーがチェーンBからチェーンAに資金を送信すると、LPの流動性は本質的に「再分配」されます。つまり、チェーンA上の流動性は減少し、チェーンB上の流動性は増加します。「流動性帰属問題」とは、「システムが各LPに彼らのすべての流動性がどこにあるかをどう知らせるか」「取引手数料収益を最適化するために流動性をいかに効果的に管理するか」と定義されます。
AMMプールベースのソリューションは、AMMプール内に決済トークンとネイティブトークンを配置することで、LPの流動性を暗黙的に追跡します。ブリッジ構造（TSSバリデーターまたはL2からL1へのメッセージングプロトコルなど）は、クロスチェーン決済トークンの発行と焼却のみを管理します。ユーザーは常に、決済トークンからターゲットチェーン上のネイティブトークンへのAMM交換に手数料を支払う必要があります。時にはソースチェーン上でも同様です。ネットワーク内で流動性の不均衡が発生した場合、流動性が豊富なチェーンから不足しているチェーンへ流動性を移動してスリッページ裁定を行うのが理にかなっています。裁定者は、流動性不足チェーンから豊富チェーンへ資金を送ることで流動性を再均衡させる動機を持ちます。
同時に、LPは裁定収益を得るために追加のブリッジ手数料を支払う必要がないため、流動性のバランスを取る動機がさらに強くなります。しかし、LPの再均衡プロセスは非常に複雑です。例えば、流動性不足チェーンをS、豊富チェーンをAとすると、LPは以下のステップを踏む必要があります：
- SのAMMプールから流動性を撤退。
- 決済トークンをSからAへ移動。
- 決済トークンをAのAMMプールにプレミアム価格で売却し、ネイティブトークンと交換。
- ネイティブトークンをSへ移動。
- Sで決済トークンを購入。
- 流動性をSのAMMプールに戻す。
上記のステップは一定の操作手数料だけでなく、顕著な取引および時間コストを発生させます。
cBridge 2.0では、ブリッジ構造（私たちの場合はSGN）を高度に最適化することで、チェーン上スマートコントラクト操作と比較して根本的にコストを削減できると考えています。そのため、cBridge 2.0では、システム内の各LPの流動性が明示的に追跡されます。流動性の追加は非常にシンプルです。ネイティブトークンを流動性プールコントラクトに1回のトランザクションで追加するだけで、SGNはそのチェーン状態に各LPの流動性額を記録します。本質的には、SGNはそのチェーン状態に(chain_id, LP_address, token_type, balance)のテーブルを維持しています。
クロスチェーン送金リクエストを処理する際、SGNは全体プールの流動性を使ってスリッページと価格を計算（次節で詳しく説明）し、その後LPを「仮想cBridgeノード」として扱い、LPの流動性分配に基づいて転送リクエストを割り当てます。概念的に単純化すれば、各送金リクエストに対して、各ターゲットチェーンのLP流動性残高はその利用可能な流動性に比例して減少し、ソースチェーン上の流動性残高は増加します。もちろん実際の工学的実装では、状態変化とコストを最小化しつつLP間の統計的公平性を保つために、ランダムサンプリングや近似アルゴリズムなどを使用しています。この部分については、技術文書でさらに詳述しています。
このようなアーキテクチャは裁定者による流動性均衡にも適用され、LPが流動性を管理する際に最大の柔軟性を提供します。各LPは、任意の時点で自身の流動性がどのように分配されているかを明確に把握できます。これにより、任意のチェーンの流動性を追加または削除する際に、十分な情報に基づいた判断が可能です。これにより、流動性再均衡プロセスは6ステップから3ステップに簡素化され、AMM交換コストも不要になります：
- LPが直接Aでネイティブトークンの流動性を撤退。システム内のスリッページにより、この最初のステップでLPはすでにスリッページ裁定収益を確定できます。
- LPがネイティブトークンをAからSへ移動。
- Sのプールにネイティブトークンを追加。
LPは単一チェーンまたは特定チェーンの組み合わせからすべての流動性を撤退することも可能です。cBridge 2.0では、内部クロスチェーン転送をトリガーし、LPをユーザーとして扱い、希望するチェーンに流動性を転送した後、流動性を撤退することでこれを実現します。この場合、LPはシステムスリッページを負担します。しかし、これはAMMベースのチェーン上ソリューションで決済トークンを直接交換するのと実質的に変わりません。実際にはコストはさらに低くなります。
さらに重要なことに、cBridge 2.0ではLPが直接ネイティブトークン流動性を使用するため、高い無常損失を被りません。特にHop Protocolと比較して、cBridgeは追加のbonder流動性ロック要件が不要であり、最高の流動性効率と最良の流動性料金収益を達成できます。
流動性均衡を促進するクロスチェーンブリッジ価格設定
クロスチェーンブリッジシステムでは、同一ネイティブトークンの流動性が複数のチェーンに存在します。異なるチェーンにおける同じネイティブトークンの需要が変化するにつれ、異なるチェーン間の同一トークンの内在的価格も動的に変化します。これは、ネイティブブリッジを通じて異なるチェーン間で移動する潜在的コスト、およびこれらの異なるチェーンにおける流動性の需給バランスに基づいています。
あらゆるブリッジソリューションにとって、適切なボンディングカーブ（bonding curve）を設計することで、このような内在的価格変化を捉えることが重要です。これにより、LPは「規模の経済」を利用して複数チェーンの流動性を再均衡させ、すべてのユーザー要求に対応できる、十分かつ均衡の取れた流動性を持つネットワークを維持するという重要なインセンティブが生まれます。
「スマートアーキテクチャ」という設計原則に従い、SGN内部にCurveのステーブルコインAMMに着想を得たボンディングカーブ価格設定メカニズムを構築しました。ユーザーがトークンを1つのチェーンから別のチェーンに転送する際、SGNはソースチェーンおよびターゲットチェーン上の利用可能な流動性に基づき、受け取るトークン量を計算します。価格設定自体に加えて、取引から固定料金が差し引かれ、LPへの報酬として支払われます。
具体的には、任意のチェーンiとjのペアに対して、xiとXjをそれぞれチェーンiおよびチェーンj上の与えられたトークンの残高とします。チェーン間のトークン転送におけるスリッページを計算する際、以下の不変式は常に成立していなければなりません：
- Aは各チェーンペアの定数です。同じチェーンペアでは、すべてのトークンでAは同じです。
- Dは変数です。初期Dは、2つのチェーン上の初期流動性をもとに三次方程式を解くことで取得できます。その後、Dは流動性状態に応じて反復的に更新されます。
- WiおよびWjは2つのチェーンの相対的重みであり、転送のスリッページ非対称性を制御します。重みの設定は各チェーンペアごとに行われ、Wi＋Wj＝2を満たす必要があります。
ボンディングカーブでこれらの重みパラメータを使用する理由は、特定のチェーンの固有の非対称性を捉えるためです。例えば、ArbitrumやOptimismのようなロールアップへの入金は、7日間の遅延を伴う出金よりもはるかに簡単で安価です。そのため、各チェーンが持つこのような固有の差異を反映するために、ボンディングカーブ内の重みを制御できます。
上図の青色の対称参照線を持つ赤色の非対称曲線では、不均衡が発生したときにチェーンiからチェーンjへの転送に対してより大きなスリッページが発生することがわかります。Wi＝1、Wj＝1の場合、Curve Financeで使用される曲線に簡略化されます。
汎用クロスチェーンメッセージング
cBridge 2.0は、SGNに基づくスマートクロスチェーン構造を構築しました。この構造はクロスチェーン資産転送以上のことを可能にし、実際には汎用的なクロスチェーンメッセージングフレームワークであり、SGNがソースチェーン上の任意のイベントを監視し、ターゲットチェーン上でこれらのイベントのコンセンサス公証を発行することで、情報のクロスチェーンプロセスを完了します。
私たちは段階的に、この基盤機能をSDKとして開発者に公開し、チェーン上ブリッジに加えて、クロスチェーンNFT、クロスチェーンDeFiアグリゲーションなど他のユースケースの構築を可能にします。
ネットワーク価値獲得
多くのガバナンストークンとは異なり（プロトコルトークン保有者がプロトコルの日常業務を担わない）、CELR保
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