ブロックチェーンの相互運用性パートI:ブリッジングの現状

ブロックチェーンの普及

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年に導入されました。 それ以来14年間で、パブリックブロックチェーンはカンブリア紀に爆発的に増加し、DeFiLlamaによると、その数は合計201になりました。 イーサリアムは主にオンチェーン活動を支配しており、2021年には~96%のTotal Value Locked(TVL)を占めています。過去2年間で、Binance Smart Chain(BSC)やSolanaなどの代替レイヤー1ブロックチェーンがローンチされ、Optimism、Arbitrum、zkSync Era、Starknet、Polygon zkEVMなどのレイヤー2ロールアップがイーサリアムのスケーリングソリューションとして登場したため、その数は59%に減少しました。

DeFiLlamaによると、本稿執筆時点では、115以上のEVMベースのチェーンと12のイーサリアムロールアップ/L2があり、複数のチェーンでの活動の傾向はさまざまな理由で続くように設定されています。

1. Polygon、Optimism、Arbitrumなどの主要なL2は、早くからイーサリアムのスケーリングソリューションとしての地位を確立し、多額の資金を調達し、アプリケーションを安価にデプロイしやすい場所としての地位を確立しました(昨年は、Arbitrumで構築する開発者チームが+2,779%、Optimismで+1,499%、Polygonで+116%の成長が見られました
2. 特定のニーズに合わせて最適化するために、代替L1が引き続き発売されています。 一部のチェーンは、スループット、速度、決済時間の向上に最適化されています(例: Solana、BSC)など、ゲーム(ImmutableX)、DeFi(Sei)、従来の金融(例: ゲート付き Avalanche サブネット)
3. 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、ネットワーク料金(dydx)を管理するために、独自のロールアップまたはアプリチェーンを立ち上げています。そして
4. いくつかのフレームワーク、SDK、ツールキット、および「Rollup-as-a-service」プロバイダーが市場に登場し、どのプロジェクトでも最小限の技術的リフトで独自のロールアップを簡単にスピンアップできるようにしています(例: Caldera、Eclipse、Dymension、Sovereign、Stackr、AltLayer、Rollkit)

私たちは多層、多層の世界に住んでいます。

相互運用性の重要性の高まり

このようにL1、L2、アプリチェーンが急増したことで、相互運用性、つまりブロックチェーンが相互に通信する能力と方法の重要性が浮き彫りになりました。それらの間で資産、流動性、メッセージ、およびデータを転送します。

ブロックチェーンの相互運用性は、 Connextが提案しているように、3つの部分に分けることができます。

1. トランスポート: メッセージデータが 1 つのチェーンから別のチェーンに渡される場所
2. 検証:データの正しさが証明される場所(通常、ソースチェーンのコンセンサス/状態の証明が含まれます)。そして
3. 実行:宛先チェーンがデータに対して何かを行う場所

出典: The Messaging Bridge Stack (Connext から引用)

チェーン間で資産と流動性を移動できることの利点は単純明快で、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、取引することができます。 彼らは、新しいブロックチェーンの利点(例えば、より低い手数料のレイヤー2での取引や取引)を活用し、新しく有利な機会を発見することができます(例: 他のチェーンでより高い利回りを持つDeFiプロトコルにアクセスします)。

メッセージを転送する利点は、元の資産を移動することなく、クロスチェーンのユースケース全体のロックを解除できることです。 チェーン A (送信元) から送信されたメッセージは、チェーン B (送信先) でコードの実行をトリガーします。 例えば、チェーンAのdappは、ユーザーの資産や取引履歴に関するメッセージをチェーンBに渡し、資産を移動することなくチェーンBで活動できるようにすることができます。

1. チェーンBで借り入れ、チェーンAの資産を担保にする
2. チェーンAでNFTを移動することなく、低コストのロールアップ(新しいNFTコレクションの発行、イベントや商品のチケットの請求など)でコミュニティ特典に参加する
3. 彼らは、あるチェーンで設定した分散型IDとオンチェーン履歴を活用して、DeFiに関与し、別のチェーンでより良いレートにアクセスします

相互運用性における課題

相互運用性がもたらす多くの利点にもかかわらず、多くの技術的課題に直面しています。

1. まず、ブロックチェーンは一般的に互いにうまく通信できず、異なるコンセンサスメカニズム、暗号化スキーム、アーキテクチャを使用しています。 トークンがチェーンAにある場合、それらを使用してチェーンBでトークンを購入するのは簡単なプロセスではありません。
2. 第二に、検証層では、相互運用性プロトコルの信頼性は、渡されたメッセージが実際に正当で有効であることを確認するために選択された検証メカニズムと同じくらい優れています。
3. 第三に、開発者が構築する場所が複数あると、Web3の重要な構成要素であるコンポーザビリティが失われます。 つまり、開発者は、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、ユーザーの可能性を広げることができません。
4. 最後に、チェーンの数が多いということは、流動性が断片化され、参加者の資本効率が低下することを意味します。 例えば、チェーンAのプールに流動性を提供して利回りにアクセスした場合、そのトランザクションからLPトークンを取り出し、それを別のプロトコルの担保として使用して、より多くの利回りを生み出すことは困難です。 流動性はDeFiとプロトコル活動の生命線であり、チェーンが多ければ多いほど、それらすべてが繁栄することは難しくなります。

これらの問題のいくつかに対処するために、現在存在する相互運用性のソリューションがいくつかありますが、現在の状況はどうなっているのでしょうか。

相互運用性の現状

今日、クロスチェーンブリッジは、クロスチェーントランザクションの主なファシリテーターです。 現在、 110+ 以上のブリッジがあり、セキュリティ、速度、サポートできるブロックチェーンの数など、さまざまなレベルの機能とトレードオフがあります。

LI.FI が包括的な ブリッジング 101 で概説しているように、ブリッジにはいくつかの異なるタイプがあります。

1. Wrap & mint bridges - チェーンAのトークンをマルチシグで保護し、チェーンBの対応するトークンを鋳造します。理論的には、ラップされたトークンは元のトークンと同じ値になるはずですが、その値はブリッジが安全である限り良好です - 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Aにブリッジしようとしたときにラップされたトークンがスワップバックされるものは何もありません(ポータル、 マルチチェーン)
2. 流動性ネットワーク - 当事者がチェーンの両側でトークンの流動性を提供し、クロスチェーンスワップを容易にします(例: ホップ、コンネクスト、アマロック、アクロス)
3. 任意のメッセージングブリッジ - あらゆるデータ(トークン、コントラクトコール、チェーンの状態)の転送を可能にします。 レイヤーゼロ、アクセラー、ワームホール
4. 特定のユースケースのブリッジ(例: Stablecoin & NFT bridges)は、チェーンAでステーブルコイン/NFTを燃やしてからチェーンBにリリースします。

これらのブリッジは、さまざまな信頼できる当事者とインセンティブに裏打ちされたさまざまな信頼メカニズムを使用して保護されており、これらの選択が重要です( Catalyst Labsと Li.Fi チームのJimが指摘したように)。

1. Team Humanは、トランザクションの有効性を証明するために一連のエンティティに依存しています。
2. Team Economicsは、悪質な行為を阻止するために、ペナルティを削減するリスクを冒して、担保をステーキングしたバリデーターに依存しています。 これは、不正行為の経済的利益が斬撃ペナルティよりも低い場合にのみ機能します
3. Team Game Theoryは、クロスチェーンプロセスでさまざまなタスクを分割します(例: トランザクションの有効性を確認する。異なる当事者間でのリレー)
4. Team Mathは、ゼロ知識技術と簡潔な証明を活用して、あるチェーンの状態を検証してから、別のチェーンでアセットをリリースすることで、オンチェーンのライトクライアント検証を実行します。 これにより、人間の介入が最小限に抑えられ、セットアップが技術的に複雑になります

結局のところ、信頼のメカニズムは、人間から経済的インセンティブを持つ人間、数学に基づく検証まで多岐にわたります。 これらのアプローチは相互に排他的なものではなく、セキュリティを強化するために組み合わされているケースもあります。 LayerZeroのゲーム理論ベースのブリッジは、Polyhedra(検証のためにzk証明に依存している)をネットワークへのオラクルとして組み込んでいます。

橋はこれまでどのように機能してきましたか? これまでのところ、橋梁は多額の資本の移転を促進しており、2022年1月には橋梁のTVLは600億ドルでピークに達しました。 これだけの資本が危機に瀕しているため、橋はエクスプロイトやハッキングの格好の標的となっています。 2022年だけでも、マルチシグキーの侵害とスマートコントラクトの脆弱性の組み合わせにより、25億ドルが失われました。 年間4%のキャピタルロス比率は、金融システムが繁栄し、より多くのユーザーを引き付けるためには維持できません。

攻撃は2023年も続き、マルチチェーンアドレスが1億2600万ドル(Fantomブリッジの50%、Moonriverブリッジの保有の80%に相当)で流出し、その間ずっとCEOが「マルチシグ」のすべての鍵を管理していたことが明らかになりました。 このハッキングから数週間で、Fantom(Multichainに多くのアセットがブリッジされていた)のTVLは67%下落しました。

結局のところ、最大級のブリッジエクスプロイトとそれに続く結果のいくつかは、マルチシグの脆弱性に帰着しました(Ronin $624m、Multichain $126.3m、 Harmony $100m)は、どのようなブリッジ・トラスト・メカニズムが採用されているかの重要性を強調しています。

小さなバリデーター(Harmony)またはグループ化されたバリデーターセット(Ronin)または特異なバリデーターセット(Multichain)を持つことは、これらのエクスプロイトのいくつかの主な理由ですが、攻撃は恐ろしい数のベクトルから発生する可能性があります。 2022 年 4 月、FBI、サイバーセキュリティ & インフラストラクチャ セキュリティ庁 (CISA)、米国財務省は、北朝鮮の国家が支援する Lazarus Group が使用した戦術の一部に焦点を当てた共同サイバーセキュリティ 勧告通知 を発行しました。 ソーシャルエンジニアリング、電子メール、Telegram、CEXアカウントフィッシングなど、多岐にわたりました( Tayvanoによるこのスレッドのスクリーンショットの例)。

ここからどこへ向かうのか?

究極的には人間に依存する検証メカニズムが格好の標的であることは明らかですが、安全で効率的な相互運用性の必要性は依然として残っています。 では、次はどこへ向かうのでしょうか?

現在、信頼性を最小化した検証アプローチが登場しており、私たちはこれに期待しています。

1. 第II部では、ソースチェーンの 最新のコンセンサス (つまり、 最後の数ブロックの彼らの状態/「真実」)は、橋渡しを容易にします。そして
2. パートIIIでは、古いブロックの 過去の トランザクションとデータを証明し、幅広いクロスチェーンのユースケースを容易にするストレージプルーフについて説明します。

どちらのアプローチも、人間の信頼と誤謬性を回避するための信頼最小化検証を中心としており、相互運用性の将来に向けて旗を掲げています。 彼らと、このスペースで構築しているチームについて深く掘り下げていきますので、ご期待ください!

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