ブロックチェーンブリッジ

Web3は、L1ブロックチェーンとL2スケーリングソリューションのエコシステムへと進化し、それぞれが独自の機能とトレードオフを持つように設計されています。ブロックチェーンのプロトコルが増えるにつれ、チェーン間で資産を移動させる需要も増えています。この需要を満たすためには、ブリッジが必要です。

ブリッジとは

ブロックチェーンの世界でのブリッジとは、その名のとおりブリッジ(橋)と同じような機能があります。橋が2つの場所をつなぐように、ブロックチェーンのブリッジは2つのブロックチェーンエコシステムをつなぎ、 ブリッジは、情報と資産の転送を通じて、ブロックチェーン間のコミュニケーションを促進します。

例を考えてみましょう。

アメリカからヨーロッパに旅行を計画しているとします。米ドルを持ってますが、支払いにはユーロが必要です。手数料を払って両替所を利用し、米ドルをユーロに両替することができます。

しかし、異なるを利用するために同様の交換を行いたい場合、どうすればよいのでしょうか？例えば、Ethereumメインネット上のをArbitrumopens in a new tab上のETHに交換したいとします。米ドルからユーロへの両替のように、イーサリアムからArbitrumへETHを移動させるメカニズムが必要です。ブリッジはこのようなトランザクションを可能にします。この場合、Arbitrumにはネイティブブリッジがありopens in a new tab、メインネットからArbitrumにETHを転送できます。

ブリッジが必要な理由

すべてのブロックチェーンには制限があります。 Ethereumがスケーリングして需要に追いつくためには、が必要でした。あるいは、SolanaやAvalancheのようなL1チェーンでは、分散化を代償にして、より高いスループットを実現するために異なる設計をしています。

しかし、すべてのブロックチェーンは独立した環境で開発されており、それぞれが異なるルールとメカニズムを持っています。つまり、ネイティブではブロックチェーン間の通信ができず、トークンもブロックチェーン間を自由に移動できません。

ブリッジはブロックチェーンを接続し、ブロックチェーン間の情報、トークンを移動できます。

ブリッジが可能にすること:

チェーンの垣根を超えた資産、情報の移動
がさまざまなブロックチェーンの強みにアクセスできるようにし、それによって能力を向上させる (プロトコルがイノベーションのためのより多くの設計スペースを持つようになったため)。
新しいプラットフォームにアクセスし、異なるチェーンの利点を活用
異なるブロックチェーンエコシステムからのデベロッパー同士が協力し、新しいプラットフォームの開発

トークンをレイヤー2にブリッジする方法

ブリッジのユースケース

下記は、ブリッジを活用できるシナリオです。

より低い取引手数料

例えば、イーサリアムメインネットのETHを持っていると仮定して、他の分散型アプリ(Dapp)を探すため、トランザクションフィーをより安価にしたいとします。メインネットからイーサリアムのL2ロールアップに、ETHをブリッジすることで、トランザクションフィーを安価にすることができます。

他のブロックチェーン上のdapps

もしこれまでイーサリアムメインネット上のAaveでUSDTを供給していたとしても、Polygon上のAaveでUSDTを供給した場合の方が、受け取れる金利が高い可能性があります。

ブロックチェーンエコシステムを探る

イーサリアムメインネットでETHを所有していて、代替のL1の分散型アプリ(Dapp)を使用したいとします。ブリッジを使って、イーサリアムメインネットから他のL1にETHを移動させることができます。

ネイティブ暗号資産を所有する

例えば、ネイティブビットコイン(BTC)の保有を希望しており、資金はイーサリアムメインネットにあるとします。イーサリアムでBTCを入手するために、ラップドビットコイン(WBTC)を購入できます。しかし、WBTCはEthereumネットワークにネイティブなトークンです。これは、WBTCがBitcoinのEthereum版であり、Bitcoinブロックチェーン上の本来の資産ではないことを意味します。ネイティブのBTCを保有するには、イーサリアムからビットコインに資産をブリッジする必要があります。 WBTCをブリッジすれば、ネイティブのBTCに取引できます。あるいは、BTCを所有していて、それをEthereumのプロトコルで使用したい場合もあるでしょう。これには、逆にBTCからWBTCへのブリッジが必要となり、WBTCはイーサリアムの資産として使用することができます。

これらすべては、集中型取引所を使用して行うこともできます。しかし、取引所に資産がある場合を除いては、複数の手順が必要になるため、ブリッジを使用する方が手間が省けます。

ブリッジの種類

ブリッジには多くの種類の設計や複雑さがあります。一般的に、ブリッジは、トラストとトラストレスの2つのカテゴリに分類されます。

トラストブリッジ	トレストレスブリッジ
トラストブリッジでは、運用を中央エンティティやシステムに依存します。	トレストレスブリッジは、スマートコントラクトやアルゴリズムを用いて運用します。
資産の保管やセキュリティをトラストブリッジに信頼しなければなりません。ユーザーは主にブリッジ運営の評判に頼っています。	ブリッジのセキュリティは基盤となるブロックチェーンのセキュリティと同じで、信頼する必要がなく、トラストレスです。
自分自身の仮想通貨の管理を諦める必要があります。	を通じて、トラストレスブリッジはユーザーが自身の資金を管理し続けられるようにします。

一言で言えば、トラストブリッジでは、サードパーティへの「信頼の前提」があると言え、一方のトラストレスブリッジでは、この信頼を最小限にし、基盤となるドメインを超える範囲で、新たに信頼を置く必要がありません。これらの用語を下記に説明します。

トラストレス: 基盤となるドメインと同等のセキュリティを持つこと。こちらの記事でArjun Bhuptani氏が説明しています。opens in a new tab
信頼の前提: システムに外部の検証者を追加することで、基盤となるドメインのセキュリティから離れ、暗号経済学的な安全性を低下させること。

2つのアプローチの重要な違いをもっと理解するために、例を見てみましょう。

空港の保安検査場にいるとします。 2種類のチェックポイントがあります。

手動チェックポイント — 搭乗券を渡す前に、係員が航空券の詳細と身分証明書をすべて手動で確認します。
セルフチェックイン — 機械にフライトの詳細を入力し、問題がなければ搭乗券を受け取ります。

手動チェックポイントはトラストモデルに似ており、サードパーティーに依存します。すなわち、この例において係員のオペレーションの信頼性に依存します。係員が正しい決定を行い、個人情報を正しく使用してくれるものと信頼します。

セルフチェックインは、係員による作業を削除し、テクノロジーを使用するため、トラストレスモデルに似ています。搭乗者は常にデータを管理でき、個人情報をサードパーティに渡す必要はありません。

多くのブリッジソリューションは、これらの両極端な例の間にある異なるトラストレスモデルを採用しています。

ブリッジの使用

ブリッジを使えば、異なるブロックチェーン間で資金を移動させることができます。ブリッジを探して活用するのに役立つリソースをいくつか紹介します：

L2BEAT Bridges概要opens in a new tab & L2BEAT Bridgesリスク分析opens in a new tab: 市場シェア、ブリッジの種類、宛先チェーンなどの詳細を含む、さまざまなブリッジの包括的な概要。また、リスク分析も実施しており、ユーザーのブリッジ選択を補助します。
DefiLlamaブリッジ概要opens in a new tab: Ethereumネットワークにおけるブリッジの取引量の概要。

ブリッジを使用するリスク

ブリッジは開発の初期段階です。最適なブリッジの設計はまだ発見されていない可能性があります。そのため、どの種類のブリッジでもリスクが伴います。

スマートコントラクトのリスク — コード内のバグによりユーザーの資金が失われる可能性のあるリスク
テクノロジーリスク — ソフトウェアの障害、バグのあるコード、ヒューマンエラー、スパム、悪意のある攻撃がユーザーの操作を妨害する可能性

さらに、トラストブリッジでは「信頼の前提」が必要なため、下記のようなリスクがあります。

検閲リスク — ブリッジの運営者が、理論上、ユーザーがブリッジを使って資産を転送するのを阻止できるリスク
カストディリスク — ブリッジの運営者が共謀してユーザーの資金を盗むリスク

下記の場合は、ユーザーの資金にリスクにさらされます。

スマートコントラクトのバグ
ユーザーによるエラー
基盤となるブロックチェーンのハッキング
トラストブリッジで、ブリッジ運営側による悪意的な行動
ブリッジのハッキング

最近のハッキング事例としては、SolanaのWormholeブリッジがあり、このハッキングで12万wETH（3億2500万米ドル）が盗まれましたopens in a new tab。ブロックチェーンにおける大規模なハッキングの多くopens in a new tabには、ブリッジが関与していました。

ブリッジは、イーサリアムのL2を初めて利用するユーザー、またさまざまなエコシステムを探索したいユーザーにとっても重要なものです。しかし、ブリッジ利用に伴うリスクを考慮し、ブリッジのトレードオフの理解が必要です。これらは、クロスチェーンセキュリティのための戦略opens in a new tabの一部です。