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ブリッジ

レイヤー1 (L1) ブロックチェーンとレイヤー2 (L2) のスケーリングソリューションの普及、そしてクロスチェーン化する分散型アプリケーション (dapp) の数の増加に伴い、チェーン間の通信と資産の移動の必要性は、ネットワークインフラストラクチャの不可欠な部分となっています。これを可能にするために、さまざまな種類のブリッジが存在します。

ブリッジの必要性

ブリッジは、ブロックチェーンネットワークを接続するために存在します。ブリッジは、ブロックチェーン間の接続性とインターオペラビリティを可能にします。

ブロックチェーンはサイロ化された環境に存在するため、ブロックチェーンが他のブロックチェーンと自然に取引したり通信したりする方法はありません。その結果、エコシステム内で大きな活動やイノベーションが起こる可能性があっても、他のエコシステムとの接続性やインターオペラビリティの欠如によって制限されてしまいます。

ブリッジは、孤立したブロックチェーン環境が互いに接続するための方法を提供します。ブリッジはブロックチェーン間に輸送ルートを確立し、トークン、メッセージ、任意のデータ、さらにはスマート・コントラクトの呼び出しをあるチェーンから別のチェーンへ転送できるようにします。

ブリッジの利点

簡単に言えば、ブリッジはブロックチェーンネットワーク間でデータを交換し、資産を移動できるようにすることで、数多くのユースケースを解き放ちます。

ブロックチェーンには、独自の強み、弱み、およびアプリケーション構築へのアプローチ (速度、スループット、コストなど) があります。ブリッジは、ブロックチェーンが互いのイノベーションを活用できるようにすることで、暗号資産エコシステム全体の発展を支援します。

開発者にとって、ブリッジは以下のことを可能にします。

  • チェーン間でのあらゆるデータ、情報、資産の転送。
  • ブリッジがプロトコルの提供できる設計空間を広げることによる、プロトコルの新機能やユースケースの解放。例えば、元々イーサリアム・メインネットにデプロイされたイールド・ファーミングのプロトコルが、すべてのEVM互換チェーンにわたって流動性プールを提供できるようになります。
  • 異なるブロックチェーンの強みを活用する機会。例えば、開発者はロールアップやサイドチェーンに分散型アプリケーション (dapp) をデプロイすることで、さまざまなレイヤー2 (L2) ソリューションが提供する低手数料の恩恵を受けることができ、ユーザーはそれらの間でブリッジを利用できます。
  • 新しいプロダクトを構築するための、さまざまなブロックチェーンエコシステムの開発者間のコラボレーション。
  • さまざまなエコシステムから自身のdappへのユーザーやコミュニティの誘致。

ブリッジはどのように機能するのか？

ブリッジの設計には多くの種類 (opens in a new tab)がありますが、資産のクロスチェーン転送を促進する3つの方法が際立っています。

  • ロック＆ミント – 送信元チェーンで資産をロックし、宛先チェーンで資産をミントします。
  • バーン＆ミント – 送信元チェーンで資産をバーンし、宛先チェーンで資産をミントします。
  • アトミック・スワップ – 送信元チェーンの資産を、別の当事者と宛先チェーンの資産にスワップします。

ブリッジの種類

ブリッジは通常、以下のいずれかのカテゴリに分類されます。

  • ネイティブ・ブリッジ – これらのブリッジは通常、特定のブロックチェーン上で流動性を立ち上げるために構築され、ユーザーがエコシステムに資金を移動しやすくします。例えば、Arbitrum Bridge (opens in a new tab)は、ユーザーがイーサリアム・メインネットからアービトラムへブリッジするのを便利にするために構築されています。他の同様のブリッジには、Polygon PoS Bridge、Optimism Gateway (opens in a new tab)などがあります。
  • バリデータまたはオラクルベースのブリッジ – これらのブリッジは、クロスチェーン転送を検証するために外部のバリデータセットまたはオラクルに依存しています。例: Multichain、Across。
  • 汎用メッセージパッシング・ブリッジ – これらのブリッジは、メッセージや任意のデータとともに資産をチェーン間で転送できます。例: Axelar、LayerZero、Nomad。
  • 流動性ネットワーク – これらのブリッジは主に、アトミック・スワップを介してあるチェーンから別のチェーンへ資産を転送することに焦点を当てています。一般的に、クロスチェーンのメッセージパッシングはサポートしていません。例: Connext、Hop。

考慮すべきトレードオフ

ブリッジにおいて、完璧なソリューションはありません。むしろ、目的を達成するためのトレードオフがあるだけです。開発者とユーザーは、以下の要素に基づいてブリッジを評価できます。

  • セキュリティ – 誰がシステムを検証するのか？外部のバリデータによって保護されているブリッジは通常、ブロックチェーンのバリデータによってローカルまたはネイティブに保護されているブリッジよりも安全性が低くなります。
  • 利便性 – トランザクションの完了にどのくらい時間がかかるか、ユーザーはいくつのトランザクションに署名する必要があるか？開発者にとって、ブリッジの統合にどのくらい時間がかかり、そのプロセスはどの程度複雑か？
  • 接続性 – ブリッジが接続できるさまざまな宛先チェーン (ロールアップ、サイドチェーン、他のレイヤー1ブロックチェーンなど) は何か、新しいブロックチェーンを統合するのはどの程度難しいか？
  • より複雑なデータを渡す能力 – ブリッジはチェーン間でメッセージやより複雑な任意のデータを転送できるか、それともクロスチェーンの資産転送のみをサポートしているか？
  • 費用対効果 – ブリッジを介してチェーン間で資産を転送するのにいくらかかるか？通常、ブリッジはガスコストや特定のルートの流動性に応じて、固定または変動の手数料を請求します。また、セキュリティを確保するために必要な資本に基づいて、ブリッジの費用対効果を評価することも重要です。

大まかに言えば、ブリッジはトラステッド (信頼が必要) とトラストレスに分類できます。

  • トラステッド – トラステッド・ブリッジは外部で検証されます。チェーン間でデータを送信するために、外部の検証者セット (マルチシグによるフェデレーション、マルチパーティ計算システム、オラクルネットワーク) を使用します。その結果、優れた接続性を提供し、チェーン間で完全に汎用化されたメッセージパッシングを可能にします。また、速度と費用対効果の面でも優れている傾向があります。ただし、ユーザーはブリッジのセキュリティに依存しなければならないため、これはセキュリティを犠牲にして成り立っています。
  • トラストレス – これらのブリッジは、メッセージやトークンを転送するために、接続しているブロックチェーンとそのバリデータに依存しています。(ブロックチェーンに加えて) 新たなトラスト前提を追加しないため、「トラストレス」と呼ばれます。その結果、トラストレス・ブリッジはトラステッド・ブリッジよりも安全であると考えられています。

他の要素に基づいてトラストレス・ブリッジを評価するには、それらを汎用メッセージパッシング・ブリッジと流動性ネットワークに分類する必要があります。

  • 汎用メッセージパッシング・ブリッジ – これらのブリッジは、セキュリティと、チェーン間でより複雑なデータを転送する能力に優れています。通常、費用対効果にも優れています。しかし、これらの強みは一般的に、ライト・クライアント・ブリッジ (例: IBC) の場合は接続性の犠牲、不正証明を使用するオプティミスティック・ブリッジ (例: Nomad) の場合は速度の欠点という代償を伴います。
  • 流動性ネットワーク – これらのブリッジは資産の転送にアトミック・スワップを使用し、ローカルで検証されるシステムです (つまり、トランザクションを検証するために基盤となるブロックチェーンのバリデータを使用します)。その結果、セキュリティと速度に優れています。さらに、比較的費用対効果が高く、優れた接続性を提供すると考えられています。しかし、主なトレードオフは、クロスチェーンのメッセージパッシングをサポートしていないため、より複雑なデータを渡すことができない点です。

ブリッジのリスク

ブリッジは分散型金融 (DeFi) における最大規模のハッキング (opens in a new tab)のトップ3を占めており、まだ開発の初期段階にあります。いかなるブリッジを使用する場合でも、以下のリスクが伴います。

  • スマート・コントラクトのリスク – 多くのブリッジが監査に合格していますが、スマート・コントラクトに1つの欠陥があるだけで、資産がハッキングの危険にさらされます (例: SolanaのWormhole Bridge (opens in a new tab))。
  • システミックな金融リスク – 多くのブリッジは、新しいチェーン上で元の資産の正規バージョンをミントするためにラップされた資産を使用します。ラップされたバージョンのトークンが悪用される事例が見られるように、これはエコシステムをシステミックリスクにさらします。
  • カウンターパーティリスク – 一部のブリッジは、バリデータが共謀してユーザーの資金を盗むことはないという前提にユーザーが依存する必要がある、トラステッドな設計を利用しています。ユーザーがこれらの第三者を信頼する必要があるため、ラグプル、検閲、その他の悪意のある活動などのリスクにさらされます。
  • 未解決の問題 – ブリッジが開発の初期段階にあることを考慮すると、ネットワークの混雑時や、ネットワークレベルの攻撃や状態のロールバックなどの予期せぬイベントが発生した際など、さまざまな市場環境でブリッジがどのように機能するかについて、多くの未解決の疑問があります。この不確実性は特定のリスクをもたらし、その程度はまだ不明です。

dappはどのようにブリッジを使用できるか？

開発者がブリッジや自身の分散型アプリケーション (dapp) のクロスチェーン化について検討できる、いくつかの実用的なアプリケーションを以下に示します。

ブリッジの統合

開発者にとって、ブリッジのサポートを追加する方法は多数あります。

  1. 独自のブリッジの構築 – 安全で信頼性の高いブリッジを構築することは、特にトラスト最小化のルートを取る場合、容易ではありません。さらに、スケーラビリティとインターオペラビリティの研究に関する長年の経験と技術的専門知識が必要です。加えて、ブリッジを維持し、実現可能にするための十分な流動性を引き付けるための実践的なチームが必要になります。

  2. ユーザーに複数のブリッジの選択肢を提示する – 多くのdappは、ユーザーが対話するためにネイティブトークンを持っていることを必要とします。ユーザーがトークンにアクセスできるように、ウェブサイト上でさまざまなブリッジの選択肢を提供しています。しかし、この方法はユーザーをdappのインターフェースから遠ざけ、依然として他のdappやブリッジと対話する必要があるため、問題の応急処置にすぎません。これは、間違いを犯す可能性が高まる、煩雑なオンボーディング体験です。

  3. ブリッジの統合 – このソリューションでは、dappがユーザーを外部のブリッジやDEXのインターフェースに送る必要はありません。これにより、dappはユーザーのオンボーディング体験を向上させることができます。しかし、このアプローチには限界があります。

    • ブリッジの評価と保守は困難で時間がかかります。
    • 1つのブリッジを選択すると、単一障害点と依存関係が生じます。
    • dappはブリッジの機能によって制限されます。
    • ブリッジだけでは不十分な場合があります。dappは、クロスチェーン・スワップなどのより多くの機能を提供するためにDEXを必要とするかもしれません。

  4. 複数のブリッジの統合 – このソリューションは、単一のブリッジの統合に関連する多くの問題を解決します。しかし、複数のブリッジを統合することはリソースを消費し、暗号資産において最も希少なリソースである開発者に技術的およびコミュニケーション上のオーバーヘッドを生み出すため、限界もあります。

  5. ブリッジアグリゲーターの統合 – dappのもう1つの選択肢は、複数のブリッジへのアクセスを提供するブリッジアグリゲーションソリューションを統合することです。ブリッジアグリゲーターはすべてのブリッジの強みを継承するため、単一のブリッジの機能に制限されることはありません。特に、ブリッジアグリゲーターは通常、ブリッジの統合を維持するため、dappはブリッジ統合の技術的および運用上の側面を常に把握する手間を省くことができます。

そうは言っても、ブリッジアグリゲーターにも限界があります。例えば、より多くのブリッジの選択肢を提供できる一方で、通常、アグリゲーターのプラットフォームで提供されているもの以外にも、市場にはさらに多くのブリッジが存在します。さらに、ブリッジと同様に、ブリッジアグリゲーターもスマート・コントラクトや技術的なリスクにさらされています (スマート・コントラクトが多いほど、リスクも高まります)。

dappがブリッジまたはアグリゲーターを統合するルートを進む場合、統合の深さに応じてさまざまな選択肢があります。例えば、ユーザーのオンボーディング体験を向上させるためのフロントエンドの統合のみであれば、dappはウィジェットを統合します。しかし、ステーキングやイールド・ファーミングなどのより深いクロスチェーン戦略を探求するための統合であれば、dappはSDKまたはAPIを統合します。

複数のチェーンへのdappのデプロイ

複数のチェーンにdappをデプロイするために、開発者はAlchemy (opens in a new tab)、Hardhat (opens in a new tab)、Moralis (opens in a new tab)などの開発プラットフォームを使用できます。通常、これらのプラットフォームには、dappのクロスチェーン化を可能にするコンポーザブルなプラグインが付属しています。例えば、開発者はhardhat-deployプラグイン (opens in a new tab)が提供する決定論的デプロイメントプロキシを使用できます。

例:

チェーン間のコントラクトアクティビティの監視

チェーン間のコントラクトアクティビティを監視するために、開発者はサブグラフやTenderlyなどの開発者プラットフォームを使用して、スマート・コントラクトをリアルタイムで観察できます。このようなプラットフォームには、コントラクトによって発行されたイベント (opens in a new tab)の確認など、クロスチェーンアクティビティのためのより優れたデータ監視機能を提供するツールもあります。

ツール

参考文献

さらに、ブリッジの理解を深めるのに役立つ、James Prestwich (opens in a new tab)による洞察に満ちたプレゼンテーションをいくつか紹介します。