ブロックチェーンの相互運用性とは何か?
ブロックチェーンの相互運用性とは何か。ネットワーク同士が本来つながらない理由と、解決に向けた取り組みを解説します。
ガイドを読む
言語
ブロックチェーンブリッジとは、独立したルールと状態を持つ2つのブロックチェーンネットワークが、資産や情報を交換できるようにするインフラです。エコシステムが多数のレイヤー1ネットワーク、レイヤー2ソリューション、専門チェーンへ分断されるにつれて、その重要性は高まっています。イーサリアムは、ブリッジによって、速度、容量、コストなどが異なるネットワーク間で資産、情報、その他のデータを移転できると説明しています。
基本的な考え方には、チェーン間で資産を「移動させる」とは実際に何を意味するのかを理解する必要があります。イーサリアムに記録された暗号資産は、ユーザーが取引を送っただけで別のブロックチェーン上にネイティブに現れるわけではありません。各ネットワークは独自の状態台帳を維持し、それぞれの仕組みを通じて取引を検証します。そのためブリッジは、ソースチェーン上で発生した出来事と、宛先チェーン上で続いて行われる処理との間に、検証可能な関係を作る必要があります。元のコインをそのまま運ぶのではなく、通常はそれをロック、バーン、または交換し、別の環境でその価値を表す資産を作成または解放します。イーサリアムは、ロックしてミントする方式、バーンしてミントする方式、アトミックスワップを一般的なモデルとして挙げています。
処理は、ユーザーがウォレットをブリッジアプリケーションに接続し、宛先ネットワークと移転したい数量を指定するところから始まります。ユーザーはソースチェーン上で取引に署名します。その操作によって、プロトコルが管理するスマートコントラクトへ資金を送ったり、受信側ネットワークでミント可能なネイティブ表現が存在する場合にはトークンのバーン機構を起動したりできます。取引はその後ソースブロックチェーンに記録されますが、それだけで宛先チェーン上の資産が利用可能になったことを意味するわけではありません。
次の段階は、最も重要であると同時に、特に慎重に設計しなければならない部分です。ブリッジは、ソース上の処理が実際に発生し、それを有効なものとして扱えることを証明する必要があります。そのために設計ごとに異なる仕組みが利用されます。外部バリデーター、マルチシグネチャ、ソースチェーンを監視して確認を発行するオラクルネットワークに依存するものもあります。別のものではライトクライアントと暗号学的証明を使い、宛先インフラ自体が外部主体への依存を減らしながらソースチェーン由来の情報を検証できるようにします。実際には、このイベントをどのように検証するかが、ブリッジの安全性モデルの大部分を決定します。
この方式の例が、ブロックチェーン間通信向けに設計されたIBCベースのシステムです。IBCでは、状態証明とライトクライアントを通じて情報を交換できます。その考え方は、特定の取引が発生したと単に主張する少数の仲介者を信頼することなく、あるチェーンが別のネットワークの状態についての情報を検証できるようにすることです。この種のアーキテクチャは追加の信頼要件を減らすことを目指しますが、かなり高度な技術インフラを必要とします。
イベントが検証されると、プロトコルは宛先チェーン上で対応する処理を実行します。ロック・アンド・ミント方式では、元の資金はソースネットワーク上でロックされたまま、宛先ネットワーク上で同等の表現が作られます。バーン・アンド・ミント方式では、一方のネットワークでトークンをバーンし、別のネットワークでミントします。いずれの場合も目的は、ロックまたはバーンされた資産量と、宛先チェーンで表現される量との対応関係を維持することです。チェーンリンクは、CCIPの相互運用インフラで使われる仕組みとして、これらに加えてロック・アンド・アンロックも説明しています。
この表現の仕組みは、複数のブロックチェーンを流通する資産の多くが、技術的には厳密に同一のトークンではない理由を理解するために重要です。ネイティブ資産は特定のチェーンに属しますが、ブリッジ経由で移されたバージョンは、一般に相互運用プロトコルのルールに依存する表現です。ブリッジが停止したり、安全性を失ったり、資産の裏付けを適切に証明できなくなったりすると、その表現は利用者が期待していた経済的な同等物として機能しなくなる可能性があります。
現代のブリッジはトークンだけでなく、任意のメッセージも運べます。クロスチェーン通信には、宛先のスマートコントラクトで処理を起動できるメッセージを含められます。たとえばCCIPでは、データ、トークン、またはその両方を送信でき、オフチェーンのコンポーネントがイベントを観測・検証してから、実行レイヤーが受信側ネットワークで処理するアーキテクチャを採用しています。これにより、あるブロックチェーンで開始された操作が、ユーザーに各段階を手作業で管理させることなく、別のブロックチェーン上で第2の処理を起動するアプリケーションを構築できます。
ブリッジの概念は、ネイティブなクロスチェーンメッセージングとも混同すべきではありません。エコシステムによっては、通信機構そのものがアーキテクチャに組み込まれています。ポルカドットは異なるコンセンサスシステム間のメッセージと意図を表現する形式としてXCMを使い、外部ネットワークとの接続にはブリッジを用います。この区別が重要なのは、ネイティブ通信はエコシステム内で共有される安全性コンポーネントを利用できる一方、外部ブリッジは接続先ネットワークの状態をどう検証するかという問題を個別に解決する必要があるからです。
安全性は、こうしたインフラにおける主要な技術的・経済的問題です。ブリッジは大量の価値を集中させる可能性があり、それ自体が新しい攻撃対象を作ります。コントラクトの脆弱性、検証ロジックのエラー、処理を承認するために必要な鍵の操作などによって重大な損失が生じる可能性があります。イーサリアムは、スマートコントラクト、ラップド資産、設計によっては第三者の検証者への依存に関係するリスクを特に指摘しています。
したがって、信頼の仕組みを選ぶことが中心的な問題になります。少数の署名者に基づくシステムは比較的単純に運用できますが、利用者は、それらの主体が正しく行動し、鍵を安全に保つことを信頼しなければなりません。分散型のバリデーター網は機能を分散しますが、リスクを完全になくすわけではなく、経済的、運用上、調整上の問題をもたらす可能性があります。暗号学的証明と状態の直接検証を使う設計は、特定の信頼前提を減らせますが、通常はより大きな技術的複雑さと、接続されるチェーンとの深い統合を必要とします。
この観点から、ブリッジは暗号資産を運ぶ単純なパイプというより、独立したシステム間の検証機構として機能します。一見簡単な移転の背後には、別のネットワークで発生した出来事について合意しなければならないスマートコントラクト、証明、バリデーター、オラクル、ライトクライアントなどがあります。そのためブリッジの品質は、ネットワークを接続する能力だけでなく、その接続を成立させる安全性モデルにも左右されます。今後これらのインフラが発展するには、信頼前提を減らし、障害への露出を抑え、利用者にとってますます透明なマルチチェーン体験を提供できるかが重要になります。