23 のクロスチェーンブリッジを比較し、L2 ブリッジの現状を深く理解する

原題: レイヤ 2 ブリッジの現状
著者: アンドレアス・フロイント
オリジナル編集: カイル、DeFi のやり方
 
私たちはマルチチェーンの世界に住んでおり、数十億ドルの資産価値が 100 以上のチェーンに固定されています。そして、これらのブロックチェーン資産の所有者は、従来の金融における資産とまったく同じように行動しており、お金を稼ぐための裁定取引の機会を探しています。しかし、信頼できる仲介者を介して資産を移転することなく、ある国の資産を別の国の裁定取引に使用できる従来の金融世界とは異なり、同じアプローチは長期間にわたって効果を発揮しませんでした。 、次の 3 つの理由からです。
1) ブロックチェーンは相互に通信できません。
2) パブリック ブロックチェーンのトラストレスな性質により、特定のブロックチェーン上でアービトラージを行うには、関連するすべての資産がそのブロックチェーン上に存在する必要があります。
3) そしてトラストレスブロックチェーン間の従来の金融には信頼できる仲介者が存在しません。
ブロックチェーン上の資本の非効率性の問題を解決し、その過程でお金を稼ぐために、進取的な個人がブロックチェーン ブリッジを作成してこれら 3 つの課題に対処し、ブロックチェーン エコシステムを相互に接続し始めました。はい、イーサリアムでビットコインを取引できるようになりました。もちろん、クロスチェーンブリッジは他の種類の機能にも使用できますが、主な機能は資本効率を向上させることです。
 
ブロックチェーンブリッジとは何ですか?
 
高いレベルでは、ブロックチェーン ブリッジは 2 つのブロックチェーンを接続し、情報や資産の転送を通じてこれらのブロックチェーン間の安全で検証可能な通信を促進します。
これにより、資産のクロスチェーン転送、新しい分散型アプリケーション (dApps)、ユーザーがさまざまなブロックチェーンの利点にアクセスできるプラットフォームなど、多くの機会が提供され、開発者のさまざまなブロックチェーン エコシステムの機能が強化され、協力して新しいソリューションを構築できます。
ブリッジには 2 つの基本的なタイプがあります。
1. トラステッドブリッジ
運用を中央エンティティまたはシステムに依存する。資金の保管と橋の安全に関する信託の前提。ユーザーは主に橋梁運営者の評判に依存します。ユーザーは暗号資産の管理を放棄する必要があります。
2. トラストブリッジは必要ありません
アルゴリズムが組み込まれたスマートコントラクトなどの分散システムを使用して運用します。ブリッジのセキュリティは、基礎となるブロックチェーンのセキュリティと同じです。ユーザーがスマートコントラクトを通じて資金を管理できるようにします。
2 つの信頼の仮定の中で、異なる一般的なタイプのクロスチェーン ブリッジ設計を区別できます。
トークン ブリッジのロック、ミント、バーン: トランザクションが失敗する可能性がなく、必要なときにターゲット ブロックチェーン上で資産のミントを行うことができるため、ファイナリティがオンザフライで保証されます。ユーザーは、ネイティブ アセットではなく、ターゲット ブロックチェーン上で、ラップされたアセットと呼ばれることが多い合成アセットを受け取ります。統一された流動性を備えたローカル資産プールの流動性ネットワーク: 1 つのブロックチェーン上の単一の資産プールが、他のブロックチェーン上の他の資産プールに接続され、互いの流動性へのアクセスを共有します。このアプローチでは、共有プールに流動性が不足するとトランザクションが失敗する可能性があるため、即座に保証されたファイナリティを実現することはできません。
ただし、すべての設計は、信頼を前提として、ブロックチェーン ブリッジが直面する 2 つの問題に対処する必要があります。
トリレンマの橋渡し by スターゲイトのライアン・ザリック
ブリッジ プロトコルは、次の 3 つのプロパティのうち 2 つだけを持つことができます。
即時保証されたファイナリティ: ソース ブロックチェーンでトランザクションが実行され、ターゲット ブロックチェーンでトランザクションが終了した直後に、ターゲット ブロックチェーンでアセットが受信されることが保証されます。
統合流動性: ソースブロックチェーンと宛先ブロックチェーン間のすべての資産に対する単一の流動性プール。ネイティブアセット: ソースブロックチェーン上の元のアセットを表すブリッジミントアセットではなく、デスティネーションブロックチェーンアセットを受け取るアセット。
Connext の Arjun Bhuptani が提示した相互運用性のトリレンマ
相互運用性協定には、次の 3 つのプロパティのうち 2 つだけが含まれる場合があります。
信頼は不要: 基礎となるブロックチェーンと同じセキュリティ保証があり、新たな信頼の前提はありません。
スケーラビリティ: 異なるブロックチェーンを接続する機能。
汎用性: 任意のデータメッセージングが可能
賢明な設計で解決できるトリレンマとは別に、2021 年と 2022 年のワームホール、ローニン、ハーモニー、ノマド イベントなどの多くのハッキング事件で明らかなように、ブロックチェーン ブリッジの最大の課題はセキュリティです。基本的に、ブロックチェーン間のブリッジの安全性は、資産のブリッジ (チェーン) で使用される最も安全性の低いブロックチェーンと同程度です。ただし、後者の問題は、同じレイヤー 1 (L1) ブロックチェーンに固定されたレイヤー 2 (L2) プラットフォーム間のブリッジでは問題になりません。これは、これらのプラットフォームが共有の安全性が保証された同じ L1 ブロックチェーンを共有しているためです。
 
クロスチェーンブリッジが L2 にとって重要なのはなぜですか?
 
これまでのところ、L2 は厳密に特定のタイプのブリッジ、つまりネイティブ ブリッジであるため、L1 のセキュリティ保証を継承しながら L1 ブロックチェーンを拡張するように設計された L2 プラットフォームについては特に説明しませんでした。ただし、L2 間のブリッジを作成する場合、オプティミスティック ロールアップ、zk ロールアップ、Validium ロールアップ、Volition ロールアップなど、L2 プラットフォームの機能がいくつかあります。 L2 と L1 間、および異なる L2 間では信頼の仮定とファイナリティに違いがあるため、これらの違いが L2 を特別なものにしています。
L2 間のブリッジは、L1 と同じ理由で重要です。L2 資産は、移植性やその他の機能だけでなく、他の L2 の資本効率も求めています。
前述したように、ブリッジされた L2 が同じ L1 に固定されている場合、L2 プラットフォーム上のローカル信頼の前提条件の違いは克服できます。また、ブリッジでは追加の信頼を前提とする必要はありません。ただし、L1 に基づいた L2 トランザクションのファイナリティの違いにより、信頼を最小限に抑える方法で L2 間の資産をブリッジすることが困難になります。
 
L2 ブロックチェーン ブリッジの種類: 概要
 
L2 ブリッジをさらに詳しく調べたところ、L2-L2 ブリッジは次の基準を理想的に満たす必要があることがわかりました。
クライアントは、抽象化層 (疎結合パラダイム) を介して接続先の各 L2 プロトコルから抽象化する必要があります。
クライアントは、理想的には信頼モデルをターゲット L2 プロトコルで使用されるものに変更することなく、抽象化層から返されたデータが有効であることを検証できなければなりません。
インターフェイス L2 プロトコルには構造/プロトコルの変更は必要ありません。
サードパーティは、ターゲット L2 プロトコルへのインターフェイス、理想的には標準化されたインターフェイスを独自に構築できなければなりません。
現状では、ほとんどの L2 ブリッジが L2 を単なる別のブロックチェーンとして扱っていることがわかります。最適ロールアップで使用される不正証明と zk-rollups ソリューションで使用される有効性証明は、「通常の」L1 から L1 ブリッジで使用されるブロック ヘッダーとマークル証明を置き換えることに注意してください。
 
現在の L2 ブリッジの風景
 
以下に、名前、簡単な概要、橋の設計タイプなど、L2 橋の現在の非常に多様な状況を要約します。
1.希望の交換
説明: ロールアップ-ロールアップ ユニバーサル トークン ブリッジ。これにより、ユーザーはロールアップのチャレンジ期間を待たずに、ほぼ瞬時に 1 つのロールアップから別のロールアップにトークンを送信できるようになります。
https://hop.exchange/whitepaper.pdf
設計タイプ: 流動性ネットワーク (AMM を使用)
2.スターゲイト
説明する：
LayerZero 上に構築された、構成可能なネイティブ アセットと dApp のブリッジ。 DeFiユーザーは、単一のトランザクションでStargate上のチェーン間でネイティブ資産を交換できます。アプリケーションは Stargate を構成して、アプリケーション レベルでネイティブのクロスチェーン トランザクションを作成します。これらのクロスチェーン取引所は、コミュニティが所有するスターゲイトの統合流動性プールによって強化されています。
設計タイプ: 流動性ネットワーク
3.シナプスプロトコル
説明する：
チェーンと流動性プールの間のバリデーターを利用してクロスチェーンおよびチェーン内交換を実行するトークンブリッジ。
デザインタイプ: ハイブリッドデザイン (トークンブリッジ/流動性ネットワーク)
4.横切る
説明する：
リレーと呼ばれるアクターを使用して、ターゲット チェーン上のユーザー転送リクエストを実行するクロスチェーン オプティミスティック ブリッジ。その後、中継者はイーサリアム上の Optimsitic オラクルに自分の行為の証拠を提供することで報酬を受け取ります。このアーキテクチャは、イーサリアム上の単一の流動性プールとターゲットチェーン上の独立した入金/返済プールを利用しており、これらは標準ブリッジを使用してリバランスされます。
設計タイプ: 流動性ネットワーク
5.ビーマー
説明する：
ユーザーがトークンをあるロールアップから別のロールアップに移動できるようにします。ユーザーは、ソース ロールアップにトークンを指定して転送をリクエストします。次に、流動性プロバイダーはリクエストを記入し、ターゲット ロールアップ上のユーザーにトークンを直接送信します。このプロトコルの中心的な焦点は、可能な限りユーザーフレンドリーであることです。これは、エンドユーザーに提供されるサービスと流動性プロバイダーによる資金の回収という 2 つの異なる関心事を分離することによって実現されます。リクエストが到着したらすぐに楽観的に対応します。ソース ロールアップの返金は独自のメカニズムによって保証されており、実際のサービスとは別のものです。
6.バイコノミーハイフン
説明する：
マルチチェーンリレーネットワークは、ユーザーが流動性プロバイダーと対話し、異なる（オプティミスティック）L2 ネットワーク間でトークンを転送するために、スマートコントラクトに基づいたウォレットを利用します。
設計タイプ: 流動性ネットワーク
7. バンジー
説明する：
このブリッジは、ソケット流動性レイヤー (SLL) を主要コンポーネントとして、ソケット インフラストラクチャと SDK に基づいて構築されています。 SLL は複数のブリッジや DEX からの流動性を集約し、P2P 決済も可能にします。これは、この単一のメタブリッジにより、コスト、待ち時間、セキュリティなどのユーザーの好みに基づいて資金が動的に選択され、最適なブリッジを介してルーティングされるという点で、流動性プール ネットワークとは異なります。
設計タイプ: 流動性プールアグリゲーター
8.Celer cBridge
説明する：
30 以上のブロックチェーンおよび L2 ロールアップにわたる 110 以上のトークンをサポートする分散型非保管資産ブリッジ。これは、Celer State Guardian Network (SGN) 上に構築された Celer インターチェーン メッセージング フレームワーク上に構築されています。 SGN は、Tendermint 上に構築されたプルーフ オブ ステーク (PoS) ブロックチェーンであり、異なるブロックチェーン間のメッセージ ルーターとして機能します。
設計タイプ: 流動性ネットワーク
9.コネクスト
説明する：
チェーン間での資金の送金に関連するメッセージのスケジュールと処理。標準化された資産、迅速な流動性、安定した為替のための管理ファンド。 Connext コントラクトはダイヤモンド パターンを使用しているため、機能グループの論理境界として機能する一連のファセットが含まれています。ファセットは契約ストレージを共有し、個別にアップグレードできます。
デザインタイプ: ハイブリッドデザイン (トークンブリッジ/流動性ネットワーク)
10.あらゆる金融
説明する：
ElkNet を次の機能とともに使用します。
価値転送用のクロスチェーン ユーティリティ トークン ($ELK) 従来のブリッジと比較して、安全で信頼性の高い転送 Elk Bridge as a Service (BaaS) によってサポートされるすべてのブロックチェーン間で、ElkNet を介して数秒でクロスチェーン価値を転送 開発者がカスタム ブリッジングを実装するためのインフラストラクチャを提供ElkNet を利用したソリューション 接続されているすべてのブロックチェーン間のクロスチェーン交換 当社の流動性プロバイダーに無害損失保護 (ILP) を提供 独自の機能と機能で代替不可能 トークン (Moose NFT)
デザインタイプ: ハイブリッドデザイン (トークンブリッジ/流動性ネットワーク)
11.LI.FI
説明する：
任意のチェーン上の任意のアセットを目的のチェーン上の目的のアセットにルーティングするブリッジおよび DEX アグリゲーター。SDK 経由で API/コントラクト レベルで、または dApps の埋め込み可能なウィジェットとして利用可能
設計タイプ: 流動性プールアグリゲーター
12.レイヤースワップ
説明する：
低料金で、集中型 Exchange アカウントからレイヤー 2 (L2) ネットワーク (Optimistic および zk-rollups) にトークンを直接ブリッジします。
設計タイプ: 流動性ネットワーク (AMM を使用)
13.中間子
説明する：
ハッシュ タイム ロック コントラクト (HTLC) を使用するアトミック スワップ アプリケーション。サポートされているトークンの流動性プロバイダーのリレー ネットワークと組み合わせたユーザー間の安全な通信を使用します。
設計タイプ: 流動性ネットワーク
14.O3 スワップ
説明する：
O3 のスワップおよびブリッジのクロスチェーン メカニズムは、チェーン全体の複数の流動性プールを集約し、計画中のガソリン スタンドとの簡単な 1 回限りの確認取引を可能にして、各チェーンのガス料金ニーズに対応します。
設計タイプ: 流動性プールアグリゲーター
15.オービター
説明する：
イーサリアムネイティブ資産を転送するための分散型クロスロールアップブリッジ。システムには、Sender と Maker の 2 つの役割があります。 「メーカー」は、「送信者」のクロスロールアップサービスプロバイダーになる資格を得る前に、まずオービターの契約に超過証拠金を預ける必要があります。通常のプロセスでは、「送信者」は「ソース ネットワーク」の「メーカー」にアセットを送信し、「メーカー」は「宛先ネットワーク」の「送信者」にアセットを送り返します。
設計タイプ: 流動性ネットワーク
16.ポリネットワーク
説明する：
ユーザーは、Lock-Mint スワップを使用して、異なるブロックチェーン間で資産を転送できます。 Poly Network チェーンを使用して、サポートされているチェーン上のリレー間のメッセージングを認証および調整します。各チェーンには一連の Relayer があり、Poly Network チェーンには一連の Keeper があり、クロスチェーン メッセージに署名するために使用されます。 Poly Bridge と統合されたチェーンは、クロスチェーン メッセージの検証にはブロック ヘッダーとマークル証明によるトランザクションの検証が含まれるため、ライト クライアント検証をサポートする必要があります。ブリッジ インフラストラクチャで使用される一部のスマート コントラクトは、Etherscan で検証されていません。
デザインタイプ: トークンブリッジ
17.Voyager（ルータープロトコル）
説明する：
Router Protocol は、経路探索アルゴリズムを使用して最適なパスを見つけ、Cosmos の IBC と同様のルーターのネットワークを活用して、ソース チェーンからターゲット チェーンに資産を移動します。
設計タイプ: 流動性ネットワーク
18.ウンブリアネットワーク
説明する：
ウンブリアには、連携して動作する 3 つの主要なプロトコルがあります。
クロスチェーン資産ブリッジ。互換性のない他のブロックチェーンと暗号通貨ネットワーク間での資産の転送をサポートします。
ユーザーがブリッジに流動性を提供することで暗号資産の利息を得ることができるステーキングプール。 UMBR の流動性プロバイダーは、ブリッジによって発生する全手数料の 60% を獲得します。
分散型取引所 (DEX); 一定の商品フォーミュラを活用した自動流動性プロトコル。スマート コントラクトを使用して展開され、完全にオンチェーンで管理されます。
両方のプロトコルが連携して、暗号通貨ネットワーク間での資産の移行を実現します。
設計タイプ: 流動性ネットワーク (AMM を使用)
19. プロトコル経由
説明する：
このプロトコルは、資産転送パスを最適化するためのチェーン、DEX、ブリッジのアグリゲーターです。これにより、次の 3 つの方法で資産のブリッジングが可能になります。
異なるブロックチェーン上で複数のトランザクションを実行する
DEXを統合した分散型ブリッジ経由で取引を実行
半集中型ブリッジを介してトランザクションを実行すると、ターゲット チェーン上で 2 番目のトランザクションがトリガーされます。
デザインタイプ: ハイブリッドデザイン (トークンブリッジ/流動性ネットワーク)
20.マルチチェーン
説明する：
マルチチェーンは外部で検証されたブリッジです。 SMPC (Secure Multi-Party Computation) プロトコルを実行するノードのネットワークを使用します。トークンブリッジと流動性ネットワークを通じて、数十のブロックチェーンと数千のトークンをサポートします。
デザインタイプ: ハイブリッドデザイン (トークンブリッジ/流動性ネットワーク)
21.オービットブリッジ
説明する：
Orbit Bridge は Orbit Chain プロジェクトの一部です。これは、ユーザーがサポートされているブロックチェーン間でトークンを転送できるようにするクロスチェーン ブリッジです。トークンはソースチェーンに保存され、「表現トークン」はターゲットチェーンに生成されます。入金されたトークンは正確にロックされておらず、Orbit Farm は DeFi プロトコルで使用できます。未収利息はトークン預金者に直接渡されません。ブリッジ コントラクトの実装とファーム コントラクトのソース コードは Etherscan では検証されていません。
デザインタイプ: トークンブリッジ
22.ポータル（ワームホール）
説明する：
Portal Token Bridge は、専用のノード ネットワークを利用してクロスチェーン通信を実行するメッセージング プロトコルである Wormhole に基づいて構築されています。
デザインタイプ: トークンブリッジ
23.サテライト（アクセラ）
説明する：
サテライトは、Axelar Network を利用したトークン ブリッジです。
設計タイプ: 流動性ネットワーク
L2Beat プロジェクトは、L2 関連のブロックチェーン ブリッジのリスト、ロックされた合計値 (TVL)、説明および簡単なリスク評価 (存在する場合) を維持しています。
 
L2 ブリッジのリスク プロファイル
 
最後に、ユーザーは L2 ブリッジ (実際にはどのブリッジでも) を操作するときは注意する必要があり、特定のブリッジについて次のリスクを評価する必要があります。
資金の損失
オラクル、リレー、またはバリデーターは、共謀して不正な証明 (ブロック ハッシュ、ブロック ヘッダー、マークル証明、不正証明、有効性証明など) を提出したり、緩和されていない不正な送信を中継したりします。
バリデータ/リレーの秘密鍵が漏洩
Validator が悪意を持って新しいトークンを作成する
虚偽の主張が適時に争われなかった (オプティミスティック メッセージ プロトコル)
ターゲットのブロックチェーンの再編成は、Optimistic のオラクル/リレーの紛争時間が経過した後に発生します (Optimistic メッセージング プロトコル)。
プロトコルに関与または使用されている未検証の契約ソース コードには、契約所有者/管理者によって悪用される可能性のある悪意のあるコードまたは機能が含まれています。
トークンブリッジの所有者が不正行為をしたり、一刻を争う緊急行動を開始したりしてユーザーの資金に影響を及ぼし、ユーザーベースとの適切なコミュニケーションに失敗している
プロトコルコントラクトが一時停止されている（機能が存在する場合）
プロトコル コントラクトが悪意のあるコードの更新を受け取りました
資金を凍結する
リレイヤー/流動性プロバイダーはユーザーのトランザクション (メッセージ) には作用しません。
プロトコルコントラクトが一時停止されている（機能が存在する場合）
プロトコル コントラクトが悪意のあるコードの更新を受け取りました
ブリッジターゲットトークンの流動性が不十分
ユーザーをレビューする
宛先または宛先 L2、あるいはその両方のオラクルまたはリレーが送信 (メッセージ) を促進できません。
プロトコルコントラクトが一時停止されている（機能が存在する場合）
このリストはすべてを網羅しているわけではありませんが、現在の橋の使用に伴うリスクの概要を示しています。
上記のリスク要因の一部を軽減し、橋渡しの 2 つの難題を解決するために、ゼロ知識証明 (ZKP) テクノロジーを使用した新しい開発が進行中です。特に、ZKP を使用すると、次のブリッジ設計機能が可能になります。
ソースおよびターゲットのブロックチェーン上のブロックヘッダーの正確性は、EVM 互換のブロックチェーン上で検証できる zk-SNARK を通じて証明できるため、トラストレスで安全です。したがって、ソースと宛先のブロックチェーン、および使用されるライト クライアント プロトコルが安全であり、リレー ネットワーク内に 1/N の正直なノードがあると仮定すると、外部の信頼の仮定は必要ありません。
誰でもブリッジの中継ネットワークに参加でき、PoS スタイルまたは同様の検証スキームが必要ないため、パーミッションレスかつ分散化されています。 アプリケーションが ZKP 検証済みのブロック ヘッダーを取得し、新しく最適化された機能によりアプリケーション固有の検証と機能効率を実行できるため、スケーラブルです。短い証明生成と速い証明検証時間を備えた証明スキーム
初期段階ではありますが、この種の開発は橋のエコシステムの成熟と安全性を加速する可能性があります。
 
一般化する
 
上記の説明と L2 ブリッジの概要を次のように要約できます。
L2 ブリッジは L2 エコシステムの重要な接着剤であり、L2 の相互運用性とエコシステム全体の資産とアプリケーションの効率的な使用をさらに促進します。
イーサリアム メインネットなど、同じ L1 にアンカーされた L2 上で使用される L2 ブリッジは、L1 間のブリッジよりも安全です。ソース コードが安全であることが前提ですが、これは通常大前提です。
すべての分散システム アーキテクチャと同様、ブロックチェーン ブリッジのトリレンマと相互運用性のトリレンマという 2 つの仮想トリレンマで表されるように、重要なトレードオフを行う必要があります。
L2 ブリッジには、トラステッド ブリッジとトラストレス ブリッジなど、非常に異なる信頼の前提があり、ロック、ミント、デストロイ ネットワークと流動性ネットワークなど、非常に異なる設計の選択肢があります。
L2 ブリッジのエコシステムはまだ初期段階にあり、絶えず変化しています。
ユーザーは、デュー デリジェンスを実施して、どの L2 ブリッジが自分のニーズに最適なリスク リワード プロファイルを提供するかを評価することをお勧めします。
2 つの橋のトリレンマを効果的に解決し、橋全体の安全性の向上に役立つ最新の ZKP テクノロジーを使用した新しい開発が進行中です。
原稿を注意深く読み、貴重な内容の提案を提供してくださった Tas Dienes (イーサリアム財団)、Daniel Goldman (Offchain Labs)、Bartek Kiepuszewski (L2Beat) に多大な感謝を申し上げます。