L2 ブリッジの現状: 1 つの記事で 23 のクロスチェーン ブリッジを理解する

https://entethalliance.org/2023-02-28-state-of-l2-bridges/

Dr. Andreas Freund (共同議長)、EEA Community Projects L2 Standards Working Group 代表

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 以上のチェーンにロックされています。そして、これらのブロックチェーン資産の所有者は、従来の金融の資産と同じように行動します。彼らは、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動することなく、ある国の資産を別の国の裁定取引で利用できる従来の金融の世界とは対照的に、ブロックチェーンでは同じアプローチが長い間機能しませんでした。その理由は次の 3 つです。

1. ブロックチェーンは互いに話すことができず、
2. 特定のブロックチェーンで裁定取引を行うには、パブリック ブロックチェーンのトラストレスな性質のため、関連するすべての資産がそのブロックチェーンに存在する必要があります。
3. そして、トラストレスなブロックチェーン間の従来の金融のように、信頼できる仲介者に相当するものはありませんでした。

ブロックチェーン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、進取の気性に富んだ個人は、これら 3 つの課題に対処するブロックチェーン ブリッジを作成し、ブロックチェーン エコシステムをリンクし始めました。そうです、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、ブリッジは他のタイプの機能にも使用できます。ただし、主な機能は資本効率の向上です。

ブロックチェーンブリッジとは？

大まかに言うと、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、安全で検証可能コミュニケーション 情報および/または資産の転送を通じて、これらのブロックチェーン間で。

これにより、次のような多くの機会が可能になります。

• 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)、およびユーザー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するプラットフォーム - したがって、その機能を強化します。
• また、さまざまなブロックチェーン エコシステムの開発者が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。

信頼の仮定の両方のセット内で、さまざまな一般的なタイプの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なしに、必要なときにいつでも宛先ブロックチェーンで資産を作成できるため、即時に保証されたファイナリティ。ユーザーは、ネイティブ アセットではなく、宛先ブロックチェーンで合成された、しばしばラップされたアセットと呼ばれるアセットを受け取ります。
• 統一された流動性を備えたネイティブ資産のプールを備えた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は、他のブロックチェーン上の追加の資産プールと接続され、互いの流動性への共有アクセスを使用します。このアプローチでは、共有プールに流動性がない場合にトランザクションが失敗する可能性があるため、即時の保証されたファイナリティは実現しません。

ただし、すべての設計は、どのような信頼の仮定の下でも、ブロックチェーン ブリッジが直面する 2 つのトリレンマに対処する必要があります。

スターゲイトのライアン・ザリックが提唱するトリレンマの橋渡し

ブリッジング プロトコルには、次の 3 つのプロパティのうち 2 つしかない場合があります。

• インスタント保証ファイナリティ: 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ファイナリティになった直後に、ターゲット ブロックチェーンで資産を受け取ることを保証します。
• 統一された流動性: ソース ブロックチェーンとターゲット 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 ブロックチェーンの元の資産を表すブリッジによって作成された資産の代わりに、ターゲット ブロックチェーン資産を受け取ります。

Connext の Arjun Bhuptani が提唱する相互運用性のトリレンマ

相互運用性プロトコルには、次の 3 つのプロパティのうち 2 つしかない場合があります。

• 不信感: 新しい信頼の仮定なしで、基礎となるブロックチェーンと同じセキュリティ保証。
• 拡張性: 異なるブロックチェーンを接続する機能。
• 一般化可能性: 任意のデータ メッセージングが可能

巧妙な設計で対処できるトリレンマに加えて、2021 年と 2022 年の多くのハッキングが示すように、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。ワームホール、ローニン、ハーモニー、ノマドの事件など。基本的に、ブロックチェーン間のブリッジは、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じくらい安全です。 ただし、この後者の問題は、共有 L1 ブロックチェーンから同じセキュリティ保証を共有するため、同じレイヤー 1 (L1) ブロックチェーンに固定されているレイヤー 2 プラットフォーム間のブリッジでは問題になりません。

ブリッジが L2 にとって重要なのはなぜですか?

この時点まで、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スケーリングするように設計された L2 プラットフォームについて具体的に説明していません。ただし、L2 間のブリッジを作成する場合、L2 プラットフォームにはいくつかの特異性があります。楽観的なロールアップと zk-rollups と Validium ロールアップと Volition ロールアップ。これらの違いは、L2 と L1 の信頼の仮定とファイナリティの違い、および異なる L2 間の信頼の仮定とファイナリティの違いにより、それらを特別なものにします。

L2 間のブリッジが重要な理由は、L1 の場合と同じです。L2 アセットは、他の L2 での資本効率、および移植性やその他の機能を求めています。

すでに述べたように、ブリッジされた L2 が同じ L1 に固定されている場合、L2 プラットフォームでのネイティブの信頼の仮定の違いを克服できます。そして、ブリッジは追加の信頼の仮定を必要としないこと。ただし、アンカー L1 での 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た方法で L2 間で資産を橋渡しすることが困難になります。

L2 ブリッジの種類: 概要

L2 ブリッジをもう少し深く掘り下げると、L2-to-L2 ブリッジは理想的には次の基準を満たす必要があることがわかります。

• クライアントは、抽象化レイヤー (疎結合パラダイム) を介してインターフェイスする各 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、抽象化レイヤーから返されたデータが有効であることを検証できる必要があります。理想的には、対象の L2 プロトコルで使用されているものを超えて信頼モデルを変更する必要はありません。
• インターフェイス L2 プロトコルからの構造/プロトコルの変更は必要ありません。
• サード パーティは、対象となる 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。

現在の状況を見ると、ほとんどの L2 ブリッジが L2 を別のブロックチェーンのように扱っていることがわかります。 Optimistic 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-to-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の代わりになることに注意してください。

現在の L2 ブリッジのランドスケープ

以下に、L2 ブリッジの現在の非常に多様な状況を、名前、簡単な要約、およびブリッジ設計タイプとともに要約します。

のL2Beat プロジェクトはブリッジのアクティブなリストを維持します ブリッジ内の Total-Value-Locked (TVL) を使用する L2 に関連する情報、および説明と簡単なリスク評価 (利用可能な場合)。

L2 ブリッジのリスク プロファイル

最後に、ユーザーが L2 ブリッジを使用する場合、実際にはどのブリッジでも注意が必要であり、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、中継者、またはバリデーターが共謀して、不正な証明 (例: ブロック ハッシュ、ブロック ヘッダー、マークル証明、詐欺証明、妥当性証明) を送信したり、緩和されていない不正な転送を中継したりする
• バリデーター/リレイヤーの秘密鍵が侵害されている
• バリデーターが悪意を持って新しいトークンを作成する
• 虚偽の主張は時間内に争われません (楽観的なメッセージング プロトコル)
• 宛先ブロックチェーンの再編成は、楽観的なオラクル/リレイヤーの紛争時間が経過した後に発生します (楽観的なメッセージング 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コントラクトのソース コードには、コントラクトの所有者/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悪意を持って行動するか、ユーザーの資金に影響を与える時間に敏感な緊急アクションを開始し、ユーザー ベースと適切に通信しません。
• 一時停止されたプロトコル コントラクト (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る

資金の凍結

• Relayer/Liquidity Providers 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
• 一時停止されたプロトコル コントラクト (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る
• ブリッジ上のターゲットトークンの流動性が不十分

ユーザーの検閲

• 宛先またはターゲット L2 のいずれか、または両方のオラクルまたはリレイヤーが転送の促進に失敗する (メッセージ)
• 一時停止されたプロトコル コントラクト (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、ブリッジの使用に関連する現在のリスクの概要を示しています。

があるゼロ知識証明 (zkp) テクノロジを使用して進行中の新しい開発 上記のリスク要因のいくつかを軽減し、2 つの橋のトリレンマに対処するように設計されています。特に、zkps を使用すると、次のブリッジ設計特性が可能になります。

• トラストレスで安全 ソースおよびターゲット ブロックチェーンのブロック ヘッダーの正確性は、EVM 互換のブロックチェーンで検証可能な zk-SNARK によって証明できるためです。したがって、ソース ブロックチェーンとターゲット ブロックチェーン、および使用されているライト クライアント プロトコルが安全であり、リレー ネットワークに N 個中 1 個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。
• 無許可で分散型 誰でもブリッジのリレー ネットワークに参加でき、PoS スタイルまたは類似の検証スキームは必要ないためです。
• 拡張可能 アプリケーションは zkp 検証済みのブロック ヘッダーを取得し、アプリケーション固有の検証と機能を実行できるため
• 効率的 短い証明生成と短い証明検証時間を備えた、新しく最適化された証明スキームのおかげで

初期ではありますが、これらのタイプの開発は、ブリッジ エコシステムの成熟とセキュリティを加速することを約束します。

まとめ

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 の相互運用性を高め、エコシステム全体で資産とアプリケーションを効率的に使用します。
• イーサリアム メインネットなど、同じ L1 に固定された L2 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。
• すべての分散システム アーキテクチャと同様に、ブリッジング トリレンマと相互運用性のトリレンマという 2 つのトリレンマで表現されているように、重要なトレードオフが発生します。
• L2 ブリッジには、信頼できるブリッジと信頼できないブリッジなど、非常に異なる信頼の前提があり、ロックミントバーン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、流動的な状態にあります。
• ユーザーは、デューデリジェンスを行って、どの L2 ブリッジがニーズに最適なリスクと報酬の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 つのブリッジのトリレンマに効果的に対処し、ブリッジ全体のセキュリティを高めるのに役立つ、最近の zkp テクノロジを使用した新しい開発が進行中です。

標準化された L2 相互運用性フレームワークへの道のりはまだ初期段階ですが、これらは重要な開発であり、これらのプロジェクトのいずれかが「THE」ブリッジ フレームワークになる可能性があるため、真剣に受け止める必要があります。まだ VHS 対 Betamax ではありませんが、そこには。

L2 WG は、Tas Dienes (Ethereum Foundation)、Daniel Goldman (Offchain Labs)、Bartek Kiepuszewski (L2Beat) が原稿を注意深く読み、貴重なコンテンツの提案をしてくれたことに感謝します。