クロスチェーンコミュニケーションの必要性を理解する

スマートコントラクトは強力なツールですが、従来は自らのブロックチェーンの境界によって制限されてきました。Ethereum上のスマートコントラクトは、AvalancheやSolana、その他のチェーン上の契約とネイティブに相互作用することはできません。この相互運用性の欠如は、ブロックチェーンエコシステム全体でユーザー、流動性、および機能性を断片化します。オムニチェーンスマートコントラクトが機能するためには、あるチェーン上の契約が別のチェーンから命令を送受信するための安全で検証可能かつ効率的な方法が必要です。これがクロスチェーンメッセージングの役割です。

クロスチェーンメッセージングは、異なるブロックチェーン上のスマートコントラクトが互いに通信できるインフラストラクチャです。これは単に資産を移動させることだけではなく、データ、関数呼び出し、検証済みメッセージの転送に関するものです。これらのメッセージは、トークンのミント、状態の更新、またはチェーン間の活動の同期などのアクションを引き起こす可能性があります。このように、クロスチェーンメッセージングは、オムニチェーンロジックの基盤として機能します。

クロスチェーンメッセージングの仕組み

クロスチェーンメッセージングのプロセスは通常、メッセージの開始、検証、配信、実行の4つの主要なステップを含みます。これは、ソースチェーン上のスマートコントラクトまたはユーザーがメッセージをトリガーすることで始まります。このメッセージは、その真正性と改ざんされていないことを確認するために検証されなければなりません。メッセージングレイヤーはこのイベントを監視し、メッセージを検証し、宛先チェーンに渡します。受信して検証された後、宛先チェーン上のコントラクトはメッセージをデコードし、対応するロジックを実行します。

異なるプロトコルは、これらのステップを異なる方法で実装します。中には、イベントを監視しメッセージを確認するためにサードパーティのリレイヤーやオラクルネットワークに依存するものもあります。他のものは、メッセージが正当であることを確認するために暗号的証明や分散型バリデーターセットを使用します。いずれの場合も、目的は、宛先チェーンで受信したメッセージが送信されたものと正確に一致し、信頼できるソースから送信されたことを保証することです。

メッセージングの背後にあるインフラ

クロスチェーンメッセージングは、相互運用性を処理するために特別に構築された専門的なインフラストラクチャレイヤーに依存しています。これらのレイヤーはブロックチェーンに依存しないように設計されており、エコシステム間の中立的な導管として機能します。この機能をサポートするためにいくつかのプロトコルが登場しており、それぞれが検証、配信、および開発者ツールのユニークなアプローチを提供しています。

LayerZeroは、そのモジュラーウルトラライトノードアーキテクチャで知られているメッセージングプロトコルです。これは、オラクルとリレイヤーという2つの独立したパーティを使用します。オラクルはソースチェーンからブロックヘッダーを取得し、リレイヤーは特定のメッセージの証明を提出します。宛先チェーン上のスマートコントラクトは、メッセージを実行する前に、両方の情報を使用してメッセージを検証します。このアプローチにより、開発者は信頼するオラクルとリレイヤーを選択でき、カスタムの信頼モデルを作成する柔軟性が得られます。

Axelarは、対照的に独自のプルーフ・オブ・ステークバリデーターネットワークを運営しています。これらのバリデーターはメッセージを観察し、それらを集団で検証し、ターゲットチェーンに中継します。この設計は分散化と一貫性を確保し、外部オラクルやリレイヤーの必要性を排除します。Axelarは、開発者から多くの複雑さを抽象化するAPIとSDKを提供し、オムニチェーンアプリケーションの構築を容易にします。

Wormholeは、20以上のブロックチェーンをガーディアンのシステムを使用して接続します。ガーディアンは、メッセージが中継される前に承認する独立したバリデーターです。多数のガーディアンが合意すると、メッセージは宛先チェーンによって受け入れられます。Wormholeは、迅速で拡張可能なメッセージングが重要なNFTおよびゲームプロジェクトで広く使用されています。

検証、セキュリティ、リスク

クロスチェーンメッセージングの核心的な課題は検証です。ブロックチェーンはデフォルトで互いを信頼しないため、外部メッセージは行動を起こす前に検証されなければなりません。検証が失敗した場合、または検証メカニズムが侵害された場合、その結果は深刻であり、資産の損失や不一致の状態を含む可能性があります。

プロトコルはこの問題に異なるアプローチを取ります。一部は、信頼のない検証を提供するために暗号的証明やライトクライアントを使用します。その他は、バリデーターの誠実さを保つために経済的インセンティブやスラッシングメカニズムを使用します。まだ他のものは、信頼できるマルチシグネチャスキームや合意ベースのクォーラムシステムに依存しています。各モデルは、セキュリティ、分散化、レイテンシ、およびコストに関してトレードオフを導入します。

メッセージセキュリティの最も重要な側面の一つは、再送信保護です。これは、メッセージが意図しない結果を得るために複数回提出されることができないようにします。もう一つはメッセージの順序で、これはイベントが適切な順序で実行されることを保証します。これらの保護がなければ、クロスチェーンアプリケーションは不整合や悪用に悩まされる可能性があります。

開発者機能：ガス抽象化と自動化

現代のメッセージングプロトコルは、開発者とエンドユーザーの両方にとって使いやすさを向上させる機能を提供します。その一つがガス抽象化です。典型的なクロスチェーンのセットアップでは、ユーザーは関与するすべてのチェーンでガス料金を支払わなければなりません。ガス抽象化により、プロトコルはトランザクションをスポンサーしたり、ユーザーがオリジンチェーンでのみガスを支払うことを可能にします。これにより、オンボーディング体験が向上し、技術的でないユーザーを持つアプリケーションの摩擦が軽減されます。

自動メッセージ実行は、もう一つの重要な機能です。メッセージが宛先チェーンに到着すると、事前承認されたスマートコントラクトが手動の介入なしにそれに対して動作するようにプログラムできます。これにより、あるチェーンから別のチェーンの価格更新を受け取った後にポジションを自動的に清算する貸付アプリのような、真に自動化されたワークフローが可能になります。

オムニチェーンdAppsにおけるメッセージングの役割

クロスチェーンメッセージングは、オムニチェーンスマートコントラクトのビジョンを実現します。複数のチェーンに孤立したバージョンのdAppを展開する代わりに、開発者は異なるチェーンが専門的な機能を果たすアプリケーションを設計できます。一つのチェーンは実行を処理し、別のチェーンは資産を保持し、さらに別のチェーンはデータを集約することができます。メッセージングは、これらのコンポーネントがシームレスに調整できるようにします。

例えば、DeFiアプリケーションは、ユーザーがEthereumに担保を預け、Polygonで資金を借り、BNBチェーンで返済することを可能にすることができます—すべて単一のオムニチェーンインターフェースを通じて。また、Optimismで発行されたNFTは、Avalanche上のゲーム内機能をアンロックすることができます。これらの相互作用は、メッセージがチェーン間で信頼性高く、安全に、効率的に移動できる場合にのみ可能です。

現在の課題とリスク

クロスチェーンメッセージングは劇的に改善されているものの、依然として新興分野です。レイテンシーは依然として課題であり、特にメッセージが複数の確認を必要としたり、分散型ネットワークを通過する場合に問題となります。コストは高くなる可能性があり、特に複数のチェーンやオラクル、バリデーターなどの関与がある場合にそうです。

しかし、最大の懸念はセキュリティです。メッセージングシステムは、特にリレイヤーや検証メカニズムが不適切に設計されているか中央集権的な場合に、悪用の頻繁な標的となっています。開発者は、メッセージングプロトコルを慎重に選択し、信頼モデル、セキュリティ監査、運用の成熟度を評価しなければなりません。

断片化の問題もあります。複数の競合するプロトコルと普遍的なメッセージング標準がないため、アプリケーションはしばしば単一のエコシステムを選択するか、複数の統合をサポートする必要があります。これにより、努力が重複し、オムニチェーン設計内でも流動性が孤立する可能性があります。