一文でわかるクロスチェーンスマートコントラクト：利点、課題、事例

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クロスチェーンスマートコントラクトは、異なるブロックチェーンネットワークに展開された複数のスマートコントラクトで構成される分散型アプリケーションです。これらのスマートコントラクトは相互運用性を実現し、完全なアプリケーションを形成します。この革新的な設計パラダイムは、マルチチェーンエコシステムの発展において重要な推進力となり、異なるブロックチェーン、サイドチェーン、レイヤー2ネットワークの独自の利点を活用して、新しいスマートコントラクトのユースケースを生み出す可能性を秘めています。

この記事では、マルチチェーンエコシステムの発展の歴史を探り、現在のマルチチェーンスマートコントラクトの発展の利点と課題をまとめ、マルチチェーンスマートコントラクトがどのようにブロックチェーンdAppの開発モデルを覆すかを深く解析します。

その後、クロスチェーンスマートコントラクトが解放する革新的なユースケースを挙げ、クロスチェーン相互運用性プロトコル（CCIP）がどのように各ブロックチェーン間でクロスチェーン通信を実現し、クロスチェーンスマートコントラクトの前進を促進するかを説明します。

マルチチェーンエコシステムの台頭

以前は、ほとんどのスマートコントラクトアプリケーションがイーサリアムメインネットに展開されていました。なぜなら、イーサリアムは完全にプログラム可能なスマートコントラクトをサポートする最初のネットワークだからです。イーサリアムが主流のスマートコントラクトネットワークとなった理由は、先行優位性だけでなく、成長を続けるネットワーク効果、分散型インフラストラクチャ、成熟した開発ツール、そして大規模なSolidity開発者コミュニティを構築したからです。

しかし、ユーザーのイーサリアムスマートコントラクトへの需要が高まるにつれて、イーサリアムのブロックスペース（計算リソース）が不足し、イーサリアムネットワークの取引手数料が急騰しました。イーサリアムメインネットは依然としてスマートコントラクトを展開する最も安全な選択肢ですが、多くのエンドユーザーはより低コストの代替案を求め始めました。

そのため、過去1年間でますます多くのスマートコントラクトが他のレイヤー1ブロックチェーン、サイドチェーン、レイヤー2ロールアップに展開され、ユーザーや開発者のニーズを満たしています。マルチチェーンエコシステムは以前は概念に過ぎませんでしたが、今では現実のものとなっています。現在、DeFiアプリケーションが展開されているブロックチェーンはますます多様化しており、これが良い証拠です。

さらに、日次アクティブウォレットアドレス、取引回数、ネットワークローン金額などのさまざまなオンチェーン指標も、マルチチェーンエコシステムが急成長していることを証明しています。

マルチチェーンDeFiエコシステムの発展の歴史

さまざまな新しいブロックチェーンが次々と登場する中、スマートコントラクト経済の総量も急上昇し、より多くの新しいユーザーが参加し、低コストで取引を行うようになっています。

また、各サイドチェーンやレイヤー2は独自のスケーリングソリューションと分散型ソリューションを持ち、メカニズム設計、コンセンサス、取引実行、データの可用性、プライバシーの面でもそれぞれ特徴があります。マルチチェーンエコシステムでは、これらの異なるモデルが並行して実行され、実践の中で検証され、最終的にはエコシステムの前進を促進します。

イーサリアムコミュニティもこのマルチチェーン戦略を受け入れ、ロールアップを中心とした開発路線を採用し、複数のレイヤー2スケーリングソリューションを展開してイーサリアムエコシステムのスループットを向上させています。レイヤー2ネットワークはイーサリアムスマートコントラクトの取引スループットを向上させ、単一の取引手数料を低下させつつ、イーサリアムメインネットの安全性を維持しています。

具体的なソリューションは、詐欺証明（fraud proof）または有効性証明（validity proof）を利用して、イーサリアムブロックチェーン上でオフチェーン計算を検証します。その後、データシャーディング技術を利用してロールアップのcalldataの性能を拡張します。

現在、ますます多くの開発者が複数のブロックチェーン上にスマートコントラクトコードベースを展開し、マルチチェーンエコシステムの利点を最大限に活用しています。プロジェクトがマルチチェーンスマートコントラクトを開発することで、ユーザー層を拡大し、低コストのブロックチェーン上で新機能を試すことができ、コストリスクを回避できます。このマルチチェーン戦略は、複数のDeFi垂直分野で徐々に勢いを増しています。

例えば、SushiSwap DEXは15の異なるブロックチェーンに展開され、Beefy Financeの収益アグリゲーターは12のチェーンに展開され、Aaveの通貨市場は3つのチェーンに展開されています。 マルチチェーンスマートコントラクトのボトルネック マルチチェーンエコシステムはユーザーや開発者に多くの利点をもたらしますが、同じスマートコントラクトのコードを複数のブロックチェーンに展開することには、一連の特有の課題と利点のトレードオフが存在します。

まず、マルチチェーンスマートコントラクトのコードは、新しいブロックチェーンに展開されるたびに、元のアプリケーションのコピーを作成する必要があり、これによりアプリケーションは唯一性を失います。

逆に、各チェーンに展開されたスマートコントラクトはそれぞれ独自の内部状態（例えば、アカウント残高の追跡）を管理しており、異なるブロックチェーン上のコントラクトはほとんど、あるいは完全に直接相互作用できません。ユーザーは任意のチェーン上のアプリケーションのコピーにアクセスできますが、異なるチェーン上のユーザー体験が完全に同じであることは保証されません。 マルチチェーンスマートコントラクトは本質的に異なるチェーン上で相互に孤立したdAppのコピーです

この現象は、特にマルチチェーン自動マーケットメイカー（AMM）において顕著です。ユーザーの資産は同時に一つのブロックチェーン上にしか存在できないため、アプリケーションの流動性は異なるブロックチェーンに分散します。その結果、各チェーン上のアプリケーションのロック量が減少し、取引スリッページが増大し、取引手数料収入が減少します。

さらに、AMMアプリケーションは新しいブロックチェーンに展開されるたびに、流動性をゼロから創出する必要があります。新しいチェーンでもイールドファーミングを使用して冷却スタートを行う場合、プロトコルのネイティブトークンが継続的に希薄化されることになります。

アプリケーションがその状態を単一の事実の出所として維持する必要がある場合、例えば統一登録されたオンチェーンドメインシステムなど、マルチチェーン展開を実現するのは難しいです。各チェーンにそれぞれ登録簿を展開すると、異なる人々が異なるチェーン上で同じドメイン名を登録する可能性があり、混乱を引き起こすことになります。したがって、アプリケーションがグローバルな状態の一貫性を保証する必要がある場合、通常は一つのブロックチェーンネットワークにのみ展開されます。

アプリケーションレベルの課題に加えて、マルチチェーンシステムはエンドユーザーにも問題を引き起こします。ユーザーは他のブロックチェーンとどのように相互作用するかを学ぶ必要があるかもしれません。特定のブロックチェーン上の資産は、そのチェーン上のdAppでのみ使用できるためです。

そのため、ユーザーは手動でトークンブリッジを使用して、トークンを他のブロックチェーンのdAppに送信する必要があります。ユーザーは新しいチェーン上の操作フローに慣れるためにウォレットを再設定し、ガス代を支払うために基盤となるブロックチェイントークンを保持しなければならず、また一定程度の安全性を犠牲にしなければなりません。なぜなら、現在、多くのクロスチェーントークンブリッジには安全性の問題が存在するからです。

要するに、マルチチェーンスマートコントラクトの最大のボトルネックは、異なるブロックチェーン、サイドチェーン、レイヤー2上に展開されたスマートコントラクトの間でほとんど、あるいは完全に相互運用性が実現できないことです。現在、トークンブリッジを使用してマルチチェーン展開を実現できますが、安全にクロスチェーンでデータを転送するには、スマートコントラクトのインフラストラクチャを設計するための全く新しいアプローチが必要です。

クロスチェーンスマートコントラクト

安全なクロスチェーン通信（つまり、各チェーン環境間で任意のデータ、トークン、指示を転送すること）は、クロスチェーンスマートコントラクトを実現するための重要な要素です。クロスチェーンスマートコントラクトは、異なるブロックチェーンネットワークに展開された複数のスマートコントラクトで構成される分散型アプリケーションです。これらのスマートコントラクトは相互に通信し、完全なアプリケーションを形成します。

クロスチェーンスマートコントラクトは、完全なdAppがロジックを異なるブロックチェーンに展開することです

この展開を実現するためには、さまざまな方法がありますが、最も基本的にはクロスチェーンスマートコントラクトを設計し、開発者がアプリケーションを異なるモジュールに分割できるようにする必要があります。つまり、異なるチェーン上のスマートコントラクトはそれぞれ異なるタスクを実行でき、すべてのスマートコントラクトが同期し、同じアプリケーションシナリオを共同で実現します。

これにより、開発者は異なるブロックチェーンの利点を活用して独自の価値を実現できます。例えば、分散型アプリケーションは、最初のブロックチェーンの操作耐性を利用して資産の所有権を追跡し、第二のブロックチェーンの高スループットを利用して低遅延取引を実現し、第三のブロックチェーンのプライバシーを利用してユーザーの身元を特定し、第四のブロックチェーンの分散型ストレージ機能を利用してメタデータを保存することができます。

さらに、このようなクロスチェーンスマートコントラクトの設計パラダイムは、複数のブロックチェーンに展開された同一のスマートコントラクトコピー間の相互作用をよりスムーズにします。これにより、異なるブロックチェーン上のマルチチェーンアプリケーションのユーザー体験が統一されるのに役立ちます。

したがって、クロスチェーンスマートコントラクトは、既存のマルチチェーンスマートコントラクトが直面している多くのボトルネックを解決し、新しいアプリケーションシナリオを構築することができます。クロスチェーンスマートコントラクトの無限の可能性を示すために、以下にいくつかのユースケースを紹介します。 クロスチェーン取引プラットフォーム ユーザーがクロスチェーン分散型取引所（DEX）で取引を実行する際、異なるブロックチェーンのトークンプールを越えて流動性を得ることができ、マルチチェーンDEXの流動性の分散問題を解決します。例えば、ユーザーが取引を行う際、預け入れたトークンは分割され、異なるブロックチェーンに橋渡しされて最適な取引実行価格を得ることができます。その後、取引完了後のトークンは元のブロックチェーンに橋渡しされ、ユーザーのウォレットに入れられます。

これにより、すべてのブロックチェーン上の流動性が活性化され、ユーザーはより低い取引スリッページを享受でき、各チェーンの流動性提供者はより高い取引手数料収入を得ることができます。

さらに、クロスチェーンDEXのユーザーは、一つのチェーン上のネイティブトークンを別のチェーン上のネイティブトークンに交換することもできます。例えば、ユーザーはイーサリアム上のETHをビットコインブロックチェーン上のビットコインに交換できます。これにより、ユーザーはパッケージトークンや中央集権的な取引所を介さずに、各ブロックチェーン上のネイティブトークンを柔軟に取引できます。 クロスチェーン収益アグリゲーション

クロスチェーン収益アグリゲーションは、ユーザーが預け入れた資金を各チェーンのDeFiプロトコルに配置することができます。これにより、ユーザーはトークン資産を他のチェーンに手動で橋渡しすることなく、簡単により高い収益を得ることができます。したがって、これはマルチチェーンイールドファーミングの体験を大幅に改善し、すべての煩雑なプロセスが簡素化されます。

さらに、このメカニズムは新興ブロックチェーンにおけるDeFiアプリケーションのTVLを拡大し、マルチチェーンエコシステムの流動性を活性化します。 クロスチェーン貸付 クロスチェーン通貨市場は、クロスチェーン貸付市場の発展を促進します。ユーザーは一つのチェーンに担保資産（ETH）を預け入れ、別のチェーンでトークン資産（USDCなど）を借りることができます。これにより、ユーザーは担保資産をより安全なブロックチェーンに置きつつ、スループットの高いブロックチェーンでトークン資産を借り、その資産をこのチェーン上のアプリケーションで収益を生むことができます。

クロスチェーン通貨市場のユーザーは、金利が低い別のチェーンでトークン資産を借り、その資産を橋渡しして第二のチェーンで返済することもできます。これにより、異なるブロックチェーン上の利回りを統一し、流動性が低く金利が高い通貨市場の貸付コストを削減するのに役立ちます。 クロスチェーンDAO 分散型自律組織（DAO）は、クロスチェーン相互運用性を利用して、一つまたは複数の高スループットのブロックチェーンネットワークでオンチェーン投票を行い、投票結果をコストの高いブロックチェーンにあるコアガバナンスコントラクトに送信することができます。これにより、DAOの参加者の取引コストが削減されるだけでなく、オンチェーンの透明性と操作耐性が実現され、より多くの人々の参加を促進します。

さらに、クロスチェーンDAOは、異なるブロックチェーン上のスマートコントラクトパラメータをシームレスにガバナンスし、変更することができ、1つまたは複数のチェーン上の保有者のガバナンス範囲を広げることができます。 クロスチェーンNFT クロスチェーンNFTマーケットプレイスのユーザーは、任意のブロックチェーン上でNFTを発行または入札することができます。これにより、NFTの流動性が向上し、NFTは入札終了後に異なるブロックチェーン間でシームレスに転送されます。

さらに、特定のブロックチェーン上のゲームもクロスチェーン相互運用性を利用して、別のブロックチェーン上のNFTの所有権を追跡することができます。したがって、ユーザーはNFTを任意のブロックチェーンに安全に保存し、同時に他のブロックチェーンのゲームでこれらのNFTを使用することができます。

以上のユースケースは氷山の一角に過ぎず、クロスチェーンスマートコントラクトは最終的に無限の可能性を実現します。分散型アプリケーションを異なるモジュールに分割するだけでなく、クロスチェーンスマートコントラクトは他の方法でもマルチチェーンエコシステムの利点を最大限に活用できます。

"ストアフロント"スマートコントラクト

既存の単一チェーンまたはマルチチェーンスマートコントラクトは、マルチチェーンエコシステムの利点を最大限に活用するために、"ストアフロント"スマートコントラクトを展開できます。ストアフロントスマートコントラクトは、ユーザーに入口を提供し、ユーザーはそれを通じて他のチェーン上のスマートコントラクトアプリケーションにアクセスできます。ユーザーはこのようなスマートコントラクトを通じて、元のブロックチェーン環境を離れることなく、別のチェーン上の分散型アプリケーションに資産を預けることができます。

ユーザーは資産を他のブロックチェーン上のスマートコントラクトに手動で橋渡しする必要がなく、どのブロックチェーン、サイドチェーン、またはレイヤー2上でスマートコントラクトが実行されているかを知る必要すらありません。ユーザーにとって、他のブロックチェーン上のアプリケーションはネイティブアプリケーションと何ら変わりありません。

すでに稼働している分散型アプリケーション、例えばデリバティブ取引プラットフォームや通貨市場は、後方互換性のある方法でストアフロントスマートコントラクトを追加できます。スマートコントラクト自体が組み合わせ可能であるため、既存のプロトコルは許可なしにクロスチェーン相互運用性を追加できます。スムーズなユーザー体験とより高い相互運用性は、マルチチェーン経済の発展を大いに促進します。

CCIPがクロスチェーンエコシステムをどのように守るか

クロスチェーンスマートコントラクトは分散型アプリケーションの開発モデルを根本的に覆しましたが、現在ほとんどのブロックチェーンネットワークは本質的に相互に孤立しています。つまり、これらのブロックチェーン間でデータを直接送受信することができません。クロスチェーンスマートコントラクトを実現するには、チェーン間にクロスチェーンブリッジを構築する必要があります。

これまでのところ、クロスチェーンブリッジは主に異なるブロックチェーン間でトークンを転送することに焦点を当てており、一般的な方法は一つのチェーン上のネイティブ資産を別のチェーン上でパッケージ資産として鋳造することです。しかし、クロスチェーンスマートコントラクトには、データパケット、トークン、指示を転送するために、より一般的な橋が必要です。

このようなインフラストラクチャは、安全性と信頼性を保証し、コードベースは厳格な監査を受ける必要があります。これにより、転送されるメッセージが操作されず、目標チェーンにタイムリーに届き、ブロックチェーンの再編成などの外部要因に耐えられることが保証されます。

分散型オラクルネットワーク（DON）は、ブロックチェーンオラクルの問題（つまり、ブロックチェーンがオフチェーンリソースにアクセスできない問題）をうまく解決しました。同様に、DONはブロックチェーンの相互運用性を安全に実現できます。

Chainlinkネットワークは、任意のブロックチェーン上のプロトコルと互換性があり、現在は一連のブロックチェーン、サイドチェーン、レイヤー2に統合されています。したがって、Chainlinkはマルチチェーンエコシステムをクロスチェーンスマートコントラクトに移行させるための十分な能力を持っています。この目標を達成するために、Chainlinkは現在、クロスチェーン通信のグローバルオープンソース標準、すなわちクロスチェーン相互運用性プロトコル（CCIP）を開発しています。

通常のクロスチェーンブリッジとは異なり、CCIPはスマートコントラクトがすべてのブロックチェーン間で安全にデータとトークンを転送できるようにします。スマートコントラクトは、データメッセージを任意の方法で暗号化または復号化できるため、非常に高い柔軟性を持っています。

特に注目すべきは、CCIPが現在稼働中のChainlinkオラクルノードを利用することです。これらのノードは非常に高い信頼性と耐改ざん性を持ち、任意のブロックチェーンと互換性があります。現在、マルチチェーンDeFi経済に数百億ドルの価値を保証しています。

CCIPは高品質のコードベースを持つだけでなく、「防詐欺ネットワーク」（Anti-Fraud Network）という革新的なリスク管理システムを採用して安全性をさらに強化する計画です。防詐欺ネットワークは、複数の分散型オラクルネットワークで構成され、これらのオラクルネットワークは複数の独立したノード委員会で構成されています。

これらのノードはCCIPクロスチェーンブリッジの運用には参加せず、CCIPサービス内で発生する可能性のある悪意のある攻撃やブロック再編成などのネットワークの突発的な状況を監視することに特化しています。この追加の検証層は、クロスチェーンブリッジを緊急に閉鎖し、データとトークンの転送を一時停止する権限を持ち、クロスチェーンスマートコントラクトとユーザーをブラックスワンイベントから保護します。

クロスチェーン相互運用性プロトコル（CCIP）は、各ブロックチェーン間でメッセージを転送します

現在、数百の単一チェーンまたはマルチチェーンスマートコントラクトアプリケーションがChainlinkオラクルを使用してオフチェーンデータや信頼最小化の計算リソースを取得しています。これらのプロトコルは、将来的に同じ分散型インフラストラクチャを使用してクロスチェーン相互運用性を実現できます。

CCIPはクロスチェーンスマートコントラクトにインフラストラクチャを提供するだけでなく、さまざまなクロスチェーントークンブリッジの開発をサポートし、ユーザーはトークンを異なるブロックチェーンに直接橋渡しし、同時にこれらのトークンを展開する指示を送信できます。

クロスチェーンインフラストラクチャの開発にはいくつかの課題がありますが、コード監査と防御メカニズムの構築に重点を置く必要があります。これにより、安全性を最大限に確保することができ、これがCCIP標準の確立の鍵となります。

まとめ

現在、マルチチェーンエコシステムは革新の機会に満ちており、ますます多くの開発者がアプリケーションをマルチチェーン環境に展開し、より多くのユーザーとトラフィックを引き付けています。マルチチェーンスマートコントラクトの設計パラダイムは一部のボトルネックに直面していますが、クロスチェーンスマートコントラクトの登場は巨大な機会をもたらし、これらのボトルネックを解消し、一連の革新的なユースケースを解放することができます。

CCIPは、安全で信頼性の高いクロスチェーンインフラストラクチャを構築し、分散型アプリケーションが任意のブロックチェーン上のスマートコントラクトに任意のデータを安全に転送できるようにし、この移行を加速します。1990年代には、誰も現在のインターネットのすべてのアプリケーションシナリオを予測できませんでした。同様に、私たちは今、クロスチェーンスマートコントラクトが将来のほとんどのアプリケーションシナリオでどのように機能するかを正確に予測することはできません。