イーサリアム PoS 時代におけるクロスチェーンブリッジの機会は何ですか？

著者：AaaahWeb3

2022年9月中旬、イーサリアムの実行層とステークプルーフコンセンサス層は、ブロック高15537393でマージメカニズムをトリガーし、最初のPoSブロックを生成しました。これにより、イーサリアムは正式にPoWコンセンサスモデルを放棄し、PoSに移行しました。

5月8日、イーサリアム公式ウェブサイトのデータによると、ビーコーンチェーンのETHステーキングAPR（年利回り）は7.69%に達し、現在のETHステーキング総量は約17,915,432枚（約325億ドル）で、バリデータ（Validator）の数は561,951個です。歴史的なデータによると、イーサリアムのETHステーキングAPRは一般的に4%前後を維持しており、3月末には5%を突破し、4月下旬には6.44%の高値に達しました。

イーサリアムのコンセンサスメカニズムの設計に従い、ステーキングに参加し、正常に署名タスクを実行するバリデータは報酬を得ることができ、これによりユーザーはイーサリアムをステーキングし、ネットワークのコンセンサスに共同で参加し、ネットワークの分散化を促進し、ネットワークの安全性を向上させます。マージはイーサリアムエコシステムやブロックチェーン全体の構図に影響を与えるでしょうが、現在業界内では将来的なマルチチェーンの繁栄の方向性は変わらないと一般的に考えられています。

イーサリアムと他のマルチチェーンエコシステムをつなぐインフラストラクチャとして、クロスチェーンブリッジはDeFiのトレンドの中で欠かせない要素であり、市場の注目を集めています。さまざまなクロスチェーンプロジェクトが次々と登場し、非常に活発です。同時に、クロスチェーンブリッジに対するハッカー攻撃も相次いでおり、その主な理由は、クロスチェーンユーザーの増加に伴い流動性が増加し、クロスチェーンブリッジ契約に大量の資金がロックされているためです。また、資産のクロスチェーンロジックの複雑さから、多くのクロスチェーンブリッジの安全性はさらなる強化が必要です。増加する総ロック価値（Total Value Locked、略称TVL）は、クロスチェーンブリッジプロジェクトがユーザー数の増加に喜ぶ一方で、ロックされた大量の資金をどのように処理するかを考えるきっかけにもなっています。

イーサリアム2.0のステーキングの到来は、クロスチェーンブリッジの打開策に新たな視点をもたらすかもしれません。

イーサリアムのステーキング報酬メカニズムの詳細

イーサリアム2.0の設計に従い、ユーザーは実行層で少なくとも32ETHをステーキングする必要があり、そうすることでバリデータリストに含まれます。ビーコーンチェーンはrandaoメカニズムを通じてランダムに選ばれたバリデータに、各サイクル内でさまざまな役割を与え、役割に応じた署名タスクを完了することで報酬を得ます。

ステーキング配分の主なコンセンサス役割と報酬には以下が含まれます：

• プロポーザーはブロックデータをパッケージ化し、ブロックに合法的なアテステーションとシンクコミッティの署名が含まれるたびに一部の報酬を得ます。現在のステーキングデータによると、1ブロックあたりの報酬は約0.028ETHで、各バリデータは平均61日ごとに出ブロック役割を割り当てられます。さらに、プロポーザーは実行層に対応するブロックの燃焼部分を差し引いた取引手数料も得ます。
• アテスターは割り当てられたスロットに対してアテステーションを行う必要があります。サイクル終了後、アテスターのアテステーションデータに基づいて報酬が計算されます。現在のステーキングデータによると、各アクティブなバリデータはプロトコルに従ってアテステーションタスクを完了した後、1サイクルの報酬は約14506Gwei、1日の報酬は約0.00326ETHです。
• シンクコミッティは割り当てられた同期サイクル内のスロットに署名し、ブロックにパッケージ化された後に報酬を得ます。プロトコルに従い、256エポックごとに512のバリデータがランダムに選ばれ、シンクコミッティのメンバーとして同期サイクル内のスロットに署名します。44万のバリデータを基に推定すると、各バリデータは平均977日ごとに1回シンクコミッティのメンバーに選ばれます。各同期サイクル（256エポック）で署名タスクを完了することで得られる報酬は約0.119ETHです。

この他に、特定のバリデータが対応する役割のタスクを完了しなかった場合、得られる報酬は減少し、場合によっては罰として一部の残高が差し引かれることがあります。また、特定のバリデータが多重署名の悪行を行った場合、大量の残高が罰せられ、再び報酬を得ることができなくなります。さらに、バリデータは自発的に退出することを選択できます。

クロスチェーンブリッジが直面する課題

イーサリアムと他の新興ブロックチェーンが急成長する中、マルチチェーンエコシステムのインフラストラクチャとしてのクロスチェーンブリッジは、発展においていくつかのボトルネックに直面しています。イーサリアムの創設者であるヴィタリックは、クロスチェーンブリッジには基礎的な安全制限が存在すると指摘しています。現在の業界の主流なクロスチェーンプロトコルの設計によれば、クロスチェーンプロセス中、ユーザーは元のチェーン上で必要なクロスチェーン資産をクロスチェーンブリッジのスマートコントラクトにロックし、クロスチェーンブリッジはターゲットチェーン上の流動性プールから対応するクロスチェーン資産をユーザーに解放するか、対応する額のマッピング資産をミントしてユーザーに提供し、ネットワーク取引手数料を支払うために一部の手数料を徴収します。

この設計に従い、ユーザーのクロスチェーン活動が増えるにつれて、クロスチェーン流動性も増加し、クロスチェーン資産はクロスチェーンブリッジ契約にロックされ、クロスチェーンブリッジのTVLに計上されます。たとえば、ユーザーがイーサリアムからBNBチェーンにETHをクロスしてDeFi活動を行う場合、ユーザーのイーサリアム上のイーサ資産は、イーサリアムのクロスチェーンブリッジのスマートコントラクトにロックされ、クロスチェーン流動性が増加します。ユーザーが他のチェーンからイーサリアムに戻るまで、対応するロックされた資産は解放されません。

一般的なDeFi活動はステーキングや一定のロック期間を必要とするため、イーサリアム上のロックされた契約の資産は蓄積され、ユーザーの資産がクロスするにつれてTVLは増加し続けます。これにより、ますます多くのハッカー攻撃が引き寄せられました。2022年初頭、Wormholeクロスチェーンブリッジが攻撃され、ハッカーは3億ドルを引き出しました。数ヶ月後、クロスチェーンブリッジNomadは契約の初期化パラメータが不適切で検証の脆弱性を引き起こし、攻撃により2億ドルが引き出されました。Chainalysisのデータによると、2022年の第3四半期までに、69%のハッカー攻撃による損失はクロスチェーンブリッジプロジェクトから来ています。

図 ハッカー攻撃分布図、出典：Chainalysis

同時に、DeFiエコシステムの整備と進化に伴い、さまざまなクロスチェーンプロジェクトが登場し、競争が激化しています。クロスチェーンブリッジは新しいプロジェクトを継続的に接続し、より安価なクロスチェーンサービスを提供するだけでなく、ユーザーを引き留めるための新たな魅力を欠いています。

以上のクロスチェーンブリッジが直面する課題に対して、Cross Chain To Earnは問題解決の新たな視点かもしれません。

イーサリアム2.0がもたらすCross Chain To Earnの機会

もしクロスチェーンブリッジがロックされた資産を合理的に利用すれば、一方でクロスチェーンユーザーに追加の利益を提供し、プロジェクトにより多くのユーザーを引き付けることができ、他方で資金を分散させ、大量の資金が集中してハッカー攻撃を引き起こすのを避けることができます。イーサリアム2.0のPoSステーキング活動と組み合わせると、クロスチェーンブリッジはユーザーがイーサリアム上にロックしたクロスチェーン資産を合理的に利用し、正常なクロスチェーン流動性を確保しつつ、ロックされた一部のイーサ資産をイーサリアムのPoSステーキングに利用し、ステーキング報酬をクロスチェーンユーザーに分配します。ユーザーは元々のターゲットチェーンのDeFi活動の利益に加えて、クロスチェーンブリッジから分配されるPoSステーキング報酬も得ることができ、もしPoSステーキング活動が同時にMEVに接続されれば、利益はさらに高くなります。

このDeFiの考え方により、クロスチェーンブリッジはイーサリアム2.0のコンセンサス活動に参加し、イーサリアムネットワークのコンセンサスの安全性を向上させるだけでなく、ステーキング報酬を利用してDeFiユーザーをクロスチェーン活動に引き込むことができ、同時に一部のTVLをイーサリアムのステーキング契約にロックすることで、ハッカー攻撃のターゲットになるリスクをある程度回避できます。たとえハッカー攻撃が発生しても、全てのTVLが悪意のある引き出しを受けることを避けることができます。

図 イーサリアムクロスチェーンブリッジ資産ランキング、出典：dune.com
dune.comの統計データによると、イーサリアム上にロックされたクロスチェーンブリッジのイーサ資産（ETHまたはWETH）の価値は約10億ドルに達し、MEVの追加利益を除いて、PoSステーキングを行うことで年間76.9Mドルの利益を得ることができます。

このようなプランを実現するためには、クロスチェーンブリッジはさまざまなネットワークのステーキング活動に接続する必要があり、自身のクロスチェーンプロトコルに加えて、流動性管理、ステーキング活動、利益分配ロジックを追加する必要があります。これにより、クロスチェーンブリッジの全体的なプランはより複雑になり、クロスチェーンブリッジのプロトコルの安全性と製品設計に対する要求が高まります。

プランに関わる主な課題点には以下が含まれます：

• 合理的な流動性管理、ステーキング活動によって流動性が低下し、クロスチェーンユーザーの大規模なクロスチェーン需要に影響を与えないようにすること
• ステーキング活動の安定性、ステーキング活動が正常に行われることを保証し、パフォーマンスの問題によるステーキング罰による資金損失を避けること
• プロトコルの安全性、全体的なプランがより複雑になるため、プロトコルの安全性を保証し、新たな安全脆弱性を引き起こさないようにすること
• 合理的な利益分配、クロスチェーンユーザーは比較的自由であるため、ユーザーの具体的なクロスチェーン資金サイクルに基づいて、彼らが得るべきステーキング利益を合理的に分配すること

このプランに基づいて、クロスチェーンブリッジは直接的なステーキングプールサービスを提供することも可能で、ユーザーは資産をクロスチェーンブリッジ契約にロックすることで、クロスチェーンブリッジが提供するPoSネットワークのステーキング活動に参加し、利益を得ることができます。

ブロックチェーン業界は急速に発展しており、クロスチェーンブリッジはマルチチェーンエコシステムをつなぐインフラストラクチャとして、新たな課題に直面し続けています。ユーザーに安定した便利なクロスチェーンサービスを提供する一方で、新たな機会と突破口を常に探し続けています。もしクロスチェーンブリッジがネットワークのステーキング活動に参加すれば、ブロックチェーンネットワーク自体やDeFiユーザーとの結びつきがより強固になり、さらなる可能性と相互運用性を生み出すことができるでしょう。

参考文献：

https://ethereum.org/en/upgrades/merge/

https://beaconscan.com/https://ethereum.org/en/staking/

https://beaconcha.in/charts/pools_distribution

https://blog.chainalysis.com/reports/cross-chain-bridge-hacks-2022/

https://dune.com/eliasimos/Bridge-Away-(from-Ethereum)

https://www.mevboost.org/