クロスチェーンプロトコルの分散化の課題を探る

分散化プロトコルの安全性問題は、ブロックチェーン業界が直面している重大な課題の一つです。近年、各公链上で発生した安全事件による損失を見てみると、分散化プロトコル関連の安全事件による損失が最も多いことがわかります。分散化プロトコルの安全問題を解決する重要性と緊急性は、イーサリアムのスケーリングソリューションを超えるほどです。分散化プロトコル間の相互運用性は、Web3ネットワークの相互接続における内在的な需要です。この種のプロトコルは通常、巨額の資金調達を受けることができ、その総ロックアップ価値(TVL)や取引量も実需の推進により増加し続けています。しかし、一般の人々のこれらの分散化プロトコルに対する認識が低く、安全レベルを識別することが難しいです。

いくつかのクロスチェーンプロトコルは、"高速クロスチェーン"のユーザー体験を実現するために簡素化されたアーキテクチャ設計を採用しています。この設計は、中継器(Relayer)を使用してチェーン間通信を実行し、予言機(Oracle)によって中継器を監視することで、従来の第三のチェーンを必要とする合意アルゴリズムと多ノード検証の複雑なプロセスを回避します。このアーキテクチャは軽量でコード量が少なく、Chainlinkなどの既存の予言機ソリューションを活用することでプロジェクトの立ち上げが容易になりますが、同時に技術的なハードルも下がり、模倣されやすくなります。

しかし、この簡略化されたアーキテクチャには少なくとも2つの問題があります。

1. 数十のノードの検証プロセスを単一のオラクル検証に簡素化し、安全係数を大幅に低下させました。

2. 単一の検証に簡素化された場合、リレーとオラクルが相互に独立していると仮定する必要があります。しかし、この信頼の仮定は永続的に成立することが難しく、十分に暗号ネイティブではなく、根本的に両者が共謀して悪事を働かないことを保証することができません。

いくつかのクロスチェーンソリューションは、独立した"超軽量"ソリューションとして、メッセージの転送のみを担当し、アプリケーションのセキュリティに対して責任を負わず、そのような責任を負う能力もありません。

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オープンリレーを通じて、より多くの参加者が運営できるようにすることで分散化の度合いを高めることができるという意見があります。しかし、オペレーターの数を単に増やすことは分散化と同じではありません。この方法は、許可不要の接続を実現しただけであり、真の分散化ではありません。信頼できる主体の数を1から30に増やすことは、製品の特性を根本的に変えたり、クロスチェーンの安全性を著しく向上させたりすることにはつながりません。

もしあるクロスチェーントークンプロジェクトが使用するノード設定の変更を許可している場合、攻撃者は自分が制御するノードを元のノードに置き換えることで、任意のメッセージを偽造することができます。このような場合、そのプロトコルを使用しているプロジェクトは依然として巨大なセキュリティリスクに直面しており、より複雑なシナリオでは、このリスクがより深刻になる可能性があります。巨大なシステムでは、1つの部分が置き換えられるだけで、連鎖反応を引き起こす可能性があります。

いくつかの分析では、特定のクロスチェーンプロトコルがこの種の問題を解決する能力を持っていないとされています。もしセキュリティ事故が発生した場合、プロトコルは責任を外部アプリケーションに押し付ける可能性があります。これにより、エンドユーザーはそのプロトコルを使用する各プロジェクトの安全性を自己判断しなければならず、ユーザー体験を重視するプロジェクトが悪意のあるアプリケーションによってエコシステムが汚染されるのを避けるために慎重に接続する可能性が高まり、エコシステムの構築が難しくなります。

真のインフラは、そのエコシステム内のすべてのプロジェクトに一貫したセキュリティを提供できるべきです。もしあるプロジェクトが自らをインフラと主張するなら、他のインフラと同様にすべてのエコシステムプロジェクトに共有のセキュリティを提供するべきです。したがって、いくつかのいわゆる"Layer 0"プロトコルは、実際にはミドルウェア(Middleware)としてより正確に説明されるべきであり、真のインフラ(Infrastructure)ではありません。

いくつかの研究チームは、特定のクロスチェーンプロトコルの潜在的な脆弱性を指摘しています。例えば、攻撃者がプロトコルの設定へのアクセス権を取得した場合、彼らはオラクルやリレーを自分が制御するコンポーネントに変更して、クロスチェーン取引を操作する可能性があります。また、一部のプロトコルのリレーには、詐欺的なメッセージを送信したり、メッセージの署名後に変更を行ったりする脆弱性が存在する可能性があり、これによりユーザーの資金が盗まれる恐れがあります。

ビットコインのホワイトペーパーを振り返ると、中本聡のコンセンサスの核心的な特徴は、信頼できる第三者の存在を排除し、信頼のない(Trustless)と分散化(Decentralized)を実現することです。クロスチェーン通信プロトコルは本質的にビットコインと似ており、ピアツーピアシステムであり、一方がチェーンAからチェーンBの他方に直接送信できることを許可し、信頼できる第三者を介する必要がありません。

しかし、一部のクロスチェーンプロトコルは、ユーザーが複数の役割が共謀して悪事を働かないことを信頼することを要求し、さらにそのプロトコルを使用してアプリケーションを構築する開発者を信頼する必要があります。これらのプロトコルは、クロスチェーンプロセス全体で詐欺証明や有効性証明を生成せず、ましてやそれらの証明をブロックチェーンに上げてオンチェーン検証を行うことはありません。したがって、これらのプロトコルは「中本誠司のコンセンサス」に完全に適合していない可能性があり、真の分散化と信頼不要のソリューションとは言い難いのです。

! なぜLayerZeroは疑似分散型クロスチェーンプロトコルなのですか?

真の分散化されたクロスチェーンプロトコルを構築することは、依然として重要な研究の方向性です。ゼロ知識証明のような新しい技術は、これらの課題を解決するための新しい視点を提供する可能性があります。しかし、この目標を達成するためには、まずプロトコル開発者が既存の解決策の限界を認識し、より安全で、より分散化されたソリューションを積極的に探求する必要があります。