ブロックチェーンブリッジ：異なるチェーンを接続する

イントロ

異なるブロックチェーンが互いに通信したり相互作用したりできない世界を想像してみてください。これは、分散型金融（DeFi）の可能性を大きく制限し、暗号エコシステムの成長を妨げることになります。幸いなことに、ブロックチェーンブリッジはデジタルゲートウェイとして機能し、さまざまなネットワーク間での資産のシームレスな転送を可能にします。しかし、暗号ブリッジは大きな便利さを提供する一方で、重大なリスクも伴います。一連の著名なハッキング事件は、これらのデジタルインフラの脆弱性を浮き彫りにし、堅牢なセキュリティ対策の必要性を強調しています。 

ブロックチェーンブリッジとは何ですか？

橋なしで川を渡ろうとすることを想像してみてください。それはほぼ不可能です。さて、暗号通貨の世界では、ブロックチェーンブリッジ、または一般的にクロスチェーンブリッジと呼ばれるものが、同様の役割を果たします。これらのデジタルゲートウェイは異なるブロックチェーンネットワークを接続し、ユーザーがそれらの間で暗号通貨を簡単に転送できるようにします。しかし、暗号ブリッジは便利である一方で、重大なリスクも伴います。一連の著名なハッキング事件は、これらのデジタルインフラの脆弱性を浮き彫りにしました。Beosinの 研究 によると、ブリッジハッキングは2023年のすべての暗号盗難の驚異的な7%を占めています。2024年までに、これらの攻撃は  28億ドルを超える損失をもたらし、Web3で盗まれた総額の約40%を占めています。 DefiLlamaによる報告です。クロスチェーンブリッジはWeb3の革新を推進するために不可欠ですが、悪意のある行為者が利用する機会も提供します。そして、強力なセキュリティの実績を持つソリューションを選ぶことが重要です。結局のところ、橋の崩壊で苦労して得たデジタル資産を失いたくはないでしょう？

ブロックチェーンブリッジはどのように機能しますか？

最初に学ぶべきことは、ほとんどのクロスチェーンブリッジの核心には、資産を1つのブロックチェーンにロックし、別のブロックチェーンで対応する資産をミントするというシンプルでありながら強力なブロックチェーン相互運用性の概念があるということです。このメカニズムはブリッジによって若干異なる場合がありますが、上記の一般的なアプローチは、資産の総供給量が両方のチェーンで一貫していることを保証します。以下は、ブロックチェーンブリッジの機能のステップバイステップの内訳です：

1. 資産ロック: あなたは、ソースブロックチェーン、例えばPolygonで資産をロックするためのトランザクションを開始します。これは、資産、例えばPolygonのネイティブトークンであるMATICを、ブリッジが制御する指定されたアドレスに送信することを含みます。
2. 検証: ブリッジは、ソースブロックチェーンでトランザクションを検証し、資産が有効であり、ユーザーが所有していることを確認します。
3. 証明生成: トランザクションが確認されると、ブリッジはロックされた資産の証明を生成し、所有権の証拠として機能します。
4. 資産ミント: 次に、ブリッジは、前のステップで生成された証明を使用して、宛先ブロックチェーン、例えばAvalanche上に同等の量の資産を作成します。
5. 資産リリース: 新しくミントされた資産はAvalanche上で利用可能になり、ユーザーはそのエコシステム内でそれらを利用できるようになります。

資産をソースブロックチェーンに戻すために、ユーザーは宛先ブロックチェーンで資産をロックし、ソースブロックチェーンでそれらをミントするという逆のプロセスを開始できます。クロスチェーンブリッジによって使用される特定のメカニズムやプロトコルは異なる場合があることを覚えておくことが重要です。さらに、ブリッジのセキュリティと信頼性は、関与するブロックチェーンのコンセンサスメカニズムやブリッジオペレーターの評判などの要因に依存します。しかし、その点については後で焦点を当てましょう。その間に、読み続けてください！

ブロックチェーンブリッジの種類 

以前、トークン転送メカニズムはクロスチェーンブリッジによってわずかに異なる可能性があると述べました。アプローチによってどのように異なるかを詳しく見てみましょう。クロスチェーンブリッジは、主に3つのメカニズムを利用しています：

ロックとミント 

ロックとミントは双方向の通りのようなものです。トークンをあるブロックチェーンから別のブロックチェーンに移動したいとき、ブリッジは元のチェーンであなたのトークンをロックし、宛先チェーンで新しいラップトークンを作成します。国境で通貨を交換するようなものですが、暗号通貨です！トークンを元に戻すためには、宛先チェーンでラップトークンを焼却し、元のトークンがソースチェーンでアンロックされます。レンタカーを返却してデポジットを取り戻すようなものです。

ロックとミントメカニズムを使用しているブリッジの例をいくつか紹介します：

1. ポータルブリッジは、ソラナ、イーサリアム、テラ、アバランチなどのさまざまなブロックチェーンを接続します。 
2. アバランチブリッジ：このブリッジは、アバランチブロックチェーンからイーサリアムにトークンを転送するために構築されています。

バーンとミント

ロックとミントメカニズムに加えて、別のアプローチとしてバーンとミントがあります。この方法は少し異なります。あるチェーンから別のチェーンにトークンを転送したいとき、実際にはソースチェーンでトークンを焼却します。古いバージョンのトークンを破壊するようなものです。同時に、ブリッジは宛先チェーンで同等のトークンをミントします。新しいバージョンのトークンを作成するようなものです。 

バーンとミントメカニズムを使用しているブリッジの例をいくつか紹介します：

3. ポルカドットパラチェーン：バーンとミントメカニズムを使用することで、ポルカドットネットワーク内の異なるパラチェーン間でトークンの転送を可能にします。たとえば、アカラからカルラにトークンを転送できます。
4. ニアプロトコルのレインボーブリッジ：このブリッジは、ニアプロトコルをイーサリアムに接続します。これにより、ユーザーはこれら2つのネットワーク間で資産を転送できるように、バーンとミントメカニズムを使用します。

ロックとアンロック 

ソースチェーンのトークンはロックされ、宛先チェーンの流動性プールから同等のトークンがリリースされ、資産の循環が一貫していることを保証します。このメカニズムは、収益分配のようなインセンティブを通じて流動性を引き付けることがよくあります。 

5. シナプス：イーサリアム、ポリゴン、アバランチ、ファントムなど、幅広いブロックチェーンをサポートする人気のクロスチェーンブリッジです。 
6. セラー ブリッジ：このブリッジは、コンフラックスブロックチェーンをイーサリアムに接続します。流動性プールを活用して、これら2つのネットワーク間での資産転送を促進するロックとアンロックメカニズムを使用しています。

人気のブロックチェーンブリッジの例

セキュリティに関する考慮事項 

 Chainlinkの開発者によると、オラクルによって動かされる独自のブリッジを構築した彼らは、資金をチェーン間で移動する予定がある場合、少なくとも7つのブリッジの脆弱性に注意する必要があると述べています。

弱い秘密鍵の取り扱い

クロスチェーンブリッジにはいくつかの重要な脆弱性があり、その中でも最大の懸念は秘密鍵の取り扱い方法です。これらの鍵は、しばしばブリッジオペレーターによって管理され、ブロックチェーン間での資産の検証と転送に不可欠です。秘密鍵が侵害されると、大規模なセキュリティ侵害につながる可能性があります。Web3における最大のハッキング事件の多くは、鍵の管理が不十分であったために発生しました。

これらのリスクを軽減するためには、インフラを分散させることが賢明です。関与するサーバー、プロバイダー、オペレーターが多様であればあるほど、単一障害点や中央集権リスクに対する保護が向上します。

秘密鍵の侵害による主要なクロスチェーンブリッジハッキング: 
 

• マルチチェーンブリッジハック（2023年7月） — マルチチェーンのCEOは、クロスチェーンブリッジからの不正な引き出しを可能にした侵害された秘密鍵に責任があります。

• ハーモニーブリッジ（2022年6月） — ハッカーは、ハーモニーブリッジのマルチシグで取引に必要な5つの秘密鍵のうち2つを掌握し、脆弱性を悪用しました。

• ロニンブリッジ（2022年3月） — ハッカーは、ロニンブリッジのマルチシグで取引を管理するために使用される9つの秘密鍵のうち5つを掌握しました。

監査されていないスマートコントラクト

クロスチェーンブリッジは、ブロックチェーン間のトークン転送を処理するためにスマートコントラクトに依存しています。スマートコントラクトは、トークンの適切なミント、バーニング、またはロックを保証しますが、コードが不十分に書かれていると重大なセキュリティリスクを引き起こす可能性があります。スマートコントラクトコードの脆弱性は、過去に重大なハッキングを引き起こしました。

これらのリスクを最小限に抑えるためには、経験豊富な監査人がデプロイ前にコードを徹底的にテストし、問題がないか継続的に監視することが不可欠です。定期的な更新と複数回のテストがコードのセキュリティを維持します。

ブリッジを選ぶ際には、堅実な監査履歴と緊急停止やレート制限などの強力な内部セキュリティ対策を持つものを探してください。これにより、潜在的な悪用やバグに対する保護が向上します。

スマートコントラクトの脆弱性：クロスチェーンブリッジの悪用に焦点を当てて: 
 

• ワームホールブリッジ（2022年2月） — ハッカーは、ブリッジのスマートコントラクト検証プロセスの欠陥を悪用して、必要な担保を提供することなくSolanaで120,000 wETHをミントしました。

• バイナンスブリッジ（2022年10月） — ブリッジのスマートコントラクト内のIAVLマークル証明検証システムの脆弱性が悪用され、200万BNBが盗まれました。

• キュービット（2022年1月） — ブリッジのソフトウェアのコーディングエラーにより、ハッカーがEthereumに最初にトークンをデポジットすることなくBNBチェーンからトークンを引き出すことができました。

安全でないアップグレード

スマートコントラクトのアップグレードは、ソフトウェアの更新を行うようなもので、バグの修正、新機能の追加、設定の調整にとって重要です。クロスチェーンブリッジにとっては、新しいトークンやブロックチェーンをサポートし、技術の進歩に追いつくことを意味します。しかし、ここで重要なのは、アップグレードプロセスが安全でない場合、攻撃の扉を開いてしまうということです。

安全を保つためには、複数のエンティティにキーコントロールを分散させ、ユーザーに変更についての事前通知を行うためのタイムロックを追加し、ブリッジオペレーターにリスクの高いアップデートを拒否させることが含まれます。しかし、迅速な修正が必要な場合、オペレーターからの迅速な承認が役立つことがあります—ただし、セキュリティが最高水準であることを確認してください。安全性とスピードのバランスを取ることが、アップグレード可能なクロスチェーンブリッジの鍵です。

単一ネットワーク依存: クロスチェーンブリッジにとっての大きなリスク

クロスチェーンブリッジのために単一のバリデータネットワークに依存することはリスクがあります。そのネットワークがハッキングされると、その侵害はすべての接続されたブロックチェーンに影響を及ぼします。より安全なアプローチは、各ブロックチェーン接続に対して独立した分散型ネットワークを使用することです。この方法では、一つのレーンが侵害されても、他のレーンは安全に保たれます。最も安全なブリッジは、各レーンを複数のネットワークで保護することで、ハッキングをさらに困難にします。開発者が各レーンに独立したネットワークを使用し、異なるコーディング言語を混在させ、脆弱性を最小限に抑えるための強力なリスク管理を実施していることが確実であれば、特定のブリッジを利用してください。

未検証のバリデーターセット

クロスチェーンブリッジの核心は、そのバリデーターセットにあります。これは、ブリッジのインフラストラクチャを維持する責任を持つ個人または組織です。ブリッジを選ぶ際には、そのバリデーターの質と経験を評価することが重要です。運用セキュリティ（OPSEC）において実績のある熟練した専門家のチームを持つブリッジは、信頼性と安全性を持って運営される可能性が高いです。

ブリッジは、そのバリデーターの強さに依存しています。管理が不十分なバリデーターセットは、取引の遅延、セキュリティ侵害、さらにはブリッジの完全な失敗などの重大なリスクを引き起こす可能性があります。したがって、評判が良く経験豊富なバリデーターセットを持つブリッジを見つけるために、さまざまなブリッジを調査し比較することが不可欠です。

さらに、バリデーターに対する経済的インセンティブを考慮してください。一部のブリッジでは、バリデーターが自分の資金をステークすることを要求しており、これによりバリデーターとブリッジのユーザーとの間に強い利害の一致が生まれます。これにより、バリデーターが誠実かつ責任を持って行動することが確保されます。

アクティブな取引監視の欠如

アクティブな取引監視は、クロスチェーンブリッジのデジタル監視者です。それは、常に疑わしい活動をスキャンする警戒心の強いセキュリティガードです。正しく行われれば、異常を早期に発見し、ハッキングを未然に防ぐことができます。

ルールに従わずにブリッジから資金を引き出そうとする人を想像してみてください。アクティブな監視があれば、システムはこれを疑わしいとフラグを立て、緊急ブレーキをかけることができます。たとえば、CCIPは、トランザクションを注意深く監視するネットワークを持っており、トークンをリリースする前にすべてが整っていることを確認します。何かが怪しいと感じた場合、彼らは被害を防ぐためにショーを停止することができます。

アクティブな監視は贅沢ではなく、クロスチェーンシステムを安全に保つための必要不可欠なものです。

アクティブな監視の欠如がロニンブリッジハックに寄与
 

• Halborn Blockchain Securityによる 報告では、2022年3月の ロニンブリッジハックが6日間見逃されたことが明らかになりました。この重大な遅延は、堅牢なアクティブ取引監視システムを実装することで防ぐことができたでしょう。

レート制限の欠如

レート制限は、ウェブサイトやAPIを扱う誰もが知っている実績のあるセキュリティ対策です。これは、サービス拒否（DoS）攻撃を防ぎ、サーバーが過剰なリクエストで圧倒されないようにするために使用されます。クロスチェーンの世界では、レート制限は同様に機能し、特定の時間枠内でチェーン間で転送できる価値の量を制限します。これはシンプルな概念です：どれだけの量が移動でき、どれだけ早く移動できるかを制限します。

この基本的なセキュリティ機能は、クロスチェーンブリッジにとって強力な最後の防衛線です。ハッカーが他のセキュリティ対策をすり抜けた場合でも、レート制限により、彼らが一度にブリッジ全体を排出することはできません。

すべての価値が瞬時に盗まれた実際のブリッジハックは、レート制限と緊急停止があれば、はるかに被害が少なかった可能性があります。これは大きな違いを生むシンプルな修正です。

ブロックチェーンブリッジの未来

ブリッジ技術は、異なるブロックチェーンネットワークを接続し、シームレスな資産移転を可能にするDeFiの風景において不可欠な部分となっています。しかし、これらのブリッジにはリスクが伴います。プライベートキー管理、スマートコントラクト、またはアップグレードプロセスの脆弱性から生じるセキュリティ侵害は、堅牢な保護策の必要性を浮き彫りにしています。

これらのリスクを軽減するためには、プライベートキーのセキュリティを優先し、スマートコントラクトの徹底的な監査を行い、安全なアップグレード手順を実施することが不可欠です。さらに、アクティブな取引監視とレート制限は、攻撃に対する強力な防御策として機能します。

アクティブな取引監視の欠如が攻撃者に脆弱性を悪用させたロニンブリッジハックは、セキュリティ対策を怠ることの結果を思い起こさせる厳しい教訓です。このような事件から学び、ベストプラクティスを実施することで、将来の攻撃のリスクを大幅に減少させることができます。

課題があるにもかかわらず、クロスチェーンブリッジの潜在的な利点は計り知れません。これらは、相互運用性の向上、流動性の改善、開発者やユーザーに新しい機会を提供します。関連するセキュリティリスクを理解し対処することで、クロスチェーンブリッジの力を活用し、より相互接続された革新的なブロックチェーンエコシステムを創造できます。

結論として、クロスチェーンブリッジはDeFiの風景において貴重なツールです。しかし、その成功はセキュリティへの強い焦点とベストプラクティスへのコミットメントに依存しています。これらのブリッジに関連する脆弱性や課題に対処することで、彼らの潜在能力を最大限に引き出し、分散型金融の未来を推進することができます。