クロスチェーンとは？仕組みやスワップ・ブリッジの違いなども紹介！

ブロックチェーンの種類が増える中、各チェーンの独立性により相互運用が困難になっています。
これにより、ユーザビリティや拡張性に課題を感じるエンジニアは少なくありません。

今回、Pacific Meta Magazineでは、クロスチェーンについて以下の内容を紹介します。

クロスチェーンの基本定義と技術的背景
ブリッジ、アトミックスワップなど主要な実装アプローチ
クロスチェーンスワップとブリッジの技術的違いと選定基準
導入時のメリット・デメリットとセキュリティリスク評価
DeFi、NFT、決済領域での実用的なユースケース
今後の技術動向と自社プロダクト導入の検討ポイント

本記事では実装例やコード解説、セキュリティ監査の観点も含めた技術比較を詳しく紹介します。
さらに、専門家コメントや統計データも引用しながら実践的な導入指針を提供します。
ぜひ、最後までご覧ください。

記事の目次

クロスチェーンとは？
1. クロスチェーンの定義・概要
2. 背景と必要性
クロスチェーン技術の仕組みと主要なアプローチとは？
クロスチェーンブリッジの機能と役割とは？
1. クロスチェーンブリッジの基本的仕組み
2. 実装例と代表的プラットフォーム
クロスチェーンスワップとブリッジの違いとは？
1. 比較ポイント：技術・手順・コスト
2. 代表的なサービス例
クロスチェーン技術のメリット・デメリットとは？
1. メリット：エコシステム拡大と流動性向上
2. デメリット：セキュリティリスクと運用コスト
クロスチェーン技術の主なユースケース
クロスチェーン技術の今後の展望と課題
1. 技術的課題と研究動向
2. 規制・セキュリティ課題
クロスチェーンに関するよくある質問
クロスチェーンについてまとめ

クロスチェーンとは？

クロスチェーン技術とは、異なるブロックチェーンネットワーク間でデータや価値（資産）の交換・共有を可能にする相互運用性の技術です。

従来、ビットコインやイーサリアムなどの各ブロックチェーンは独立したネットワークとして機能していました。

そのため、それぞれが分断された「データのサイロ」状態となっていました。
この問題を解決するのが仮想通貨のクロスチェーン技術であり、「ブロックチェーンのインターネット」を実現するものとも呼ばれています。

クロスチェーンの定義・概要

クロスチェーン技術は、異なるブロックチェーン同士を接続して相互にトランザクション（取引）やデータの読み書きを行えるようにする技術です。

例えば、イーサリアム上のトークンや情報をソラナやポリゴン上で利用できます。
逆に他チェーンの資産をイーサリアムのスマートコントラクトで扱うといった相互運用も可能になります。

クロスチェーンの仕組みは、主にクロスチェーンブリッジと呼ばれるプロトコルを通じて実現されます。

このブリッジが異なるチェーン間の「橋渡し」となり、一方のチェーンで資産をロックします。
そして、対応する別チェーン上でラップされた資産（ペグされたトークン）を発行する流れで資産移転を実現します。

背景と必要性

ブロックチェーンエコシステムの多様化により、各チェーンが特定の用途に特化する傾向が強まっています。

イーサリアムは豊富なDAppエコシステムを持つ一方で手数料が高く、ソラナは高速処理が可能だが歴史が浅いという特徴があります。

また、ビットコインは高いセキュリティを持つが機能が限定的といった具合に、それぞれ異なる強みと弱みを持ちます。

企業がWeb3プロジェクトを開発する際、単一チェーンでは全ての要件を満たすことが困難なケースが増えています。

そのため、複数チェーンの強みを組み合わせたマルチチェーン対応が求められています。
クロスチェーン技術により、各ブロックチェーンの特長を活かしながら、ユーザーには統一された体験を提供できるインターオペラビリティが実現可能となります。

クロスチェーン技術の仕組みと主要なアプローチとは？

クロスチェーン技術の実現には、複数の技術的アプローチが存在します。
それぞれ異なる特徴と適用シーンを持つため、プロジェクトの要件に応じて最適な手法を選択する必要があります。

ブリッジによるアプローチ

クロスチェーンブリッジは、最も一般的なクロスチェーン実装手法です。
基本的な動作フローは以下の通りです。

ロック段階：ユーザーが送信元チェーンでブリッジコントラクトに資産を送金し、スマートコントラクトが該当資産をロック（凍結）
検証段階：ブリッジのバリデータやオラクルが、送信元チェーンでのロック取引を検証
ミント段階：宛先チェーン上で、ロックされた資産に対応するラップトークンを新規発行（ミント）
逆方向処理：資産を元のチェーンに戻す際は、ラップトークンをバーン（焼却）し、元の資産をアンロック（解放）

代表的なクロスチェーンブリッジプラットフォームには、Wormhole（Solanaとイーサリアム間での仮想通貨やNFTを移動）、Polygon Bridge、Binance Bridgeなどがあります。

これらのブリッジは実装が比較的容易な反面、後述するセキュリティ上の課題も存在します。

アトミックスワップによるアプローチ

アトミックスワップは、二つのブロックチェーン上の資産を仲介者を信頼せずに直接交換する技術です。

ハッシュタイムロック契約（HTLC）という仕組みを使用します。
HTLCは、双方が事前に決めた条件を満たすことで、片方が資産送付に成功した場合にのみもう片方も送付される仕組みを実現します。

HTLCの基本構造は以下のようになります。

ハッシュロック：特定のハッシュ値の原像（プリイメージ）を知っている者のみが資産を取得可能
タイムロック：一定時間内に取引が完了しない場合、資産は自動的に送信者に返却

クロスチェーンスワップでは、両チェーンで同じハッシュ値を使用したHTLCを作成します。
一方の取引が完了すると秘密鍵が公開され、もう一方の取引も実行される仕組みです。

取引が不成立なら双方とも元に戻るため、信頼できる第三者なしにビットコインとイーサリアムを直接交換することが可能です。

その他のアプローチ（サイドチェーン／ZKブリッジなど）

サイドチェーン方式では、メインのブロックチェーンとは別に側鎖（サイドチェーン）を用意します。
そして、メインチェーンと連携する形で異なるチェーンを間接的に接続します。

ライトクライアントや中継チェーンを用いた方式もあり、CosmosプロジェクトのIBC（Inter-Blockchain Communication）プロトコルが代表的です。

IBCは、各ブロックチェーン上に他方のライトクライアントを実装することで、信頼できる第三者に依存せずチェーン同士が直接検証し合う仕組みを実現しています。

最近では、ゼロ知識証明技術を応用したZKブリッジも注目されており、従来のブリッジよりも高いセキュリティと効率性を提供する可能性があります。

クロスチェーンブリッジの機能と役割とは？

クロスチェーンブリッジは、異なるブロックチェーン間の相互運用を実現する中核的な役割を担います。
単なる資産移動だけでなく、複雑なメッセージ通信やスマートコントラクト間の連携も可能にします。

クロスチェーンブリッジの基本的仕組み

クロスチェーンブリッジの動作は、以下の詳細な技術プロセスで構成されます。

デポジット段階：ユーザーが送信元チェーンのブリッジコントラクトに資産を送金します。
この時点で、トランザクションハッシュと送金額が記録されます。
ロック処理：ブリッジコントラクトは受け取った資産を内部ウォレットにロックし、イベントログを発行します。このログには宛先チェーン情報、受信者アドレス、資産種類・数量が含まれます。
検証プロセス：複数のバリデータノードまたはオラクルが、送信元チェーンのトランザクションを独立して検証します。通常、過半数または2/3以上の合意が必要です。
ミント実行：宛先チェーン上のブリッジコントラクトが、検証済みの情報に基づいてラップトークンを発行し、指定されたアドレスに送金します。
状態同期：両チェーンのブリッジコントラクトが状態を同期し、今後の逆方向取引に備えてバランス情報を更新します。この仕組みにより、元の資産の価値が1:1で宛先チェーン上に保持され、必要時には元のチェーンに戻すことが可能になります。

実装例と代表的プラットフォーム

主要なクロスチェーンブリッジプラットフォームの特徴は以下の通りです。

Wormhole：Solana、Ethereum、BSC、Polygonなど20以上のチェーンに対応。ガーディアンネットワークによる分散型検証を採用し、NFTやトークンの移動が可能
LayerZero：汎用メッセージプロトコルを提供し、Japan Open Chainとも提携。オラクルとリレイヤーの組み合わせで高速な通信を実現
Polygon Bridge：Ethereumとの間で特化したブリッジを提供。プラズマとPoSブリッジの2種類を用意し、用途に応じて選択可能
Chainlink CCIP：分散型オラクルネットワークを活用し、Astar Networkも統合。任意のメッセージング機能でスマートコントラクト間の関数呼び出しが可能

選定時は、対応チェーン数、セキュリティモデル、手数料水準、開発サポートの充実度を総合的に評価することが重要です。

特に、プロダクトの要求するトランザクション量や想定ユーザー数に応じて、スケーラビリティと安定性のバランスを考慮した選択が求められます。

クロスチェーンスワップとブリッジの違いとは？

クロスチェーンスワップとクロスチェーンブリッジは、いずれも異なるブロックチェーン間での資産移動を可能にします。
しかし、技術的アプローチと利用目的が大きく異なります。

正しい選択により、プロジェクトの要件に最適化された実装が可能になります。

比較ポイント：技術・手順・コスト

比較項目	クロスチェーンスワップ	クロスチェーンブリッジ
技術方式	アトミックスワップ（HTLC）	ロック&ミント方式
信頼モデル	完全にトラストレス	ブリッジ運営者に依存
処理時間	数時間～数日	数分～数十分
手数料構造	両チェーンのガス代のみ	ガス代+ブリッジ手数料
対応資産	ネイティブトークンが中心	あらゆるトークン・NFT
実装難易度	高い（両チェーンでHTLC実装必要）	中程度（既存ブリッジ利用可能）

選定チェックリストは以下の通りです。

完全なトラストレス性が必要 → クロスチェーンスワップ
高速な処理とユーザビリティ重視 → クロスチェーンブリッジ
多様な資産種類への対応が必要 → クロスチェーンブリッジ
開発リソースが限定的 → クロスチェーンブリッジ（既存プラットフォーム活用）

代表的なサービス例

クロスチェーンスワップ専用プラットフォーム：

THORChain：ビットコイン、イーサリアム、Binance Smart Chainなど主要チェーン間の直接スワップを実現。独自チェーン上で各チェーンの資産をプールし、完全分散型での交換を提供
Ren Protocol：ゼロ知識証明を活用してビットコインやZcashなどのプライバシーコインをイーサリアム上で利用可能にする仕組み

ブリッジ機能提供プラットフォーム：

Multichain（旧AnySwap）：80以上のブロックチェーンに対応し、1000以上のトークンをサポート。クロスチェーンルーターとしても機能
Synapse Protocol：Ethereum、Polygon、Avalanche、Arbitrumなど主要L1・L2チェーン間でのスムーズな資産移動を提供
Hop Protocol：Ethereum L2ソリューション間に特化したブリッジで、Optimism、Arbitrum、Polygonなど間の高速移動が可能

これらのプラットフォームは、それぞれ異なる技術的特徴とユースケースを持つため、プロジェクトの要件と照らし合わせた慎重な選定が重要です。

クロスチェーン技術のメリット・デメリットとは？

クロスチェーン技術の導入は、Web3プロジェクトに大きな可能性をもたらします。
一方で、慎重に検討すべきリスクも存在します。

適切な評価により、投資対効果の高い実装判断が可能になります。

メリット：エコシステム拡大と流動性向上

まずはメリットをご紹介します。

1. 異種ブロックチェーンの相互利用促進

クロスチェーン技術により、各ブロックチェーンの独自機能や強みを組み合わせて活用できるようになります。
例えば、高速な決済にはSolana、高いセキュリティにはEthereum、低手数料にはPolygonといった使い分けが可能です。

2. 流動性とユーザー基盤の拡大

異なるチェーン間で資産移動が自由になることで、市場全体の流動性が向上し資本効率が改善されます。
例えば、Ethereum上のトークンを他チェーンのDeFiプラットフォームでより有利な条件で運用するなど、ユーザーの選択肢が大幅に広がります。

3. マルチチェーンDAppの実現

開発者は一つのアプリケーションの各機能を最適なチェーン上に配置しつつ、ユーザーにはシームレスな体験を提供できます。
トランザクション処理は手数料の安いチェーンで行い、データ検証は信頼性の高い別チェーンで行うといった設計が可能です。

4. DeFi機会の多様化

資産をブリッジすることで、複数チェーン上の貸借・ステーキング・Yield Farmingにアクセスできます。
これにより、ユーザーは最良の利回りやサービスを選択できます。
PolygonやAvalanche上のAaveやCurveなどにEthereum資産をブリッジして参加する事例が一般化しています。

デメリット：セキュリティリスクと運用コスト

次にデメリットをご紹介します。

1. セキュリティ上の脆弱性

クロスチェーンブリッジは巨額の資産が集中するため、ハッカーの格好の標的となります。
実際、2020年以降の主要ハッキング事件の大半がブリッジ関連で、累計被害額は数十億ドル規模に達しています。

代表的な事例として、2022年3月のAxie InfinityのRoninブリッジからの約6億ドル流出、Harmonyブリッジの1億ドル超ハッキングなどがあります。

これらはスマートコントラクトや多重署名の弱点を突かれたもので、単一点に資産をロックするブリッジの構造上のリスクが表面化しました。

2. 実装と運用の複雑さ

異なるチェーンを繋ぐ性質上、実装・運用には高度な専門知識が必要で、開発・監査コストも増大します。
ユーザー側でも複数チェーン間でのトランザクション操作やガス代不足、送金先アドレスミスなどのエラーリスクが存在します。

3. 信頼モデルの課題

多くの汎用ブリッジは中央集権的なカストディアンや一部ノードの信頼に依存しており、管理者の不正やハッキングリスクがあります。

完全にトラストレスな相互検証は技術的制約が多く、現実的には第三者の信用に依存するモデルが妥協策として用いられています。

クロスチェーン技術の主なユースケース

クロスチェーン技術は幅広い分野で実用化が進んでおり、それぞれ異なるビジネス価値を提供しています。
以下の主要ユースケースを参考に、自社プロジェクトへの適用可能性を検討できます。

DeFiと流動性提供

DeFi領域では、クロスチェーン技術により複数ブロックチェーンの流動性を統合し、より効率的な資産運用が可能になっています。

THORChainのようなクロスチェーンDEXでは、ビットコイン⇔イーサリアム間の直接スワップを実現しています。

これにより、従来は不可能だった異種資産間の流動性プールを構築しています。
また、Curve FinanceやAaveなどの主要DeFiプロトコルも複数チェーンに展開しています。

ユーザーがEthereum上の資産をPolygonやAvalancheでより有利な条件で運用できる環境を提供しています。

これにより、単一チェーンに閉じていた流動性が相互接続され、市場全体のキャピタルエフィシエンシーが向上しています。

資産移動・再ブリッジの自動化

ポートフォリオ管理ツールやマルチチェーン対応ウォレットでは、クロスチェーン技術を活用した自動資産最適化が実装されています。

例えば、ガス代が高騰したEthereumから自動的にPolygonに資産を移動させることが可能です。
また、より有利な利回りを提供するチェーンへの資産再配置を自動実行する機能です。

Zapper.fiやDeFi Pulseなどのプラットフォームでは、複数チェーンの資産を統合表示します。
そして、ワンクリックでクロスチェーン移動や運用戦略の変更が可能な体験を提供しています。

API連携により、リアルタイムでチェーン間の手数料や利回りを比較し、最適なタイミングでの資産移動を自動実行する仕組みも普及し始めています。

NFT・ゲームのクロスチェーン連携

ブロックチェーンゲームやNFTマーケットプレイスでは、クロスチェーン対応により資産の流動性とユーザビリティが大幅に向上しています。

日本のOasysは、Singularity社と提携してクロスチェーン決済ソリューションを導入しました。
これにより、ゲーム内で他チェーン資産による直接的なNFT購入を可能にしました。

OpenSeaやLooksRareなどの主要NFTマーケットプレイスも複数チェーンに対応しています。
Ethereum上のNFTをPolygonで低コストで取引したり、SolanaのNFTを他チェーンユーザーにも販売できる環境を整備しています。

メタバース分野では、異なるブロックチェーン上のアバターや土地資産を相互移転・共有するNFTポータビリティの実現に向けた開発が活発化しています。

クロスチェーン技術の今後の展望と課題

クロスチェーン技術は急速に進化しており、次世代プロトコルの登場により現在の課題の多くが解決される可能性があります。
同時に、規制環境の整備や標準化の推進も重要な要素となっています。

技術的課題と研究動向

ゼロ知識証明技術の活用

ZK（ゼロ知識）技術を応用したZKブリッジが次世代のクロスチェーン解決策として注目されています。
従来のマルチシグ方式と比較して、ZKブリッジは数学的証明により検証の信頼性を高めることができます。
これにより、セキュリティリスクを大幅に軽減できる可能性があります。
Polygon zkEVMやStarkNetなどのZKロールアップと組み合わせることで、ガス効率を従来の1/10以下に削減しつつ、スループットを10-100倍向上させる研究成果も報告されています。

インターオペラビリティプロトコルの進歩

Cosmos IBCプロトコルは既に数十のブロックチェーンを相互接続し、完全にトラストレスなチェーン間通信を実現しています。
2024年現在、IBCを通じた月間トランザクション数は数百万件を超え、実用レベルでの安定稼働を証明しています。
LayerZeroやChainlink CCIPなどの汎用メッセージングプロトコルも、任意のチェーン間でのスマートコントラクト呼び出しやデータ同期を可能にしています。
従来のシンプルな資産移動を超えた複雑なクロスチェーンアプリケーションの開発を支援しています。

パフォーマンス最適化の取り組み

最新の研究では、並列処理やバッチング技術により、クロスチェーントランザクションの処理時間を数秒まで短縮する手法が開発されています。
また、プリコンパイルされたコントラクトの活用により、ガス使用量を最大80%削減する実装例も報告されています。

規制・セキュリティ課題

規制環境の整備

日本では、Japan Open ChainとLayerZeroの提携事例のように、国産ブロックチェーンと海外プロトコルの連携が金融庁の監督下で進められています。
銀行発行ステーブルコインのクロスチェーン対応も、適切な規制フレームワークの下で実証が開始されています。
米国では、SECがクロスチェーンプロトコルを証券取引法の対象とする可能性を示唆しています。
そのため、プロトコル設計時のコンプライアンス考慮が重要になっています。
EUのMiCA規制では、クロスチェーン取引の追跡可能性とAML対応が求められています。