イーサリアムのアップグレード計画最新まとめ

イーサリアムは、分散型アプリケーション（DApps）を構築するための主要なプラットフォームとして、その地位を確立してきました。しかし、スケーラビリティ、セキュリティ、持続可能性といった課題を克服するために、継続的なアップグレード計画が進行中です。本稿では、イーサリアムのアップグレード計画の最新状況を詳細にまとめ、その技術的な側面、開発の進捗、そして将来展望について解説します。

1. イーサリアムの現状と課題

イーサリアムは、当初プルーフ・オブ・ワーク（PoW）というコンセンサスアルゴリズムを採用していました。PoWは、高いセキュリティを提供する一方で、膨大な電力消費とトランザクション処理能力の低さが課題でした。トランザクション処理能力の低さは、ネットワークの混雑を引き起こし、ガス代の高騰を招き、DAppsの利用を妨げる要因となっていました。また、PoWは、51%攻撃のリスクも抱えており、セキュリティ面での懸念も存在しました。

これらの課題を解決するために、イーサリアムの開発コミュニティは、長年にわたりアップグレード計画を検討してきました。その結果、イーサリアム2.0と呼ばれる大規模なアップグレード計画が策定され、段階的に実装が進められています。

2. イーサリアム2.0の主要な構成要素

イーサリアム2.0は、以下の主要な構成要素から成り立っています。

2.1. Beacon Chain

Beacon Chainは、イーサリアム2.0の中核となるコンセンサス層です。プルーフ・オブ・ステーク（PoS）という新しいコンセンサスアルゴリズムを採用し、バリデーターと呼ばれるノードがイーサリアムのセキュリティを維持します。PoSは、PoWと比較して電力消費が少なく、トランザクション処理能力も向上します。Beacon Chainは、シャーディングの導入を可能にする基盤としても機能します。

2.2. シャーディング

シャーディングは、イーサリアムのトランザクション処理能力を大幅に向上させるための技術です。ネットワークを複数のシャードと呼ばれる小さなネットワークに分割し、各シャードが独立してトランザクションを処理することで、並行処理能力を高めます。シャーディングの導入により、イーサリアムのトランザクション処理能力は、現在の数十TPSから数千TPSに向上すると期待されています。

2.3. Execution Layer (以前のMerge)

Execution Layerは、スマートコントラクトの実行を担当する層です。以前は、PoWで動作していたメインネットが、Beacon Chainと統合され、PoSで動作するようになりました。この移行は「The Merge」と呼ばれ、イーサリアムのコンセンサスアルゴリズムを根本的に変更しました。The Mergeにより、イーサリアムの電力消費は大幅に削減され、セキュリティも向上しました。

3. アップグレードの段階的な実装

イーサリアム2.0のアップグレードは、以下の段階に分けて実装が進められています。

3.1. Phase 0: Beacon Chainのローンチ

2020年12月、Beacon Chainがローンチされました。Beacon Chainは、PoSコンセンサスアルゴリズムを導入し、バリデーターの登録とステーキングを開始しました。Phase 0は、イーサリアム2.0の基盤を構築する重要なステップでした。

3.2. Phase 1: シャーディングの導入

Phase 1では、シャーディングの導入が計画されています。シャーディングの導入により、イーサリアムのトランザクション処理能力が大幅に向上すると期待されています。シャーディングの導入には、技術的な課題が多く、慎重なテストと検証が必要です。

3.3. Phase 2: Execution Layerの最適化

Phase 2では、Execution Layerの最適化が計画されています。Execution Layerの最適化により、スマートコントラクトの実行効率が向上し、DAppsのパフォーマンスが向上すると期待されています。また、EVM（Ethereum Virtual Machine）の改善も検討されています。

4. その他の重要なアップグレード

イーサリアム2.0のアップグレード以外にも、イーサリアムの改善を目的とした様々なアップグレードが進行中です。

4.1. EIP-1559

EIP-1559は、イーサリアムのトランザクション手数料の仕組みを変更する提案です。EIP-1559の導入により、ガス代の予測可能性が向上し、トランザクション手数料の変動が抑制されると期待されています。また、EIP-1559は、イーサリアムのETHの供給量を減少させる効果も持ちます。

4.2. Danksharding

Dankshardingは、シャーディングの拡張版であり、データ可用性サンプリング（DAS）という技術を導入することで、シャーディングの効率を向上させます。Dankshardingの導入により、イーサリアムのトランザクション処理能力は、さらに向上すると期待されています。

4.3. Proto-Danksharding

Proto-Dankshardingは、Dankshardingの先行段階であり、DASの導入に向けた準備段階です。Proto-Dankshardingの導入により、データ可用性の問題を解決し、シャーディングの導入をスムーズに進めることができます。

5. アップグレードの進捗状況

2023年現在、イーサリアムのアップグレード計画は、着実に進捗しています。The Mergeは完了し、イーサリアムはPoSコンセンサスアルゴリズムに移行しました。また、Proto-Dankshardingの導入も進められており、Dankshardingの実現に向けた準備が進められています。シャーディングの導入は、まだ課題が多く、今後の開発に注目が集まっています。

6. 将来展望

イーサリアムのアップグレード計画は、イーサリアムをよりスケーラブルで、安全で、持続可能なプラットフォームへと進化させることを目指しています。アップグレードが完了すれば、イーサリアムは、DAppsの利用を促進し、Web3の普及に貢献することが期待されます。また、イーサリアムは、DeFi（分散型金融）やNFT（非代替性トークン）といった分野においても、その役割を拡大していくと考えられます。

7. まとめ

イーサリアムのアップグレード計画は、複雑で長期的なプロジェクトですが、その重要性は非常に高いと言えます。The Mergeの完了は、イーサリアムの歴史における重要なマイルストーンであり、今後のアップグレードの成功に向けて、大きな弾みとなるでしょう。開発コミュニティの努力と技術革新により、イーサリアムは、分散型アプリケーションの未来を切り開いていくことが期待されます。今後も、イーサリアムのアップグレード計画の進捗状況に注目し、その影響を注視していく必要があります。