イーサリアム（ETH）の最新アップグレードまとめ
イーサリアムは、ビットコインに次ぐ時価総額を誇る主要な暗号資産であり、分散型アプリケーション（DApps）の基盤として広く利用されています。その進化は常に続いており、スケーラビリティ、セキュリティ、持続可能性の向上を目指した様々なアップグレードが実施されてきました。本稿では、イーサリアムの主要なアップグレードについて、技術的な詳細を含めて詳細に解説します。
1. イーサリアムの初期と課題
イーサリアムは、2015年にヴィタリック・ブテリンによって提唱され、ビットコインの課題であったスクリプト機能の制限を克服し、より汎用的な分散型コンピューティングプラットフォームを提供することを目的として開発されました。当初のイーサリアムは、Proof-of-Work（PoW）と呼ばれるコンセンサスアルゴリズムを採用しており、取引の検証とブロックの生成に膨大な計算資源を必要としていました。このPoWメカニズムは、ネットワークのセキュリティを確保する一方で、スケーラビリティの問題を引き起こし、取引手数料の高騰や処理速度の低下を招きました。また、エネルギー消費量が非常に大きいという問題も指摘されていました。
2. メトロポリス アップグレード
イーサリアムのスケーラビリティ問題に対処するため、2016年から2017年にかけて「メトロポリス」と呼ばれる一連のアップグレードが実施されました。メトロポリスは、大きく分けて「Byzantium」と「Constantinople」の2つのハードフォークで構成されています。
2.1 Byzantium
Byzantiumは、2017年10月に実施されたハードフォークであり、以下の主要な変更点が含まれています。
- EIP-155: Replay Protection。ハードフォーク後のチェーンとそれ以前のチェーン間での取引の再実行を防ぐためのメカニズムを導入しました。
- EIP-156: Support for several signature algorithms。より多様な署名アルゴリズムをサポートし、セキュリティの向上を図りました。
- EIP-161: State clearing。不要な状態データを削除し、ブロックチェーンのサイズを削減しました。
2.2 Constantinople
Constantinopleは、2019年2月に実施されたハードフォークであり、以下の主要な変更点が含まれています。
- EIP-1283: Gas cost reduction。特定の演算のガス代を削減し、スマートコントラクトの実行コストを低減しました。
- EIP-145: Bitwise shifting。ビット演算のサポートを追加し、スマートコントラクトの機能を拡張しました。
- EIP-2028: Reduce state trial size。状態試行のサイズを削減し、ネットワークの効率を向上させました。
3. イスタンブール アップグレード
イスタンブールは、2019年12月に実施されたハードフォークであり、主にガス代の最適化とセキュリティの向上を目的としています。主な変更点は以下の通りです。
- EIP-1980: Reduce state trial size。状態試行のサイズをさらに削減し、ネットワークの効率を向上させました。
- EIP-2387: Pushed gas costs for certain opcodes。特定のopcodeのガス代を調整し、ネットワークの安定性を高めました。
- EIP-2565: Modular exponentiation。モジュラ指数演算のサポートを追加し、暗号化処理の効率を向上させました。
4. ベールアップグレード（The Merge）
イーサリアムの歴史において最も重要なアップグレードの一つである「ベールアップグレード（The Merge）」は、2022年9月に実施されました。このアップグレードは、イーサリアムのコンセンサスアルゴリズムをPoWからProof-of-Stake（PoS）に変更するものであり、長年の課題であったスケーラビリティとエネルギー消費量の問題を大幅に改善しました。
4.1 Proof-of-Stake（PoS）とは
PoSは、暗号資産の保有量に応じて取引の検証者（バリデーター）を選出するコンセンサスアルゴリズムです。バリデーターは、自身の保有するETHを担保としてネットワークに貢献し、取引の検証とブロックの生成を行います。PoSは、PoWと比較して、エネルギー消費量が大幅に少なく、より環境に優しいという利点があります。また、PoWよりも高速な取引処理が可能であり、スケーラビリティの向上にも貢献します。
4.2 The Merge の影響
The Mergeによって、イーサリアムのエネルギー消費量は99.95%以上削減され、環境負荷が大幅に軽減されました。また、PoSへの移行により、ネットワークのセキュリティが向上し、より持続可能なプラットフォームへと進化しました。The Mergeは、イーサリアムの将来にとって非常に重要なマイルストーンであり、DAppsの開発と普及を加速させるものと期待されています。
5. シャンハイ アップグレード
The Merge後の最初の主要なアップグレードである「シャンハイ」は、2023年2月に実施されました。このアップグレードは、PoSで獲得したETHの引き出しを可能にするものであり、バリデーターがETHを自由に取引できるようになりました。主な変更点は以下の通りです。
- EIP-4895: Beacon chain push withdrawals as operations。ビーコンチェーンからのETH引き出しをオペレーションとして実行できるようにしました。
- EIP-3651: Warm COINBASE。COINBASEの暖化により、スマートコントラクトからのETH引き出しを効率化しました。
- EIP-3855: PUSH0 instruction。PUSH0命令を追加し、スマートコントラクトのガス効率を向上させました。
6. 今後のアップグレード
イーサリアムの開発は、The Mergeとシャンハイ アップグレードの後も継続されており、さらなるスケーラビリティの向上と機能拡張を目指した様々なアップグレードが計画されています。主な今後のアップグレードとしては、以下のものが挙げられます。
6.1 Surge
Surgeは、シャーディングと呼ばれる技術を導入し、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ことを目的としています。シャーディングは、ブロックチェーンを複数のシャードに分割し、並行してトランザクションを処理することで、スケーラビリティを向上させる技術です。
6.2 Scourge
Scourgeは、イーサリアムネットワークのセキュリティをさらに強化し、悪意のある攻撃に対する耐性を高めることを目的としています。具体的には、MEV（Miner Extractable Value）と呼ばれる問題に対処するための対策が検討されています。
6.3 Verge
Vergeは、イーサリアムのプライバシー保護機能を強化し、ユーザーの取引履歴を秘匿することを目的としています。ゼロ知識証明などの技術を活用し、プライバシーを保護しながらトランザクションを検証できるようにすることが目標です。
6.4 Purge
Purgeは、イーサリアムネットワークの不要なコードやデータを削除し、効率性を向上させることを目的としています。ネットワークのメンテナンスと最適化を行い、よりスリムで効率的なプラットフォームへと進化させることが目標です。
7. まとめ
イーサリアムは、メトロポリス、イスタンブール、ベールアップグレード（The Merge）、シャンハイ アップグレードなど、数多くのアップグレードを経て進化を続けてきました。これらのアップグレードは、スケーラビリティ、セキュリティ、持続可能性の向上に大きく貢献し、イーサリアムをより強力で信頼性の高いプラットフォームへと変貌させました。今後のSurge、Scourge、Verge、Purgeなどのアップグレードによって、イーサリアムはさらなる進化を遂げ、分散型アプリケーションの基盤として、そして次世代のインターネットの重要な要素として、その役割を拡大していくことが期待されます。イーサリアムの進化は、暗号資産業界全体に大きな影響を与え、ブロックチェーン技術の可能性を広げていくでしょう。
