イーサリアム（ETH）のチェーンアップグレードについて解説

イーサリアムは、ビットコインに次ぐ時価総額を誇る暗号資産であり、分散型アプリケーション（DApps）の基盤となるプラットフォームです。その進化を支える重要な要素が、チェーンアップグレードです。本稿では、イーサリアムのチェーンアップグレードの歴史、種類、技術的な詳細、そして今後の展望について、専門的な視点から解説します。

1. イーサリアムチェーンアップグレードの歴史

イーサリアムのチェーンアップグレードは、その誕生当初から継続的に行われてきました。初期のアップグレードは、主にバグ修正やセキュリティ強化を目的としていました。しかし、イーサリアムがDAppsのプラットフォームとして成長するにつれて、スケーラビリティ問題が顕在化し、より大規模なアップグレードが必要となりました。以下に主要なアップグレードの歴史を概説します。

• Frontier (2015年)：イーサリアムの最初のリリースであり、開発者向けのテストネットとして機能しました。
• Homestead (2016年)：最初の安定版リリースであり、基本的な機能が実装されました。
• Metropolis (2017年)：セキュリティとパフォーマンスの向上、そして将来のアップグレードに向けた準備が行われました。
• Constantinople (2019年)：ガス代の削減や、新しい命令の導入など、DApps開発者の利便性向上に重点が置かれました。
• Istanbul (2019年)：Constantinopleの続きとして、さらなるガス代の削減や、プライバシー保護機能の強化が行われました。
• Berlin (2021年)：EIP-1559の導入により、トランザクション手数料の仕組みが大きく変更されました。
• London (2021年)：EIP-1559を含む、大規模なアップグレードであり、手数料の予測可能性向上とETHの焼却メカニズムの導入が実現しました。
• The Merge (2022年)：イーサリアムのコンセンサスアルゴリズムをプルーフ・オブ・ワーク（PoW）からプルーフ・オブ・ステーク（PoS）へ移行する、歴史的なアップグレードです。

2. チェーンアップグレードの種類

イーサリアムのチェーンアップグレードは、その規模や影響範囲によって、大きく分けて以下の3つの種類に分類できます。

• ハードフォーク (Hard Fork)：プロトコルのルールが変更され、以前のバージョンとの互換性がなくなるアップグレードです。ハードフォークが発生すると、チェーンが分岐し、新しいチェーンと古いチェーンが並行して存在することになります。The Mergeは、事実上ハードフォークとして実行されました。
• ソフトフォーク (Soft Fork)：プロトコルのルールが変更されますが、以前のバージョンとの互換性が維持されるアップグレードです。ソフトフォークは、新しいルールに従わないノードも引き続きネットワークに参加できますが、新しいルールに従うノードのみが、新しいトランザクションを検証できます。
• アップグレード (Upgrade)：ハードフォークやソフトフォークに該当しない、比較的小規模な変更です。主にバグ修正やパフォーマンスの向上を目的として行われます。

3. The Merge の技術的な詳細

The Mergeは、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す。このアップグレードにより、イーサリアムのコンセンサスアルゴリズムがPoWからPoSへと移行しました。以下に、The Mergeの技術的な詳細を解説します。

3.1. プルーフ・オブ・ワーク (PoW)

PoWは、ビットコインでも採用されているコンセンサスアルゴリズムです。PoWでは、マイナーと呼ばれる参加者が、複雑な計算問題を解くことでブロックを生成し、トランザクションを検証します。計算問題を解くためには、大量の電力が必要であり、環境負荷が高いという問題点があります。

3.2. プルーフ・オブ・ステーク (PoS)

PoSは、PoWの代替となるコンセンサスアルゴリズムです。PoSでは、バリデーターと呼ばれる参加者が、ETHを預け入れる（ステークする）ことでブロックを生成し、トランザクションを検証します。バリデーターは、預け入れたETHの量に応じてブロック生成の権利を得ます。PoWと比較して、PoSは電力消費量が少なく、環境負荷が低いという利点があります。

3.3. Beacon Chain

The Mergeを実現するために、Beacon Chainと呼ばれる新しいチェーンが導入されました。Beacon Chainは、PoSのコンセンサスアルゴリズムを管理し、バリデーターの選出や報酬の分配を行います。The Mergeにより、イーサリアムメインネットはBeacon Chainと統合され、PoSによるブロック生成が開始されました。

4. シャーディング (Sharding)

The Mergeに次ぐ重要なアップグレードとして、シャーディングが計画されています。シャーディングは、イーサリアムのスケーラビリティ問題を解決するための技術です。シャーディングでは、イーサリアムの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、各シャードが並行してトランザクションを処理することで、ネットワーク全体の処理能力を向上させます。

4.1. シャーディングの仕組み

シャーディングでは、各シャードが独自のトランザクション履歴と状態を保持します。トランザクションは、特定のシャードに割り当てられ、そのシャード内で処理されます。複数のシャードが並行してトランザクションを処理することで、ネットワーク全体の処理能力が向上します。シャーディングの導入には、データの整合性やセキュリティを確保するための複雑な技術が必要です。

4.2. シャーディングの今後の展望

シャーディングの導入は、イーサリアムのスケーラビリティ問題を解決し、DAppsの普及を促進するために不可欠です。シャーディングの導入時期は、まだ明確ではありませんが、イーサリアムの開発チームは、積極的に研究開発を進めています。

5. その他のアップグレード

シャーディング以外にも、イーサリアムには様々なアップグレードが計画されています。例えば、EIP-4844 (Proto-Danksharding) は、シャーディング導入の前段階として、データ可用性サンプリングと呼ばれる技術を導入し、ロールアップのスケーラビリティを向上させることを目的としています。また、アカウント抽象化 (Account Abstraction) は、スマートコントラクトをアカウントとして利用できるようにし、ユーザーエクスペリエンスを向上させることを目的としています。

6. まとめ

イーサリアムのチェーンアップグレードは、その進化を支える重要な要素です。The Mergeにより、イーサリアムはPoSへと移行し、環境負荷を低減するとともに、スケーラビリティ問題の解決に向けた道が開かれました。今後のシャーディングやその他のアップグレードにより、イーサリアムは、より高性能で使いやすいDAppsプラットフォームへと進化していくことが期待されます。これらのアップグレードは、暗号資産業界全体に大きな影響を与え、Web3の未来を形作る上で重要な役割を果たすでしょう。イーサリアムの技術的な進歩を理解することは、暗号資産市場の動向を把握し、将来の投資判断を行う上で不可欠です。