イーサリアム（ETH）のネットワークアップグレード詳細解説
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。その進化は常に進行しており、ネットワークの性能向上、セキュリティ強化、スケーラビリティ問題の解決を目的と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ネットワークアップグレードについて、技術的な詳細、導入の経緯、そして今後の展望を詳細に解説します。
1. イーサリアムの初期とPoW（プルーフ・オブ・ワーク）
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アプリケーションを構築できるプラットフォームとして誕生しました。当初、イーサリアムはビットコインと同様に、プルーフ・オブ・ワーク（PoW）と呼ばれるコンセンサスアルゴリズムを採用していました。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トランザクションを検証し、ブロックチェーンに新しいブロックを追加します。しかし、PoWには、消費電力の増大、トランザクション処理速度の遅延、スケーラビリティ問題といった課題が存在していました。
2. The DAOハックとハードフォーク
2016年、イーサリアム上で運営されていた分散型自律組織（DAO）であるThe DAOがハッキングされ、約5,000万ドル相当のETHが盗難されるという重大な事件が発生しました。この事件を受けて、イーサリアムコミュニティは、盗難されたETHを回収し、The DAOの脆弱性を修正するためのハードフォークを実施するかどうかについて激しい議論を交わしました。最終的に、コミュニティの多数派の支持を得て、ハードフォークが実行され、盗難されたETHを回収し、The DAOのコードを修正した新しいイーサリアムチェーンが誕生しました。このハードフォークは、イーサリアムの歴史において重要な転換点となりました。
3. ConstantinopleとPetersburg（コンスタンティノープルとペテルブルク）
The DAOハック以降、イーサリアムの開発チームは、ネットワークの改善を継続的に行っています。2019年には、ConstantinopleとPetersburgという2つのハードフォークが実施されました。これらのアップグレードでは、ガス代の削減、EVM（Ethereum Virtual Machine）の最適化、新しいオプコードの導入など、様々な改善が行われました。これにより、DAppsの開発コストが削減され、ネットワークの効率性が向上しました。
4. Istanbul（イスタンブール）
2019年12月には、Istanbulというハードフォークが実施されました。Istanbulでは、EVMの改善、ガス代の削減、暗号化技術の強化など、様々な改善が行われました。特に、EVMの改善は、DAppsの実行速度を向上させ、ネットワークのパフォーマンスを改善する上で重要な役割を果たしました。また、Istanbulでは、SNARKsと呼ばれるゼロ知識証明技術の導入が検討されましたが、最終的には導入は見送られました。
5. Berlin（ベルリン）
2021年4月には、Berlinというハードフォークが実施されました。Berlinでは、ガス代の削減、EVMの改善、ネットワークのセキュリティ強化など、様々な改善が行われました。特に、ガス代の削減は、DAppsの利用コストを削減し、ネットワークの利用を促進する上で重要な役割を果たしました。また、Berlinでは、EIP-2929という提案が導入され、EVMのガスモデルが改善されました。
6. London（ロンドン）とEIP-1559
2021年8月には、Londonというハードフォークが実施されました。Londonでは、EIP-1559という提案が導入され、イーサリアムの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。EIP-1559では、トランザクション手数料がベースフィーとプライオリティフィーに分割され、ベースフィーはネットワークによって自動的に調整されるようになりました。これにより、トランザクション手数料の予測可能性が向上し、ネットワークの利用がより容易になりました。また、EIP-1559では、ETHの焼却メカニズムが導入され、ETHの供給量が減少する効果が期待されています。
7. The Merge（ザ・マージ）とPoS（プルーフ・オブ・ステーク）
2022年9月には、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あるThe Mergeが実施されました。The Mergeでは、イーサリアムのコンセンサスアルゴリズムが、プルーフ・オブ・ワーク（PoW）からプルーフ・オブ・ステーク（PoS）に移行されました。PoSでは、マイナーの代わりにバリデーターと呼ばれる参加者が、ETHを預け入れることでトランザクションを検証し、ブロックチェーンに新しいブロックを追加します。PoSは、PoWと比較して、消費電力が大幅に削減され、トランザクション処理速度が向上し、スケーラビリティ問題の解決に貢献すると期待されています。The Mergeの実施により、イーサリアムは、より持続可能で効率的なブロックチェーンプラットフォームへと進化しました。
8. Shanghai（上海）
2023年4月には、Shanghaiというアップグレードが実施されました。Shanghaiでは、PoSで預けられたETHの引き出しが可能になりました。The Merge以降、バリデーターはETHを預け入れていましたが、引き出すことができませんでした。Shanghaiの実施により、バリデーターはETHを引き出すことができるようになり、PoSエコシステムの健全性が向上しました。また、Shanghaiでは、EVMの改善やガス代の削減も行われました。
9. Capella（カペラ）
Capellaは、イーサリアムの実行層とコンセンサス層を分離するアップグレードであり、The Mergeの準備段階として重要な役割を果たしました。Capellaの導入により、イーサリアムのアーキテクチャがより柔軟になり、将来的なアップグレードが容易になりました。
10. 今後の展望：Dencun、Verkle Trees、Proto-Danksharding
イーサリアムの開発チームは、今後もネットワークの改善を継続していく予定です。現在、Dencunというアップグレードが開発されており、Layer 2スケーリングソリューションのコスト削減を目的としています。また、Verkle Treesと呼ばれる新しいデータ構造の導入も検討されており、これにより、イーサリアムのノードのストレージ要件が大幅に削減されると期待されています。さらに、Proto-Dankshardingと呼ばれる技術も開発されており、これにより、イーサリアムのスケーラビリティが大幅に向上すると期待されています。これらのアップグレードにより、イーサリアムは、より高性能でスケーラブルなブロックチェーンプラットフォームへと進化していくでしょう。
まとめ
イーサリアムは、The DAOハック、Constantinople、Istanbul、Berlin、London、The Merge、Shanghaiといった数々のアップグレードを経て、着実に進化を遂げてきました。これらのアップグレードにより、イーサリアムは、より安全で効率的でスケーラブルなブロックチェーンプラットフォームへと進化し、DAppsの基盤としてますます重要な役割を担っていくでしょう。今後のDencun、Verkle Trees、Proto-Dankshardingといったアップグレードにも注目が集まっており、イーサリアムのさらなる発展が期待されます。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、Web3の未来を形作る上で重要な役割を果たすと考えられます。
