イーサリアムで注目すべき新機能とは？

イーサリアムは、ビットコインに次ぐ時価総額を誇る、第二世代のブロックチェーンプラットフォームです。単なる暗号資産としての側面だけでなく、スマートコントラクトという革新的な技術を基盤とし、分散型アプリケーション（DApps）の開発を可能にしました。現在、イーサリアムは、そのスケーラビリティ問題の解決と、より高度な機能の実装を目指し、継続的な進化を遂げています。本稿では、イーサリアムで注目すべき新機能について、技術的な詳細を含めて解説します。

1. イーサリアム2.0（Serenity）とその構成要素

イーサリアム2.0は、イーサリアムのスケーラビリティ、セキュリティ、持続可能性を向上させるための大規模なアップグレード計画です。このアップグレードは、複数の段階を経て実施され、その中心となるのは以下の要素です。

1.1. Proof of Stake（PoS）への移行

従来のイーサリアムは、Proof of Work（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、複雑な計算問題を解くことでブロックを生成し、ネットワークのセキュリティを維持する仕組みですが、膨大な電力消費とスケーラビリティの低さが課題でした。イーサリアム2.0では、PoSへと移行することで、これらの課題を解決します。PoSでは、暗号資産を保有し、ネットワークに預けることでブロック生成の権利を得ます。これにより、電力消費を大幅に削減し、より効率的なコンセンサス形成が可能になります。

1.2. Beacon Chain

Beacon Chainは、イーサリアム2.0の中核となる新しいブロックチェーンです。PoSコンセンサスアルゴリズムを管理し、シャーディングの調整を行います。Beacon Chainは、PoWによるメインネットとは独立して動作し、PoSへの移行を段階的に進めるための基盤となります。

1.3. シャーディング

シャーディングは、ブロックチェーンのデータを複数の断片（シャード）に分割し、並行して処理することで、スケーラビリティを向上させる技術です。イーサリアムでは、シャーディングを導入することで、トランザクション処理能力を大幅に向上させ、より多くのDAppsをサポートできるようになります。各シャードは、独立してトランザクションを処理し、最終的にBeacon Chainによって統合されます。

2. EIP（Ethereum Improvement Proposals）とその重要性

EIPは、イーサリアムの改善提案のことです。イーサリアムの開発は、コミュニティによって主導されており、EIPを通じて新しい機能や改善案が提案され、議論、実装されます。EIPは、技術的な詳細から、プロトコルの変更、さらにはインターフェースの改善まで、幅広い内容をカバーします。以下に、注目すべきEIPをいくつか紹介します。

2.1. 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改善する提案です。従来のイーサリアムでは、トランザクション手数料は、ネットワークの混雑状況に応じてオークション形式で決定されていました。EIP-1559では、ベースフィーとチップスの2つの要素で手数料を構成し、ベースフィーは自動的にバーン（焼却）されることで、イーサリアムの供給量を調整する効果が期待されます。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、ネットワークの安定性が高まります。

2.2. EIP-4844（Proto-Danksharding）

EIP-4844は、シャーディングの導入に向けた準備段階として提案されたものです。Blobトランザクションという新しいトランザクションタイプを導入し、データ可用性サンプリング（DAS）という技術を活用することで、ロールアップのスケーラビリティを向上させます。Proto-Dankshardingは、完全なシャーディングの実装に向けた重要なステップとなります。

2.3. EIP-3860

EIP-3860は、スマートコントラクトのガス代を削減するための提案です。スマートコントラクトの実行には、ガスという単位でコストがかかります。EIP-3860では、スマートコントラクトのコードの最適化や、不要な処理の削減を促すことで、ガス代を削減し、DAppsの利用コストを低減します。

3. レイヤー2ソリューションの進化

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もう一つのアプローチが、レイヤー2ソリューションです。レイヤー2ソリューションは、イーサリアムのメインチェーン（レイヤー1）の上に構築され、トランザクションをオフチェーンで処理することで、スケーラビリティを向上させます。以下に、代表的なレイヤー2ソリューションを紹介します。

3.1. ロールアップ

ロールアップは、複数のトランザクションをまとめて1つのトランザクションとしてメインチェーンに記録する技術です。Optimistic RollupとZK-Rollupの2つの主要なタイプがあります。Optimistic Rollupは、トランザクションが有効であると仮定し、異議申し立て期間を設けることで、不正なトランザクションを検出します。ZK-Rollupは、ゼロ知識証明という暗号技術を用いて、トランザクションの有効性を証明します。

3.2. ステートチャネル

ステートチャネルは、2者間のトランザクションをオフチェーンで処理するための技術です。ステートチャネルを開設し、複数のトランザクションをオフチェーンで実行し、最終的な結果のみをメインチェーンに記録します。ステートチャネルは、頻繁にトランザクションが発生するアプリケーションに適しています。

3.3. サイドチェーン

サイドチェーンは、イーサリアムとは独立したブロックチェーンであり、イーサリアムのメインチェーンと双方向通信が可能です。サイドチェーンは、独自のコンセンサスアルゴリズムを採用し、特定のアプリケーションに特化した機能を提供することができます。

4. EVM（Ethereum Virtual Machine）の進化

EVMは、イーサリアム上でスマートコントラクトを実行するための仮想マシンです。EVMは、スマートコントラクトのコードをバイトコードに変換し、実行します。EVMの進化は、スマートコントラクトのパフォーマンス向上や、新しいプログラミング言語のサポートに繋がります。現在、EVMの改良版であるeWASM（Ethereum flavored WebAssembly）の開発が進められています。eWASMは、WebAssemblyというバイナリ命令形式を採用し、EVMよりも高速で効率的なスマートコントラクトの実行が可能になると期待されています。

5. その他の注目機能

上記以外にも、イーサリアムでは、以下のような新機能が開発されています。

• Account Abstraction: 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する機能。これにより、より柔軟なアカウント管理が可能になり、セキュリティの向上や、ユーザーエクスペリエンスの改善が期待されます。
• Verkle Trees: Merkle Treeよりも効率的なデータ構造であるVerkle Treeを導入することで、ノードのストレージ要件を削減し、ネットワークのスケーラビリティを向上させます。
• Dynamic Data Availability: データ可用性の要件を動的に調整することで、ロールアップのスケーラビリティを向上させます。

まとめ

イーサリアムは、PoSへの移行、シャーディング、EIPの導入、レイヤー2ソリューションの進化、EVMの改良など、様々な新機能を実装することで、そのスケーラビリティ、セキュリティ、持続可能性を向上させています。これらの新機能は、イーサリアムをより強力なプラットフォームへと進化させ、DAppsの開発と普及を促進すると期待されます。イーサリアムの今後の発展に注目し、その技術的な進歩を理解することは、ブロックチェーン技術の未来を予測する上で不可欠です。