イーサリアムアップグレード情報年版

はじめに

イーサリアムは、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として、ブロックチェーン技術の分野で重要な役割を果たしています。その進化は絶えず続いており、パフォーマンス向上、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、導入の経緯、そして今後の展望を含めて詳細に解説します。本稿は、イーサリアムの技術的な理解を深め、その将来性を考察する上で役立つ情報を提供することを目的としています。

イーサリアムの初期段階と課題

イーサリアムは、2015年にVitalik Buterinによって提唱され、ビットコインの課題を克服するために設計されました。ビットコインが主に暗号通貨としての機能に焦点を当てているのに対し、イーサリアムはスマートコントラクトと呼ばれるプログラムを実行できるプラットフォームを提供することで、より多様なアプリケーションの構築を可能にしました。しかし、初期のイーサリアムにもいくつかの課題が存在しました。特に、トランザクション処理能力の低さと、それに伴う高いガス代（トランザクション手数料）は、DAppsの普及を妨げる要因となっていました。また、プルーフ・オブ・ワーク（PoW）によるコンセンサスアルゴリズムは、エネルギー消費量が大きいという問題も抱えていました。

主要なアップグレードの概要

Byzantium (ビザンティウム)

2017年10月に実施されたByzantiumは、イーサリアムのハードフォークであり、様々な改善が導入されました。主な変更点としては、EIP-155（ガス代の計算方法の変更）、EIP-161（状態クリアのコスト削減）、EIP-198（precompiled contractsの導入）などが挙げられます。これらの変更により、スマートコントラクトの実行効率が向上し、ガス代の削減に貢献しました。また、Byzantiumは、今後のアップグレードに向けた基盤を構築する役割も果たしました。

Constantinople (コンスタンティノープル)

2019年2月に実施されたConstantinopleは、Byzantiumに続くハードフォークであり、さらなる改善が加えられました。EIP-128（ガス代の削減）、EIP-145（ビットワイズシフト演算の導入）、EIP-152（再入可能性攻撃対策）などが主な変更点です。特に、EIP-128は、スマートコントラクトのガス代を大幅に削減し、DAppsの利用を促進しました。EIP-152は、スマートコントラクトのセキュリティを強化し、脆弱性を排除する上で重要な役割を果たしました。

Istanbul (イスタンブール)

2019年12月に実施されたIstanbulは、Constantinopleに続くハードフォークであり、EIP-2387（ガス代の削減）、EIP-2565（zk-SNARKsの導入）、EIP-2863（ガス代の削減）などが導入されました。EIP-2565は、プライバシー保護技術であるzk-SNARKsをイーサリアムに導入し、よりプライベートなトランザクションを可能にしました。Istanbulは、イーサリアムの機能拡張とパフォーマンス向上に貢献しました。

Berlin (ベルリン)

2021年4月に実施されたBerlinは、EIP-2548（ガス代の削減）、EIP-2718（スマートコントラクトのデプロイコスト削減）、EIP-2929（ガス代の削減）などが導入されました。これらの変更により、ガス代が大幅に削減され、DAppsの利用コストが低下しました。Berlinは、イーサリアムの経済的な効率性を向上させる上で重要な役割を果たしました。

London (ロンドン)

2021年8月に実施されたLondonは、EIP-1559（ガス代メカニズムの変更）とEIP-3855（PUSH命令のコスト削減）を導入した重要なアップグレードです。EIP-1559は、トランザクション手数料の計算方法を変更し、ガス代の予測可能性を高めました。また、EIP-1559は、イーサリアムの供給量を調整するメカニズムを導入し、ETHの価値を安定させる効果も期待されています。Londonは、イーサリアムの経済モデルを改善し、ユーザーエクスペリエンスを向上させる上で大きな影響を与えました。

The Merge (ザ・マージ)

2022年9月に実施されたThe Mergeは、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）に変更する歴史的なアップグレードです。PoSは、PoWと比較してエネルギー消費量が大幅に少なく、環境負荷を軽減することができます。The Mergeにより、イーサリアムはより持続可能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。また、PoSは、セキュリティを強化し、トランザクション処理能力を向上させる効果も期待されています。The Mergeは、イーサリアムの将来性を大きく左右する重要な出来事でした。

今後のアップグレードと展望

Sharding (シャーディング)

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重要な技術です。シャーディングにより、ブロックチェーンを複数のシャード（断片）に分割し、並行してトランザクションを処理することで、トランザクション処理能力を大幅に向上させることができます。シャーディングの導入は、イーサリアムのDAppsの普及を促進し、より多くのユーザーが利用できるようにする上で不可欠です。

Verkle Trees (ヴェルクレツリー)

Verkle Treesは、イーサリアムの状態サイズを削減するための技術です。Verkle Treesは、従来のMerkle Treesよりも効率的に状態を検証することができ、ノードのストレージ要件を軽減することができます。Verkle Treesの導入は、イーサリアムの分散性を高め、より多くの人々がノードを運営できるようにする上で重要な役割を果たします。

Proto-Danksharding (プロト・ダンクシャーディング)

Proto-Dankshardingは、シャーディングの導入に向けた準備段階として、データ可用性サンプリング（DAS）を導入するアップグレードです。DASにより、ノードはブロック全体のデータをダウンロードしなくても、トランザクションの有効性を検証することができます。Proto-Dankshardingの導入は、イーサリアムのスケーラビリティを向上させ、より多くのDAppsが利用できるようにする上で重要なステップとなります。

イーサリアムアップグレードの課題とリスク

イーサリアムのアップグレードは、技術的な複雑さと潜在的なリスクを伴います。ハードフォークは、ブロックチェーンを分岐させる可能性があり、コミュニティの分裂を引き起こす可能性があります。また、スマートコントラクトの脆弱性は、アップグレード後に新たなセキュリティリスクを生み出す可能性があります。これらの課題を克服するためには、徹底的なテストとコミュニティの合意形成が不可欠です。イーサリアムの開発チームは、これらのリスクを認識し、慎重にアップグレードを進めています。

まとめ

イーサリアムは、その誕生以来、様々なアップグレードを経て進化を続けてきました。Byzantium、Constantinople、Istanbul、Berlin、London、そしてThe Mergeといった主要なアップグレードは、イーサリアムのパフォーマンス向上、セキュリティ強化、スケーラビリティ問題の解決に貢献してきました。今後のシャーディング、Verkle Trees、Proto-Dankshardingといったアップグレードは、イーサリアムをさらに強力なブロックチェーンプラットフォームへと進化させるでしょう。イーサリアムの進化は、DAppsの普及を促進し、Web3の実現に向けた重要な一歩となることが期待されます。イーサリアムの技術的な進歩とコミュニティの協力が、その将来を形作っていくでしょう。