イーサリアム最新アップグレード速報

はじめに

イーサリアムは、分散型アプリケーション（DApps）の構築と実行を可能にする、世界をリードするブロックチェーンプラットフォームです。その進化は常に進行しており、よりスケーラブルで、安全で、持続可能なネットワークを目指して、継続的なアップグレードが行われています。本稿では、イーサリアムの最新アップグレードについて、技術的な詳細、導入の背景、そして将来への展望を含めて詳細に解説します。

イーサリアムの現状と課題

イーサリアムは、スマートコントラクトの導入により、金融、サプライチェーン、投票システムなど、様々な分野での応用を可能にしました。しかし、その普及にはいくつかの課題が存在しました。主な課題は以下の通りです。

• スケーラビリティ問題: イーサリアムのトランザクション処理能力は、ビットコインと比較して高いものの、DAppsの利用増加に伴い、ネットワークの混雑とガス代の高騰が発生していました。
• エネルギー消費量: Proof-of-Work（PoW）コンセンサスアルゴリズムを採用していたため、膨大なエネルギーを消費していました。
• セキュリティリスク: スマートコントラクトの脆弱性により、ハッキングや不正アクセスなどのセキュリティリスクが存在していました。

アップグレードの概要：The Merge（マージ）

これらの課題を解決するために、イーサリアムは長年にわたる開発を経て、2022年9月に「The Merge（マージ）」と呼ばれる大規模なアップグレードを完了しました。The Merge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）へと移行するものであり、イーサリアムの歴史において最も重要な出来事の一つとされています。

Proof-of-Stake（PoS）とは

PoSは、トランザクションの検証とブロックの生成を、暗号資産の保有量（ステーク）に基づいて行うコンセンサスアルゴリズムです。PoWと比較して、エネルギー消費量が大幅に削減され、より環境に優しいブロックチェーンネットワークを実現できます。PoSでは、バリデーターと呼ばれるノードが、イーサリアムをステークすることで、トランザクションの検証とブロックの生成に参加します。バリデーターは、不正なトランザクションを検証した場合、ステークしたイーサリアムの一部を失うリスクがあるため、誠実な行動を促されます。

The Mergeによる効果

The Mergeの完了により、イーサリアムは以下の効果を得ました。

• エネルギー消費量の削減: PoSへの移行により、イーサリアムのエネルギー消費量は99.95%以上削減されました。
• スケーラビリティの向上: The Merge自体はスケーラビリティを直接向上させるものではありませんが、PoSへの移行は、将来的なスケーラビリティソリューション（シャーディングなど）の導入を容易にします。
• セキュリティの強化: PoSは、PoWと比較して、51%攻撃のリスクを軽減し、ネットワークのセキュリティを強化します。

The Merge以降のアップグレード：Shanghai（シャンハイ）

The Mergeの成功を受けて、イーサリアムはさらなるアップグレードを進めています。2023年4月には、「Shanghai（シャンハイ）」と呼ばれるアップグレードが完了しました。Shanghaiは、PoSでステークされたイーサリアムの引き出しを可能にするものであり、イーサリアムエコシステムの流動性を高めることを目的としています。

イーサリアムの引き出し（Withdrawals）

The Merge以降、バリデーターはイーサリアムをステークして報酬を得ていましたが、ステークしたイーサリアムを引き出すことができませんでした。Shanghaiアップグレードにより、バリデーターはステークしたイーサリアムと獲得した報酬を引き出すことができるようになりました。これにより、イーサリアムエコシステムへの参加障壁が下がり、より多くの人々がイーサリアムのステークに参加できるようになります。

EIP-4895：PUSH0 instruction

Shanghaiアップグレードには、EIP-4895と呼ばれる提案も含まれており、これはスマートコントラクトのガス効率を向上させるためのものです。PUSH0 instructionの導入により、スマートコントラクトの実行コストを削減し、DAppsのパフォーマンスを向上させることができます。

今後のアップグレード：Dencun（デンクン）とそれ以降

イーサリアムの開発チームは、今後も継続的にアップグレードを進めていく予定です。現在、開発が進められているのは「Dencun（デンクン）」と呼ばれるアップグレードです。Dencunは、Layer 2スケーリングソリューションのコストを削減することを目的としています。

Proto-Danksharding（プロト・ダンクシャーディング）

Dencunアップグレードの中核となるのは、Proto-Dankshardingと呼ばれる技術です。Proto-Dankshardingは、Layer 2スケーリングソリューション（Optimistic Rollups、ZK-Rollupsなど）が、イーサリアムメインネットにトランザクションデータを投稿する際のコストを大幅に削減します。これにより、Layer 2スケーリングソリューションの利用が促進され、イーサリアムのスケーラビリティが向上します。

シャーディング（Sharding）

Dencun以降の長期的な目標は、シャーディングと呼ばれる技術の導入です。シャーディングは、イーサリアムのブロックチェーンを複数のシャード（断片）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できるようにするものです。シャーディングにより、イーサリアムのスケーラビリティは飛躍的に向上し、より多くのDAppsをサポートできるようになります。

Layer 2スケーリングソリューションの役割

イーサリアムのスケーラビリティ問題を解決するためには、Layer 2スケーリングソリューションの活用が不可欠です。Layer 2スケーリングソリューションは、イーサリアムメインネットの外でトランザクションを処理し、その結果をイーサリアムメインネットに記録することで、イーサリアムのスケーラビリティを向上させます。代表的なLayer 2スケーリングソリューションとしては、Optimistic Rollups、ZK-Rollups、Validiumなどがあります。

Optimistic Rollups

Optimistic Rollups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、トランザクションの検証コストを削減します。Optimistic Rollupsは、比較的実装が容易であり、多くのDAppsで採用されています。

ZK-Rollups

ZK-Rollupsは、ゼロ知識証明と呼ばれる技術を用いて、トランザクションの有効性を証明することで、トランザクションの検証コストを削減します。ZK-Rollupsは、Optimistic Rollupsよりもセキュリティが高いとされていますが、実装がより複雑です。

イーサリアムの将来展望

イーサリアムは、The Merge、Shanghai、Dencunといったアップグレードを通じて、よりスケーラブルで、安全で、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を続けています。シャーディングの導入により、イーサリアムのスケーラビリティは飛躍的に向上し、より多くのDAppsをサポートできるようになるでしょう。また、Layer 2スケーリングソリューションの普及により、イーサリアムのトランザクションコストは削減され、より多くの人々がイーサリアムエコシステムに参加できるようになるでしょう。

まとめ

イーサリアムの最新アップグレードは、単なる技術的な変更ではなく、イーサリアムエコシステムの未来を形作る重要なステップです。The MergeによるPoSへの移行は、エネルギー消費量を削減し、セキュリティを強化しました。Shanghaiアップグレードは、イーサリアムの流動性を高めました。そして、Dencunアップグレードは、Layer 2スケーリングソリューションのコストを削減し、イーサリアムのスケーラビリティを向上させます。これらのアップグレードを通じて、イーサリアムは、分散型アプリケーションの構築と実行のための、より強力で、効率的なプラットフォームへと進化を続けています。今後のイーサリアムの進化に注目し、その可能性を最大限に活用していくことが重要です。