イーサリアムアップグレードの現状と今後の展望

はじめに

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。スマートコントラクトの実行能力を備え、分散型アプリケーション（DApps）の開発基盤として広く利用されています。しかし、初期の設計上の課題から、スケーラビリティ問題、高いガス代、環境負荷といった課題を抱えてきました。これらの課題を克服するため、イーサリアムは継続的なアップグレードを実施しており、その過程は複雑かつ多岐にわたります。本稿では、イーサリアムのアップグレードの現状を詳細に分析し、今後の展望について考察します。

イーサリアムの初期の課題

イーサリアムは、2015年にVitalik Buterinによって提唱され、ビットコインの持つスクリプト機能の拡張を目指しました。これにより、単なる暗号通貨としての機能を超え、様々なアプリケーションをブロックチェーン上で実行することが可能になりました。しかし、この柔軟性ゆえに、いくつかの課題が生じました。

• 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も限定的であり、ネットワークの混雑時にはトランザクションの遅延やガス代の高騰を引き起こしました。
• 高いガス代: スマートコントラクトの実行にはガスと呼ばれる手数料が必要であり、ネットワークの混雑時にはガス代が非常に高くなることがありました。これにより、小規模なトランザクションやDAppsの利用が困難になるという問題が生じました。
• 環境負荷: イーサリアムは、当初プルーフ・オブ・ワーク（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、大量の計算資源を必要とするため、環境負荷が高いという批判がありました。

イーサリアムのアップグレードロードマップ

イーサリアムの開発チームは、これらの課題を克服するために、段階的なアップグレードロードマップを策定しました。このロードマップは、大きく分けて「The Merge（マージ）」、「The Surge（サージ）」、「The Verge（バージ）」、「The Purge（パージ）」、「The Splurge（スプージ）」の5つの段階に分けられます。

The Merge（マージ）

The Mergeは、イーサリアムのコンセンサスアルゴリズムをPoWからプルーフ・オブ・ステーク（PoS）に移行するアップグレードです。PoSは、トランザクションの検証に暗号資産の保有量を利用するため、PoWと比較してエネルギー消費量を大幅に削減できます。The Mergeは、2022年9月に完了し、イーサリアムの環境負荷を大幅に改善しました。また、PoSへの移行により、ネットワークのセキュリティも向上しました。

The Surge（サージ）

The Surgeは、イーサリアムのスケーラビリティを向上させるためのアップグレードです。具体的には、シャーディングと呼ばれる技術を導入し、ブロックチェーンを複数のシャードに分割することで、トランザクション処理能力を大幅に向上させます。シャーディングにより、ネットワーク全体の処理能力を向上させるとともに、ガス代の削減も期待できます。The Surgeは、現在開発が進められており、今後の実装が注目されます。

The Verge（バージ）

The Vergeは、イーサリアムの検証者（バリデーター）の効率性を向上させるためのアップグレードです。具体的には、Verkle Treesと呼ばれる新しいデータ構造を導入し、ノードのストレージ要件を削減します。Verkle Treesにより、より多くの人々がイーサリアムのノードを運営できるようになり、ネットワークの分散化を促進します。

The Purge（パージ）

The Purgeは、イーサリアムのブロックチェーンから不要なデータを削除するためのアップグレードです。具体的には、古い状態データや未使用のコントラクトコードを削除することで、ブロックチェーンのサイズを削減します。The Purgeにより、ノードのストレージ要件を削減するとともに、ネットワークのパフォーマンスを向上させます。

The Splurge（スプージ）

The Splurgeは、イーサリアムのさらなる改善と最適化を行うためのアップグレードです。具体的には、新しい機能の追加や既存機能の改善を通じて、イーサリアムの使いやすさや開発者体験を向上させます。The Splurgeは、イーサリアムの長期的な発展を支えるための重要な段階となります。

Layer 2ソリューションの役割

イーサリアムのアップグレードロードマップと並行して、Layer 2ソリューションの開発も進んでいます。Layer 2ソリューションは、イーサリアムのメインチェーン（Layer 1）の上で動作する別のブロックチェーンであり、トランザクション処理能力を向上させ、ガス代を削減することを目的としています。代表的なLayer 2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: トランザクションをまとめてLayer 1に送信し、不正なトランザクションがあった場合に異議申し立てを行うことで、スケーラビリティを向上させます。
• ZK-Rollups: 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正当性をLayer 1に証明することで、スケーラビリティを向上させます。
• Validium: ZK-Rollupsと同様にゼロ知識証明を使用しますが、データはLayer 1に保存せず、外部のデータ可用性委員会によって管理されます。

Layer 2ソリューションは、イーサリアムのスケーラビリティ問題を一時的に解決する手段として、すでに多くのDAppsで利用されています。The Surgeの完了により、Layer 2ソリューションの役割は変化していく可能性がありますが、当面の間は重要な役割を担い続けると考えられます。

今後の展望

イーサリアムのアップグレードは、まだ完了していません。The Surge以降のアップグレードは、イーサリアムの将来を大きく左右する可能性があります。特に、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根本的に解決する鍵となります。シャーディングが成功すれば、イーサリアムは、より多くのDAppsやユーザーをサポートできるようになり、Web3の普及を加速させることが期待されます。

また、Layer 2ソリューションの開発も継続的に進められるでしょう。新しいLayer 2ソリューションの登場や既存のLayer 2ソリューションの改善により、イーサリアムの利用体験はさらに向上すると考えられます。さらに、イーサリアムのコミュニティは、常に新しい技術やアイデアを模索しており、今後のイーサリアムは、私たちが想像する以上に進化する可能性があります。

結論

イーサリアムは、初期の課題を克服するために、継続的なアップグレードを実施しています。The Mergeの完了により、環境負荷が大幅に改善され、PoSへの移行が完了しました。The Surge以降のアップグレードは、イーサリアムのスケーラビリティを向上させ、Web3の普及を加速させる可能性があります。Layer 2ソリューションの開発も、イーサリアムの利用体験を向上させる上で重要な役割を担っています。イーサリアムの未来は明るく、今後の発展に期待が高まります。イーサリアムのアップグレードは、単なる技術的な改善にとどまらず、分散型金融（DeFi）や非代替性トークン（NFT）といった新しい分野の発展を支える基盤となるでしょう。イーサリアムの進化は、Web3の未来を形作る上で、不可欠な要素となります。