イーサリアムアップグレード最新速報

イーサリアムは、世界で2番目に大きな暗号資産であり、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、そして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の歴史と現状、そして今後の展望について詳細に解説します。

1. イーサリアムの黎明期と初期アップグレード

イーサリアムは、2015年にVitalik Buterinによって提唱され、ビットコインの限界を克服する目的で開発されました。ビットコインが主に価値の保存手段としての役割を担うのに対し、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し、DAppsの開発を可能にしました。初期のイーサリアムは、Proof-of-Work（PoW）と呼ばれるコンセンサスアルゴリズムを採用しており、取引の検証とブロックの生成に膨大な計算資源を必要としていました。

初期のアップグレードとしては、Homestead（2016年）が挙げられます。これは、イーサリアムの最初の安定版リリースであり、スマートコントラクトの実行環境を改善し、開発者にとって使いやすいプラットフォームへと進化させました。しかし、PoWの課題であるスケーラビリティ問題は依然として解決されていませんでした。

2. ByzantiumとConstantinople：スケーラビリティへの挑戦

スケーラビリティ問題を解決するため、イーサリアムの開発チームは、Byzantium（2017年）とConstantinople（2019年）という2つのハードフォークを実施しました。Byzantiumは、イーサリアム仮想マシン（EVM）の最適化、ガス料金の削減、そして新しいプリコンパイルされたコントラクトの導入など、様々な改善をもたらしました。Constantinopleは、EVMのさらなる最適化、ガス料金の削減、そしてブロック報酬の調整など、ネットワークの効率性を高めることに重点を置きました。

これらのアップグレードにより、イーサリアムの取引処理能力は向上しましたが、依然としてビットコインと比較して低い水準に留まっていました。また、PoWのエネルギー消費量も大きな問題となっており、環境への負荷を軽減するための対策が求められていました。

3. IstanbulとBerlin：ガス料金の最適化とEIP-1559

Istanbul（2019年）とBerlin（2021年）は、ガス料金の最適化とEVMの改善に焦点を当てたアップグレードでした。Istanbulは、EVMのコードサイズ制限の緩和、新しいopcodeの導入、そしてガス料金の削減など、スマートコントラクトの開発を容易にするための改善をもたらしました。Berlinは、EVMの最適化、ガス料金の削減、そしてEIP-1559の導入など、ネットワークの効率性を高めることに重点を置きました。

EIP-1559は、イーサリアムの取引手数料メカニズムを根本的に変更する提案であり、ベースフィーと優先手数料の2つの要素で構成されるようになりました。ベースフィーは、ネットワークの混雑状況に応じて動的に調整され、自動的にバーン（焼却）されます。優先手数料は、マイナーに取引を優先的に処理してもらうためのインセンティブとして支払われます。EIP-1559の導入により、取引手数料の予測可能性が向上し、イーサリアムの供給量を減少させる効果が期待されています。

4. The Merge：プルーフ・オブ・ステークへの移行

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が、The Merge（2022年）です。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）に移行するものであり、ネットワークのセキュリティ、スケーラビリティ、そして持続可能性を大幅に向上させることを目的としていました。PoSでは、取引の検証とブロックの生成に膨大な計算資源を必要とせず、代わりにステーク（預け入れ）されたイーサリアムに基づいて検証者を選出します。これにより、エネルギー消費量を大幅に削減し、ネットワークのセキュリティを強化することができます。

The Mergeの実施により、イーサリアムのエネルギー消費量は99.95%以上削減され、環境への負荷が大幅に軽減されました。また、PoSは、PoWよりも攻撃耐性が高く、ネットワークのセキュリティを向上させることができます。しかし、The Mergeは、イーサリアムのスケーラビリティ問題を完全に解決するものではなく、さらなるアップグレードが必要とされています。

5. ShanghaiとCapella：ステーキング報酬の引き出しと実行層・コンセンサス層の分離

The Merge後、イーサリアムは、Shanghai（2023年）とCapella（2023年）という2つのアップグレードを実施しました。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、ステーカーにとって重要な機能を提供しました。Capellaは、実行層とコンセンサス層を完全に分離するものであり、イーサリアムのアーキテクチャをさらに進化させました。

実行層は、スマートコントラクトの実行を担当し、コンセンサス層は、取引の検証とブロックの生成を担当します。これらの層を分離することで、イーサリアムのモジュール性を高め、将来のアップグレードを容易にすることができます。

6. Dencun：プロトダンクシャーディングとEVMの改善

Dencun（2024年）は、プロトダンクシャーディングと呼ばれるスケーラビリティソリューションを導入するアップグレードです。プロトダンクシャーディングは、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取引を処理できるようにすることで、ネットワークのスループットを向上させることを目的としています。Dencunは、EVMの改善も含まれており、スマートコントラクトの開発を容易にするための機能が追加されています。

プロトダンクシャーディングは、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ステップであり、DAppsの普及を促進することが期待されています。しかし、プロトダンクシャーディングは、まだ開発段階にあり、完全な実装には時間がかかる可能性があります。

7. 今後の展望：Verkle Treesとさらなるスケーラビリティ向上

イーサリアムの開発チームは、Verkle Treesと呼ばれる新しいデータ構造を導入することで、イーサリアムのスケーラビリティをさらに向上させることを計画しています。Verkle Treesは、Merkle Treesよりも効率的にデータを検証できるため、ノードのストレージ要件を削減し、ネットワークのスループットを向上させることができます。また、イーサリアムの開発チームは、ロールアップと呼ばれるスケーラビリティソリューションの開発にも注力しており、Optimistic RollupsとZK-Rollupsの普及を促進しています。

Optimistic Rollupsは、オフチェーンで取引を処理し、その結果をイーサリアムのメインチェーンに記録することで、ネットワークのスループットを向上させるものです。ZK-Rollupsは、ゼロ知識証明と呼ばれる暗号技術を使用して、オフチェーンで取引を検証し、その結果をイーサリアムのメインチェーンに記録することで、ネットワークのスループットを向上させるものです。これらのロールアップは、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有望なソリューションであり、DAppsの普及を促進することが期待されています。

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してきました。初期のアップグレードは、スマートコントラクトの実行環境の改善とガス料金の削減に焦点を当てていました。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PoSに移行し、ネットワークのセキュリティ、スケーラビリティ、そして持続可能性を大幅に向上させました。今後のアップグレードは、プロトダンクシャーディングとVerkle Treesの導入により、イーサリアムのスケーラビリティをさらに向上させることを目指しています。イーサリアムは、DAppsの基盤として、今後もその進化を続けるでしょう。