暗号資産（仮想通貨）のイーサリアムアップグレード完全解説
イーサリアムは、ビットコインに次ぐ時価総額を誇る主要な暗号資産であり、その基盤となるブロックチェーン技術は、分散型アプリケーション（DApps）やスマートコントラクトの開発を可能にすることで、金融、サプライチェーン、ゲームなど、様々な分野に革新をもたらしています。しかし、イーサリアムは、スケーラビリティ問題、高いガス代、そしてエネルギー消費量の多さといった課題を抱えていました。これらの課題を解決し、イーサリアムをより持続可能で効率的なプラットフォームへと進化させるために、大規模なアップグレードが計画・実行されてきました。本稿では、イーサリアムのアップグレードの歴史、主要なアップグレードの内容、そして今後の展望について、詳細に解説します。
イーサリアムの進化の歴史
イーサリアムは、2015年にヴィタリック・ブテリンによって提案され、その年の7月にローンチされました。当初のイーサリアムは、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おり、ビットコインと同様に、マイナーが複雑な計算問題を解くことでブロックチェーンに新しいブロックを追加していました。しかし、PoWは、計算資源の浪費や、トランザクション処理速度の遅さといった問題を抱えていました。これらの問題を解決するために、イーサリアムの開発チームは、プルーフ・オブ・ステーク（PoS）への移行を検討し始めました。
PoSは、マイナーの代わりに、バリデーターと呼ばれるノードが、暗号資産を預け入れる（ステークする）ことでブロックチェーンの検証に参加する仕組みです。PoSは、PoWよりもエネルギー効率が高く、トランザクション処理速度も向上させることができます。しかし、PoSへの移行は、技術的な難易度が高く、セキュリティ上のリスクも伴うため、慎重に進める必要がありました。
主要なアップグレード：The Merge（ザ・マージ）
イーサリアムのアップグレードの中で、最も重要なものの一つが、2022年9月15日に実行された「The Merge（ザ・マージ）」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PoSへと移行するものであり、イーサリアムの歴史における画期的な出来事と言えます。The Mergeによって、イーサリアムのエネルギー消費量は99.95%以上削減され、環境負荷が大幅に軽減されました。また、The Mergeは、イーサリアムのスケーラビリティ向上に向けた第一歩とも位置づけられています。
The Mergeは、Beacon Chainと呼ばれる新しいブロックチェーンを導入することで実現されました。Beacon Chainは、PoSのコンセンサスアルゴリズムに基づいており、バリデーターが暗号資産をステークすることで、ブロックチェーンの検証に参加します。The Mergeによって、イーサリアムのメインネット（Execution Layer）とBeacon Chain（Consensus Layer）が統合され、PoSに基づく新しいイーサリアムが誕生しました。
The Merge以降のアップグレード：Shanghai（シャンハイ）とCapella（カペラ）
The Mergeに続き、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実行され、バリデーターがステークしたイーサリアムを引き出すことが可能になりました。これにより、PoSにおける流動性が向上し、バリデーターの参加意欲を高める効果が期待されています。
また、2023年5月には、「Capella（カペラ）」と呼ばれるアップグレードが実行され、GoerliテストネットがPoSに移行しました。Capellaは、The Mergeと同様の技術に基づいており、イーサリアムのテストネットにおけるPoSの安定性を検証することを目的としています。
スケーラビリティ問題の解決に向けた取り組み：Layer 2ソリューション
The Mergeによって、イーサリアムのエネルギー効率は大幅に向上しましたが、スケーラビリティ問題は依然として残っています。イーサリアムのトランザクション処理速度は、ビットコインよりも高速ですが、VisaやMastercardなどの従来の決済システムと比較すると、依然として遅いと言えます。このスケーラビリティ問題を解決するために、イーサリアムの開発チームは、Layer 2ソリューションと呼ばれる技術の開発を進めています。
Layer 2ソリューションは、イーサリアムのメインネット（Layer 1）の上に構築された、別のブロックチェーンまたはネットワークであり、トランザクションをオフチェーンで処理することで、イーサリアムのメインネットの負荷を軽減します。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。これらのLayer 2ソリューションは、それぞれ異なる技術に基づいており、異なる特徴を持っています。Optimistic Rollupsは、トランザクションの有効性を前提とし、異議申し立て期間を設けることで、セキュリティを確保します。ZK-Rollupsは、ゼロ知識証明と呼ばれる暗号技術を用いて、トランザクションの有効性を証明することで、セキュリティを確保します。Validiumは、データ可用性をオフチェーンで管理することで、スケーラビリティを向上させます。
ガス代の高騰問題とその対策
イーサリアムのもう一つの課題は、ガス代の高騰です。ガス代は、イーサリアム上でトランザクションを実行するために必要な手数料であり、ネットワークの混雑状況によって変動します。ネットワークが混雑している場合、ガス代は高騰し、DAppsの利用やスマートコントラクトの実行が困難になることがあります。ガス代の高騰を抑制するために、EIP-1559と呼ばれる提案が導入されました。EIP-1559は、トランザクション手数料の仕組みを改善し、ガス代の予測可能性を高めることを目的としています。EIP-1559によって、トランザクション手数料は、ベースフィーとプライオリティフィーの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自動的に調整され、トランザクションの処理に必要な最低限の手数料です。プライオリティフィーは、マイナー（バリデーター）にトランザクションを優先的に処理してもらうために支払う手数料です。
今後の展望：Dencun（デンクン）とさらなる進化
イーサリアムは、今後も継続的にアップグレードを進めていく予定です。2024年には、「Dencun（デンクン）」と呼ばれるアップグレードが予定されており、Layer 2ソリューションのスケーラビリティをさらに向上させることを目的としています。Dencunは、EIP-4844と呼ばれる提案を導入することで、Layer 2ソリューションのデータ可用性コストを削減し、トランザクション処理速度を向上させます。また、Dencunは、イーサリアムのセキュリティとプライバシーを強化するための機能も導入する予定です。
イーサリアムの開発チームは、Dencun以降も、さらなるアップグレードを計画しており、イーサリアムをよりスケーラブルで、効率的で、安全なプラットフォームへと進化させることを目指しています。これらのアップグレードによって、イーサリアムは、分散型金融（DeFi）、非代替性トークン（NFT）、メタバースなど、様々な分野におけるイノベーションを促進し、Web3の普及に貢献することが期待されています。
まとめ
イーサリアムは、その技術的な革新と活発な開発コミュニティによって、暗号資産業界を牽引する存在となっています。The Merge、Shanghai、Capellaといった主要なアップグレードは、イーサリアムのエネルギー効率を向上させ、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となりました。Layer 2ソリューションの開発や、今後のDencunアップグレードによって、イーサリアムは、さらなる進化を遂げ、Web3の未来を形作る上で、ますます重要な役割を果たすことになるでしょう。イーサリアムの進化は、単なる技術的な進歩にとどまらず、金融、社会、そして私たちの生活に、大きな変革をもたらす可能性を秘めています。
