イーサリアムのアップグレード内容「Ethereum」徹底解説

イーサリアムは、ビットコインに次ぐ時価総額を誇る暗号資産であり、その基盤技術であるブロックチェーンは、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が期待されています。イーサリアムは、誕生当初から継続的にアップグレードを重ねており、その進化は止まることを知りません。本稿では、イーサリアムの主要なアップグレード内容について、技術的な詳細を含めて徹底的に解説します。

1. イーサリアムの基礎知識

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分散型プラットフォームです。スマートコントラクトは、事前に定義された条件が満たされた場合に自動的に実行される契約であり、仲介者を必要とせずに安全かつ透明性の高い取引を実現します。イーサリアムのブロックチェーンは、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いましたが、現在はプルーフ・オブ・ステーク（PoS）へと移行しました。この移行は、イーサリアムのスケーラビリティ、セキュリティ、持続可能性を向上させるための重要なステップです。

2. The Merge（PoSへの移行）

The Mergeは、イーサリアムの歴史における最も重要なアップグレードの一つです。これは、イーサリアムのコンセンサスアルゴリズムをPoWからPoSへと変更するものであり、2022年9月に実行されました。PoSでは、トランザクションの検証とブロックの生成は、暗号資産を預け入れるバリデーターによって行われます。バリデーターは、預け入れた資産を担保として、不正なトランザクションを検証し、ブロックチェーンのセキュリティを維持します。PoSへの移行により、イーサリアムのエネルギー消費量は大幅に削減され、スケーラビリティも向上しました。

2.1 Beacon Chain

The Mergeを実現するために、Beacon Chainと呼ばれる新しいブロックチェーンが導入されました。Beacon Chainは、PoSのコンセンサスアルゴリズムを管理し、バリデーターの選出と報酬の分配を行います。The Merge後、イーサリアムのメインネット（Execution Layer）は、Beacon Chain（Consensus Layer）と連携して動作するようになりました。

2.2 スラッシング

PoSでは、バリデーターが不正な行為を行った場合、預け入れた資産の一部または全部を失う可能性があります。この仕組みをスラッシングと呼びます。スラッシングは、バリデーターが不正な行為を行うことを抑止し、ブロックチェーンのセキュリティを維持するために重要な役割を果たします。

3. EIP-1559（手数料メカニズムの変更）

EIP-1559は、イーサリアムの手数料メカニズムを変更するアップグレードです。従来のイーサリアムでは、トランザクションの手数料は、ネットワークの混雑状況に応じてオークション形式で決定されていました。EIP-1559では、ベースフィーと呼ばれる固定の手数料と、優先手数料と呼ばれるオプションの手数料が導入されました。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速度を向上させます。優先手数料は、トランザクションをより迅速に処理するために、バリデーターに支払うインセンティブです。EIP-1559により、イーサリアムの手数料はより予測可能になり、ユーザーエクスペリエンスが向上しました。

3.1 ガスリミットとガス価格

イーサリアムでは、トランザクションの実行に必要な計算量をガスと呼びます。ガスリミットは、トランザクションが消費できるガスの最大量であり、ガス価格は、1ガスの価格です。EIP-1559では、ガスリミットとガス価格の概念は維持されていますが、手数料の計算方法が変更されました。

4. シャーディング（スケーラビリティ向上）

シャーディングは、イーサリアムのスケーラビリティを向上させるための重要なアップグレードです。シャーディングでは、イーサリアムのブロックチェーンを複数のシャードと呼ばれる小さなブロックチェーンに分割します。各シャードは、独立してトランザクションを処理し、ブロックを生成することができます。これにより、イーサリアム全体のトランザクション処理能力が向上します。シャーディングの導入は、イーサリアムのさらなる普及と応用を促進するために不可欠です。

4.1 データ可用性サンプリング

シャーディングでは、各シャードのデータ可用性を確保することが重要です。データ可用性サンプリングは、各シャードのデータをランダムにサンプリングし、データの可用性を検証する技術です。データ可用性サンプリングにより、各シャードのデータが利用可能であることを確認し、不正なトランザクションを防止することができます。

5. EVM（Ethereum Virtual Machine）の改善

EVMは、イーサリアム上でスマートコントラクトを実行するための仮想マシンです。EVMは、継続的に改善されており、そのパフォーマンスとセキュリティが向上しています。EVMの改善により、スマートコントラクトの開発者は、より効率的で安全なアプリケーションを開発することができます。EVMの改善は、イーサリアムのエコシステム全体の発展に貢献します。

5.1 eWASM

eWASMは、EVMの代替となる新しい仮想マシンです。eWASMは、WebAssemblyと呼ばれるバイナリ命令形式を採用しており、EVMよりも高速で効率的な実行が可能です。eWASMの導入により、イーサリアムのパフォーマンスが大幅に向上することが期待されています。

6. その他のアップグレード

上記以外にも、イーサリアムは様々なアップグレードを重ねています。例えば、EIP-4844（Proto-Danksharding）は、シャーディングの導入に向けた準備段階であり、データ可用性層の改善を行います。また、EIP-3860は、スマートコントラクトのガス消費量を削減するためのアップグレードです。これらのアップグレードは、イーサリアムのパフォーマンス、セキュリティ、使いやすさを向上させることを目的としています。

7. イーサリアムの将来展望

イーサリアムは、今後も継続的にアップグレードを重ねていくことが予想されます。シャーディングの完全な導入、eWASMの採用、さらなるEVMの改善など、様々な技術的な課題に取り組む必要があります。しかし、イーサリアムの開発コミュニティは、これらの課題を克服し、イーサリアムをより強力でスケーラブルなプラットフォームへと進化させるために尽力しています。イーサリアムの将来は、ブロックチェーン技術の発展と密接に関連しており、その可能性は無限大です。

まとめ

イーサリアムは、The Merge、EIP-1559、シャーディングなど、数多くの重要なアップグレードを重ねてきました。これらのアップグレードにより、イーサリアムのスケーラビリティ、セキュリティ、持続可能性が向上し、より多くのユーザーと開発者にとって魅力的なプラットフォームとなっています。イーサリアムは、今後も継続的に進化し、ブロックチェーン技術の未来を牽引していくことが期待されます。イーサリアムの技術的な詳細を理解することは、暗号資産やブロックチェーン技術に関わるすべての人にとって重要です。本稿が、イーサリアムの理解を深める一助となれば幸いです。