イーサリアム（ETH）のETHアップグレード最新情報

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、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、ネットワークの拡張性、セキュリティ、持続可能性を向上させるためのアップグレードが継続的に行われています。本稿では、イーサリアムの主要なアップグレードの歴史的背景、現在の状況、そして将来展望について詳細に解説します。

1. イーサリアムの歴史とアップグレードの必要性

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、スマートコントラクトと呼ばれる自動実行可能な契約をブロックチェーン上に実装することが可能となり、DeFi（分散型金融）やNFT（非代替性トークン）といった新たな分野の発展を促しました。しかし、初期のイーサリアムは、トランザクション処理能力の低さ（スケーラビリティ問題）や、ガス代の高騰といった課題を抱えていました。これらの課題を解決するために、様々なアップグレードが計画・実行されてきました。

2. 主要なアップグレードの歴史

2.1. Homestead (2016年)

イーサリアムの最初の主要なリリースであり、ネットワークの安定性とセキュリティの向上に重点が置かれました。開発環境の改善や、ガス代の最適化などが実施されました。

2.2. Byzantium (2017年)

Homesteadに続くアップグレードであり、スマートコントラクトの効率性とセキュリティを向上させるための変更が加えられました。特に、EIP-145（ビットワイズシフト演算子の導入）や、EIP-228（ストレージポインタの最適化）などが重要な変更点でした。

2.3. Constantinople (2019年)

Byzantiumのさらなる改善であり、ガス代の削減や、スマートコントラクトの機能拡張が主な目的でした。EIP-128（ガス代の削減）や、EIP-152（ウォームストレージの最適化）などが実装されました。

2.4. Istanbul (2019年)

Constantinopleに続くアップグレードであり、ガス代のさらなる削減や、プライバシー保護機能の強化が図られました。EIP-1980（ガス代の削減）や、EIP-2028（アカウントの抽象化の準備）などが導入されました。

2.5. Berlin (2021年)

Istanbulの改善版であり、ガス代の最適化と、ネットワークの安定性向上に重点が置かれました。EIP-2929（ガス代の削減）や、EIP-3186（CHILLの導入）などが実装されました。

3. The Merge (2022年)

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であり、コンセンサスアルゴリズムをプルーフ・オブ・ワーク（PoW）からプルーフ・オブ・ステーク（PoS）へと移行しました。これにより、イーサリアムのエネルギー消費量を大幅に削減し、より持続可能なネットワークへと変貌を遂げました。The Mergeは、単なるコンセンサスアルゴリズムの変更にとどまらず、将来的なスケーラビリティ向上に向けた基盤を築くものでもあります。

3.1. PoSの仕組み

PoSでは、トランザクションの検証とブロックの生成は、暗号資産の保有量（ステーク）に応じて選ばれたバリデーターによって行われます。バリデーターは、自身のETHをネットワークに預けることで、トランザクションの検証に参加する権利を得ます。不正なトランザクションを検証した場合、預けたETHの一部を没収されるペナルティが科せられます。これにより、バリデーターは誠実にネットワークに参加するインセンティブが働きます。

3.2. The Mergeの影響

The Mergeは、イーサリアムのエネルギー消費量を99.95%以上削減することに成功しました。また、ETHの発行量を抑制し、インフレ率を低下させる効果も期待されています。さらに、PoSへの移行は、将来的なスケーラビリティ向上に向けた技術的基盤を整備し、シャーディングなどの技術導入を可能にしました。

4. スケーラビリティ向上のための今後のアップグレード

4.1. シャーディング

シャーディングは、ブロックチェーンを複数のシャード（断片）に分割し、並行してトランザクションを処理することで、ネットワークのスケーラビリティを向上させる技術です。各シャードは独立してトランザクションを処理するため、ネットワーク全体の処理能力を大幅に向上させることができます。イーサリアムでは、シャーディングの導入に向けて、研究開発が進められています。

4.2. Danksharding

シャーディングの進化版であり、データ可用性サンプリング（DAS）と呼ばれる技術を導入することで、シャーディングの効率性とセキュリティを向上させます。DASは、各シャードのデータを完全に検証する必要なく、一部のデータのみをサンプリングすることで、データの可用性を確認する技術です。これにより、バリデーターの負担を軽減し、ネットワークのスケーラビリティをさらに向上させることができます。

4.3. Proto-Danksharding (EIP-4844)

Dankshardingへの移行段階として、2023年に実装されたアップグレードです。Blobトランザクションと呼ばれる新しいトランザクションタイプを導入し、ロールアップのデータ可用性を向上させました。これにより、ロールアップのスケーラビリティが向上し、ガス代の削減にも貢献しています。

4.4. Verkle Trees

Merkle Treesの代替となるデータ構造であり、ノードのサイズを削減し、データの検証効率を向上させます。Verkle Treesの導入により、イーサリアムのステートサイズを削減し、ネットワークのパフォーマンスを向上させることができます。

5. ロールアップの役割

ロールアップは、イーサリアムのメインチェーンの外でトランザクションを処理し、その結果をメインチェーンに記録することで、スケーラビリティを向上させる技術です。Optimistic RollupsとZK-Rollupsの2つの主要なタイプがあります。

5.1. Optimistic Rollups

トランザクションは有効であると仮定し、異議申し立て期間を設けます。異議申し立てがあった場合、不正なトランザクションを検証し、ロールアップの状態を修正します。Optimistic Rollupsは、実装が比較的容易であり、多くのDeFiアプリケーションで利用されています。

5.2. ZK-Rollups

ゼロ知識証明（Zero-Knowledge Proof）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します。ZK-Rollupsは、Optimistic Rollupsよりもセキュリティが高く、異議申し立て期間を設ける必要がありません。しかし、実装が複雑であり、開発コストが高いという課題があります。

6. イーサリアムの将来展望

イーサリアムは、The Mergeを成功させたことで、持続可能なブロックチェーンネットワークとしての地位を確立しました。今後は、シャーディングやVerkle Treesなどのアップグレードを通じて、スケーラビリティをさらに向上させ、より多くのユーザーとアプリケーションをサポートすることを目指しています。また、ロールアップ技術の発展により、DeFiやNFTといった分野のさらなる成長が期待されています。イーサリアムは、Web3の基盤となる重要なインフラストラクチャとして、その進化を続けていくでしょう。

7. まとめ

イーサリアムは、その誕生以来、数々のアップグレードを経て進化を続けてきました。The MergeによるPoSへの移行は、イーサリアムの持続可能性を大きく向上させました。今後は、シャーディングやVerkle Treesなどの技術導入により、スケーラビリティをさらに向上させ、Web3の基盤としての役割を強化していくことが期待されます。イーサリアムの今後の発展は、暗号資産業界全体に大きな影響を与えるでしょう。