イーサリアムのアップデート「TheMerge」の内容とは？
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）やスマートコントラクトの基盤として広く利用されています。2022年9月15日に完了した「The Merge（ザ・マージ）」と呼ばれる大規模なアップデートは、イーサリアムの歴史において画期的な出来事であり、その技術的な影響は計り知れません。本稿では、The Mergeの内容、その背景、そして将来への展望について、詳細に解説します。
1. The Mergeの背景：PoWからPoSへの移行
イーサリアムは当初、ビットコインと同様にプルーフ・オブ・ワーク（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いました。PoWでは、マイナーと呼ばれる参加者が複雑な計算問題を解くことでブロックを生成し、ネットワークのセキュリティを維持します。しかし、PoWにはいくつかの課題が存在しました。その中でも最も重要なのが、膨大な電力消費です。イーサリアムのPoWは、小国レベルの電力消費量に匹敵し、環境への負荷が深刻化していました。また、PoWはスケーラビリティの問題も抱えており、トランザクション処理能力が限られているため、ネットワークの混雑時にガス代（手数料）が高騰する問題が発生していました。
これらの課題を解決するために、イーサリアムの開発チームは長年にわたり、プルーフ・オブ・ステーク（Proof of Stake, PoS）への移行を計画してきました。PoSでは、マイナーの代わりにバリデーターと呼ばれる参加者が、保有するイーサリアム（ETH）を担保としてブロックを生成します。バリデーターは、ETHの量に応じてブロック生成の権利を得る確率が異なり、不正な行為を行った場合は担保として預けたETHを没収されるリスクがあります。PoSは、PoWと比較して電力消費量が大幅に少なく、スケーラビリティの向上も期待できます。
2. The Mergeの技術的な詳細
The Mergeは、単にコンセンサスアルゴリズムをPoWからPoSに変更するだけでなく、イーサリアムのアーキテクチャ全体に大きな変更をもたらしました。具体的には、以下の要素が含まれています。
- Beacon Chain（ビーコンチェーン）の導入： Beacon Chainは、PoSコンセンサスアルゴリズムを実装するための新しいブロックチェーンであり、The Mergeの基盤となります。Beacon Chainは、PoWのメインネットとは独立して稼働しており、PoSバリデーターの登録、ETHのステーキング、そしてブロック生成の調整を行います。
- Execution Layer（実行レイヤー）とConsensus Layer（コンセンサスレイヤー）の分離： The Merge以前のイーサリアムは、Execution Layer（スマートコントラクトの実行を担当）とConsensus Layer（ブロック生成とネットワークのセキュリティを担当）が一体化していました。The Mergeにより、これらのレイヤーが分離され、Execution Layerは既存のイーサリアムメインネット（現在はExecution Layerと呼ばれる）として機能し、Consensus LayerはBeacon Chainとして機能します。
- Finality（ファイナリティ）の導入： PoSでは、ブロックが生成された後、一定期間経過すると確定（Finality）します。Finalityは、ブロックが改ざんされる可能性を排除し、ネットワークのセキュリティを向上させます。Beacon Chainは、Casper FFG（Friendly Finality Gadget）と呼ばれるファイナリティメカニズムを採用しており、高いセキュリティレベルを実現しています。
The Mergeのプロセスは、大きく分けて以下の段階を経て完了しました。
- Bellatrix Upgrade（ベラトリックス・アップグレード）： Beacon ChainをThe Mergeに備えるための準備段階であり、Beacon ChainにExecution Layerとの連携機能を追加しました。
- Paris Upgrade（パリ・アップグレード）： Execution LayerをBeacon Chainにマージする最終段階であり、PoWからPoSへの移行を完了させました。
3. The Mergeによる影響
The Mergeは、イーサリアムに様々な影響をもたらしました。主な影響は以下の通りです。
- 電力消費量の削減： PoSへの移行により、イーサリアムの電力消費量は99.95%以上削減されました。これにより、イーサリアムは環境負荷の低い暗号資産として、より持続可能なプラットフォームへと進化しました。
- ETHの発行量の減少： PoWでは、マイナーに報酬としてETHが発行されていましたが、PoSではバリデーターに報酬としてETHが発行される量も減少しました。これにより、ETHの発行量が減少し、インフレ圧力が緩和されることが期待されます。
- スケーラビリティの向上： The Merge自体は、イーサリアムのスケーラビリティを直接的に向上させるものではありません。しかし、PoSへの移行は、将来的なスケーラビリティソリューション（シャーディングなど）の実装を容易にします。
- セキュリティの向上： PoSは、PoWと比較して51%攻撃のリスクが低いと考えられています。51%攻撃とは、悪意のある攻撃者がネットワークの過半数の計算能力を掌握し、トランザクションを改ざんする攻撃です。PoSでは、攻撃者がネットワークの過半数のETHを保有する必要があり、そのコストが非常に高いため、攻撃が困難になります。
4. The Merge後のイーサリアムの展望
The Mergeは、イーサリアムの進化における重要なマイルストーンであり、今後の発展に向けた基盤を築きました。The Merge後のイーサリアムは、以下の方向性で進化していくことが予想されます。
- 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、スケーラビリティを向上させる技術です。イーサリアムの開発チームは、シャーディングの実装に向けて開発を進めており、将来的にはトランザクション処理能力を大幅に向上させることが期待されます。
- EIP-4844（Proto-Danksharding）： シャーディングの先行段階として、EIP-4844が導入される予定です。EIP-4844は、データ可用性サンプリングと呼ばれる技術を導入し、Layer 2ソリューションのコストを削減し、スケーラビリティを向上させます。
- Layer 2ソリューションの発展： Layer 2ソリューションは、イーサリアムのメインネット上でトランザクションを処理するのではなく、オフチェーンでトランザクションを処理することで、スケーラビリティを向上させる技術です。Optimistic RollupsやZK-RollupsなどのLayer 2ソリューションが活発に開発されており、The Merge後のイーサリアムにおいて、重要な役割を果たすことが期待されます。
5. まとめ
イーサリアムのアップデート「The Merge」は、PoWからPoSへのコンセンサスアルゴリズムの移行を伴う大規模なアップデートであり、イーサリアムの歴史において画期的な出来事でした。The Mergeは、電力消費量の削減、ETHの発行量の減少、セキュリティの向上など、様々なメリットをもたらしました。The Merge後のイーサリアムは、シャーディングやLayer 2ソリューションの発展を通じて、さらなるスケーラビリティの向上を目指し、分散型アプリケーション（DApps）やスマートコントラクトの基盤として、より強力なプラットフォームへと進化していくことが期待されます。The Mergeは、暗号資産業界全体に大きな影響を与え、持続可能なブロックチェーン技術の未来を切り開く重要な一歩となるでしょう。
