イーサリアムのPOS移行（Proof of Stake）最新情報まとめ
はじめに
イーサリアムは、暗号資産（仮想通貨）および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。当初はProof of Work（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、そのスケーラビリティ問題や環境負荷の高さから、長年にわたりProof of Stake（PoS）への移行が計画されてきました。本稿では、イーサリアムのPoS移行、通称「The Merge」に関する最新情報を詳細にまとめ、技術的な側面、移行の経緯、そして今後の展望について解説します。
Proof of Work（PoW）とProof of Stake（PoS）の違い
PoWは、ブロックチェーンのトランザクションを検証し、新しいブロックを生成するために、計算能力を競い合う仕組みです。この計算には膨大な電力が必要となり、環境負荷が高いという課題がありました。一方、PoSは、暗号資産の保有量に応じてトランザクションの検証者（バリデーター）を選出する仕組みです。バリデーターは、自身の保有する暗号資産を担保として、トランザクションの正当性を保証します。PoSは、PoWと比較して電力消費量が少なく、より環境に優しいコンセンサスアルゴリズムとして注目されています。
イーサリアムPoS移行の経緯
イーサリアムのPoS移行は、Vitalik Buterin氏によって2014年に提唱されました。その後、様々な研究開発を経て、2020年にBeacon Chainがローンチされました。Beacon Chainは、PoSの基盤となるチェーンであり、PoSのバリデーターの登録や管理、そしてPoWチェーンとの連携を担います。Beacon Chainのローンチ後、イーサリアムの開発チームは、PoWチェーンとBeacon Chainを統合するための作業を進めてきました。この統合作業が「The Merge」と呼ばれ、2022年9月に実行されました。
The Mergeの詳細
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に移行するプロセスです。この移行により、イーサリアムのトランザクション検証プロセスは、計算能力を競い合うのではなく、暗号資産の保有量に基づいて行われるようになりました。The Mergeは、イーサリアムのスケーラビリティ向上、エネルギー効率の改善、そしてセキュリティ強化に貢献すると期待されています。
The Mergeの技術的な側面
The Mergeは、単にコンセンサスアルゴリズムを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、以下の点が挙げられます。
- Beacon Chainとの統合: PoWチェーンは、Beacon Chainに統合され、PoSの基盤の一部となりました。
- スロットとアテステーション: PoSでは、バリデーターは、一定の時間間隔（スロット）ごとにトランザクションの正当性を証明するアテステーションを提出します。
- フォークチョイス: PoSでは、複数のバリデーターが異なるブロックを提案した場合、最も多くのバリデーターから支持されたブロックが最終的に採用されます。
The Mergeによる影響
The Mergeは、イーサリアムのエコシステム全体に様々な影響を与えました。主な影響としては、以下の点が挙げられます。
- エネルギー消費量の削減: 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ました。
- トランザクション手数料の変動: The Merge直後は、トランザクション手数料が変動する可能性がありました。
- ステーキングの普及: PoSでは、暗号資産を保有することで、トランザクションの検証に参加し、報酬を得ることができます。これにより、ステーキングが普及すると期待されています。
PoS移行後のイーサリアム
The Merge後、イーサリアムはPoSベースのブロックチェーンとして、さらなる進化を続けています。今後の主な開発計画としては、以下の点が挙げられます。
シャーディング
シャーディングは、ブロックチェーンのデータを複数のシャード（断片）に分割し、並行して処理することで、スケーラビリティを向上させる技術です。イーサリアムでは、シャーディングを導入することで、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ています。
EIP-4844（Proto-Danksharding）
EIP-4844は、シャーディングの導入に向けた中間段階として提案されている規格です。EIP-4844では、データ可用性レイヤーと呼ばれる新しいレイヤーを導入し、トランザクションデータの効率的な処理を可能にします。
Verkle Trees
Verkle Treesは、ブロックチェーンの状態を効率的に保存するためのデータ構造です。Verkle Treesを導入することで、イーサリアムのノードのストレージ要件を削減し、ネットワークの分散性を向上させることが期待されています。
ステーキングについて
イーサリアムのPoSでは、32 ETHをステーキングすることで、バリデーターとしてネットワークに参加し、報酬を得ることができます。32 ETHを保有していない場合でも、ステーキングプールに参加することで、少額のETHからステーキングに参加することができます。ステーキングには、リスクも伴います。例えば、バリデーターが不正行為を行った場合、ステーキングしたETHが没収される可能性があります。そのため、ステーキングに参加する際には、リスクを十分に理解しておく必要があります。
セキュリティについて
PoSは、PoWと比較して、セキュリティ上のリスクが異なる場合があります。例えば、51%攻撃と呼ばれる攻撃は、PoSでも依然として可能です。51%攻撃とは、ネットワークの過半数のバリデーターを悪意のある攻撃者が支配し、トランザクションを改ざんする攻撃です。しかし、PoSでは、攻撃者が51%のETHを保有している必要があるため、PoWと比較して攻撃コストが高くなります。また、スラッシングと呼ばれる仕組みにより、不正行為を行ったバリデーターのETHが没収されるため、攻撃の抑止力となります。
今後の展望
イーサリアムのPoS移行は、暗号資産業界全体に大きな影響を与えました。PoSへの移行により、イーサリアムは、よりスケーラブルで、環境に優しく、そして安全なブロックチェーンへと進化しました。今後の開発計画であるシャーディング、EIP-4844、Verkle Treesの導入により、イーサリアムは、さらに多くのDAppsやユーザーを惹きつけ、Web3の基盤として重要な役割を果たすことが期待されます。
まとめ
イーサリアムのPoS移行は、単なる技術的な変更ではなく、暗号資産業界の未来を左右する重要な出来事でした。The Mergeの成功により、イーサリアムは、持続可能なブロックチェーンプラットフォームとしての地位を確立しました。今後の開発計画の実現により、イーサリアムは、Web3の普及を加速させ、より多くの人々に分散型技術の恩恵をもたらすことが期待されます。イーサリアムの進化は、今後も注視していく必要があります。
