イーサリアム（ETH）の最新プロトコル改善提案まとめ

イーサリアムは、分散型アプリケーション（DApps）を構築するための基盤となるブロックチェーンプラットフォームであり、その継続的な進化は、よりスケーラブルで、安全で、持続可能なネットワークを目指す上で不可欠です。本稿では、イーサリアムのプロトコル改善提案（Ethereum Improvement Proposals, EIPs）の中から、特に重要な最新の提案を詳細にまとめ、その技術的な背景、目的、そして将来への影響について考察します。

1. スケーラビリティ問題とEIPの役割

イーサリアムが直面する最大の課題の一つは、スケーラビリティ問題です。トランザクション処理能力の限界は、ネットワークの混雑を引き起こし、ガス代の高騰を招きます。この問題を解決するために、様々なEIPが提案されており、大きく分けてレイヤー2ソリューションとレイヤー1ソリューションの二つのアプローチが存在します。

1.1 レイヤー2ソリューション

レイヤー2ソリューションは、イーサリアムのメインチェーン（レイヤー1）の負荷を軽減するために、オフチェーンでトランザクションを処理する技術です。代表的なレイヤー2ソリューションには、ロールアップ、ステートチャネル、サイドチェーンなどがあります。

1.1.1 ロールアップ

ロールアップは、複数のトランザクションをまとめて1つのトランザクションとしてレイヤー1に記録することで、トランザクション処理能力を向上させる技術です。Optimistic RollupとZK-Rollupの二つの主要なタイプがあります。

• Optimistic Rollup: トランザクションが有効であると仮定し、異議申し立て期間を設けることで、不正なトランザクションを検出します。
• ZK-Rollup: ゼロ知識証明（Zero-Knowledge Proof）を用いて、トランザクションの有効性を証明することで、異議申し立て期間を必要としません。

1.1.2 ステートチャネル

ステートチャネルは、当事者間で直接トランザクションを交換し、最終的な結果のみをレイヤー1に記録する技術です。頻繁なトランザクションを行う場合に有効です。

1.1.3 サイドチェーン

サイドチェーンは、イーサリアムのメインチェーンとは独立したブロックチェーンであり、独自のコンセンサスアルゴリズムを使用します。メインチェーンとの間で資産を移動させることで、スケーラビリティを向上させます。

1.2 レイヤー1ソリューション

レイヤー1ソリューションは、イーサリアムのメインチェーン自体のプロトコルを改善することで、スケーラビリティを向上させる技術です。代表的なレイヤー1ソリューションには、シャーディングがあります。

1.2.1 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、各シャードが独立してトランザクションを処理することで、トランザクション処理能力を向上させる技術です。各シャードは、独自のステートとトランザクション履歴を持ちます。

2. EIP-4844 (Proto-Danksharding)

EIP-4844は、シャーディングへの移行を段階的に進めるための提案であり、「Proto-Danksharding」と呼ばれています。この提案は、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、レイヤー2ソリューションのデータ可用性を向上させることを目的としています。Blobトランザクションは、通常のトランザクションよりも安価であり、レイヤー2ソリューションがより多くのデータを効率的に保存できるようになります。

3. EIP-1559

EIP-1559は、イーサリアムのトランザクション手数料メカニズムを改善するための提案であり、2021年に実装されました。この提案は、ベースフィーと優先手数料の二つの手数料を導入し、トランザクション手数料の予測可能性を向上させ、ガス代の変動を抑制することを目的としています。ベースフィーは、ネットワークの混雑状況に応じて動的に調整され、優先手数料は、トランザクションを迅速に処理するためにマイナーに支払われるインセンティブです。

4. EIP-3860 (Limit and Meter Big Size Calldata)

EIP-3860は、スマートコントラクトが受け取るcalldataのサイズを制限するための提案です。calldataは、スマートコントラクトに渡される入力データであり、そのサイズが制限されていないと、DoS攻撃（Denial of Service attack）のリスクが高まります。この提案は、calldataのサイズを制限することで、スマートコントラクトのセキュリティを向上させることを目的としています。

5. EIP-3651 (Warm COIN)

EIP-3651は、イーサリアムの仮想マシン（EVM）のパフォーマンスを向上させるための提案です。この提案は、頻繁に使用されるコントラクトのアドレスをキャッシュすることで、コントラクトの実行時間を短縮することを目的としています。これにより、DAppsの応答速度が向上し、ユーザーエクスペリエンスが改善されます。

6. EIP-4788 (Beacon Chain Push Withdrawals as Operations)

EIP-4788は、イーサリアム2.0（The Merge）後のビーコンチェーンからの引き出し処理を改善するための提案です。この提案は、引き出し処理をビーコンチェーンのオペレーションとして実行することで、引き出し処理の効率を向上させ、ネットワークの混雑を軽減することを目的としています。

7. EIP-5651 (Warm Storage)

EIP-5651は、スマートコントラクトのストレージへのアクセス速度を向上させるための提案です。この提案は、頻繁にアクセスされるストレージスロットをキャッシュすることで、ストレージアクセス時間を短縮することを目的としています。これにより、スマートコントラクトの実行速度が向上し、DAppsのパフォーマンスが改善されます。

8. 今後の展望

イーサリアムのプロトコル改善は、常に進行中です。上記のEIPは、その中でも特に重要な提案の一部であり、イーサリアムの将来の発展に大きく貢献することが期待されます。シャーディングの完全な実装、レイヤー2ソリューションの成熟、そしてEVMのパフォーマンス向上は、イーサリアムがよりスケーラブルで、安全で、持続可能なプラットフォームとなるための重要なステップです。

まとめ

イーサリアムは、その継続的なプロトコル改善を通じて、ブロックチェーン技術の最前線を走り続けています。EIP-4844、EIP-1559、EIP-3860、EIP-3651、EIP-4788、EIP-5651などの提案は、スケーラビリティ、セキュリティ、パフォーマンスの向上に貢献し、イーサリアムのエコシステムをより強固なものにしています。これらの改善は、DAppsの開発者にとってより魅力的なプラットフォームとなり、ブロックチェーン技術の普及を加速させるでしょう。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、分散型金融（DeFi）、非代替性トークン（NFT）、そしてWeb3の未来を形作る上で不可欠な役割を担っています。