イーサリアム（ETH）のプロトコルアップデートまとめ

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す。その進化は、プロトコルアップデートによって支えられており、セキュリティ、スケーラビリティ、機能性の向上を目指して継続的に改善が行われています。本稿では、イーサリアムの主要なプロトコルアップデートについて、技術的な詳細と影響を網羅的に解説します。

1. Frontier (フロンティア)

2015年7月にリリースされたFrontierは、イーサリアムの最初の主要なリリースであり、ブロックチェーンの基本的な機能が実装されました。このアップデートは、開発者がDAppsを構築し、テストするための基盤を提供しました。Frontierでは、スマートコントラクトのデプロイと実行、ETHの送金、ブロックチェーンの探索といった基本的な操作が可能になりました。しかし、セキュリティやユーザビリティの面ではまだ課題が多く、本格的な利用には至っていませんでした。

2. Homestead (ホームステッド)

2016年3月にリリースされたHomesteadは、Frontierの改善版であり、セキュリティと安定性が大幅に向上しました。このアップデートでは、ガス料金のメカニズムが導入され、スマートコントラクトの実行コストを制御できるようになりました。また、ユーザビリティの改善も行われ、開発者やユーザーにとって使いやすくなりました。Homesteadは、イーサリアムの初期の成長を支え、DAppsの開発と利用を促進しました。

3. Metropolis (メトロポリス) – Byzantium (ビザンティウム) & Constantinople (コンスタンティノープル)

Metropolisは、2段階に分けてリリースされたアップデートであり、ByzantiumとConstantinopleが含まれます。

3.1 Byzantium (ビザンティウム)

2017年10月にリリースされたByzantiumは、イーサリアム仮想マシン（EVM）の改善に重点が置かれました。このアップデートでは、precompiled contractsと呼ばれる、特定の計算を効率的に実行するための機能が導入されました。これにより、暗号化処理やハッシュ関数の計算速度が向上し、DAppsのパフォーマンスが改善されました。また、EIP-155というハードフォークも含まれており、replay attackと呼ばれるセキュリティ上の脆弱性を修正しました。

3.2 Constantinople (コンスタンティノープル)

2019年2月にリリースされたConstantinopleは、Byzantiumの改善版であり、ガス料金の削減とEVMの最適化に重点が置かれました。このアップデートでは、スマートコントラクトの実行コストが削減され、DAppsの利用がより経済的になりました。また、EIP-1283という提案が導入され、スマートコントラクトのコードサイズが制限されるようになりました。これにより、スマートコントラクトのセキュリティが向上し、DoS攻撃のリスクが軽減されました。

4. Istanbul (イスタンブール)

2019年12月にリリースされたIstanbulは、Constantinopleの改善版であり、EVMのさらなる最適化と新しい機能の導入に重点が置かれました。このアップデートでは、EIP-2028という提案が導入され、スマートコントラクトのコードサイズ制限が緩和されました。これにより、より複雑なスマートコントラクトを開発できるようになりました。また、EIP-2565という提案も導入され、スマートコントラクトの実行時に使用されるガス料金の計算方法が変更されました。これにより、ガス料金の予測がより正確になり、DAppsの利用がよりスムーズになりました。

5. Berlin (ベルリン)

2021年4月にリリースされたBerlinは、Istanbulの改善版であり、ガス料金の削減とEVMの最適化に重点が置かれました。このアップデートでは、EIP-2929という提案が導入され、スマートコントラクトのストレージコストが削減されました。これにより、DAppsの利用がより経済的になりました。また、EIP-2718という提案も導入され、スマートコントラクトのコードサイズが制限されるようになりました。これにより、スマートコントラクトのセキュリティが向上し、DoS攻撃のリスクが軽減されました。

6. London (ロンドン) – EIP-1559

2021年8月にリリースされたLondonは、イーサリアムの歴史において重要なアップデートであり、EIP-1559という提案が導入されました。EIP-1559は、トランザクション手数料のメカニズムを根本的に変更し、ガス料金の予測可能性を高め、ETHの供給量を調整する効果をもたらしました。従来のオークション形式のガス料金システムでは、トランザクションの承認には高いガス料金が必要となることがありましたが、EIP-1559では、base feeと呼ばれる基本手数料とpriority feeと呼ばれる優先手数料を組み合わせることで、ガス料金の変動を抑制し、より安定したトランザクション処理を実現しました。また、EIP-1559によって、トランザクション手数料の一部がETHのバーン（焼却）に回されるようになり、ETHの供給量が減少することで、ETHの価値が上昇する可能性も示唆されています。

7. The Merge (ザ・マージ)

2022年9月に実行されたThe Mergeは、イーサリアムの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）に移行する歴史的なアップデートです。PoWでは、マイナーが複雑な計算問題を解くことでブロックを生成し、トランザクションを検証していましたが、PoSでは、バリデーターがETHをステーキングすることでブロックを生成し、トランザクションを検証します。The Mergeによって、イーサリアムのエネルギー消費量が大幅に削減され、より環境に優しいブロックチェーンプラットフォームとなりました。また、PoSは、PoWよりもセキュリティが高いとされており、イーサリアムのセキュリティも向上しました。The Mergeは、イーサリアムのスケーラビリティ問題の解決に向けた重要な一歩であり、今後のさらなるアップデートの基盤となります。

8. Shanghai (上海)

2023年4月に実行されたShanghaiは、The Merge後の最初の主要なアップデートであり、ステーキングされたETHの引き出し機能が導入されました。The Mergeによって、ETHをステーキングして報酬を得ることが可能になりましたが、それまでステーキングされたETHを引き出すことができませんでした。Shanghaiによって、バリデーターはステーキングされたETHを引き出すことができるようになり、イーサリアムのエコシステムにおける流動性が向上しました。また、Shanghaiでは、EVMの改善も行われ、DAppsのパフォーマンスが向上しました。

9. Capella (カペラ)

Capellaは、実行層（Execution Layer）とコンセンサス層（Consensus Layer）の間の相互運用性を向上させるアップデートです。これにより、イーサリアムの全体的なパフォーマンスと安定性が向上します。Capellaは、The MergeとShanghaiの継続的な改善を目的としており、イーサリアムのエコシステム全体の進化に貢献しています。

まとめ

イーサリアムのプロトコルアップデートは、セキュリティ、スケーラビリティ、機能性の向上を目指して継続的に行われています。FrontierからThe Merge、そしてShanghaiに至るまで、それぞれのアップデートはイーサリアムの進化に重要な役割を果たしてきました。EIP-1559やThe Mergeといった主要なアップデートは、イーサリアムの経済モデルやコンセンサスアルゴリズムを根本的に変更し、イーサリアムの将来に大きな影響を与える可能性があります。今後のアップデートも、イーサリアムのエコシステムをさらに発展させ、DAppsの普及を促進することが期待されます。イーサリアムは、常に進化し続けるブロックチェーンプラットフォームであり、その動向から目が離せません。