イーサリアムのアップグレード内容を徹底解説

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。その進化は止まることなく、様々なアップグレードが実施されてきました。本稿では、イーサリアムの主要なアップグレード内容を詳細に解説し、その技術的な背景、目的、そして将来展望について深く掘り下げていきます。

1. イーサリアムの基礎と課題

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たプラットフォームであり、スマートコントラクトと呼ばれるプログラムを実行できる点が特徴です。これにより、金融、サプライチェーン、投票システムなど、様々な分野での応用が期待されています。しかし、初期のイーサリアムには、スケーラビリティ問題、高いガス代、そしてセキュリティ上の懸念といった課題が存在していました。これらの課題を解決するために、イーサリアムの開発コミュニティは、継続的なアップグレードに取り組んできました。

2. Frontier (フロンティア)

イーサリアムの最初の主要なアップグレードであるFrontierは、2016年にリリースされました。これは、イーサリアムの基盤となるプロトコルを確立し、スマートコントラクトの実行を可能にした重要なステップでした。Frontierでは、開発者がイーサリアム上でDAppsを構築し、テストするための環境が提供されました。しかし、Frontierはまだ初期段階であり、多くの改善が必要とされていました。

3. Homestead (ホームステッド)

Homesteadは、2016年後半にリリースされたアップグレードであり、Frontierの改善版として位置づけられます。Homesteadでは、スマートコントラクトの開発を容易にするためのツールやライブラリが追加され、セキュリティが強化されました。また、ガス代の計算方法が改善され、より効率的なトランザクション処理が可能になりました。Homesteadは、イーサリアムの初期の安定化に大きく貢献しました。

4. Metropolis (メトロポリス)

Metropolisは、2017年から2018年にかけて段階的にリリースされたアップグレードであり、大きく分けてByzantiumとConstantinopleの2つのハードフォークを含んでいます。

4.1 Byzantium (ビザンティウム)

Byzantiumは、2017年10月にリリースされたハードフォークであり、イーサリアムのセキュリティとスケーラビリティを向上させることを目的としていました。Byzantiumでは、EIP-155と呼ばれる機能が導入され、replay attackと呼ばれるセキュリティ上の脆弱性が解消されました。また、スマートコントラクトの実行効率が改善され、ガス代の削減にも貢献しました。

4.2 Constantinople (コンスタンティノープル)

Constantinopleは、2019年2月にリリースされたハードフォークであり、Byzantiumの改善版として位置づけられます。Constantinopleでは、ガス代の削減に重点が置かれ、いくつかのEIP（Ethereum Improvement Proposals）が導入されました。例えば、EIP-1283は、スマートコントラクトのストレージコストを削減し、EIP-145は、トランザクションの処理速度を向上させました。Constantinopleは、イーサリアムの経済的な効率性を高める上で重要な役割を果たしました。

5. Istanbul (イスタンブール)

Istanbulは、2019年12月にリリースされたハードフォークであり、Constantinopleの改善版として位置づけられます。Istanbulでは、プライバシー保護機能の強化、スマートコントラクトのデバッグ機能の追加、そしてガス代のさらなる削減が実現されました。特に、EIP-2387は、スマートコントラクトのコードサイズを削減し、ガス代を削減する効果がありました。Istanbulは、イーサリアムの使いやすさと経済性を向上させる上で貢献しました。

6. Berlin (ベルリン)

Berlinは、2021年4月にリリースされたハードフォークであり、Istanbulの改善版として位置づけられます。Berlinでは、ガス代の削減に重点が置かれ、EIP-2929と呼ばれる機能が導入されました。EIP-2929は、スマートコントラクトの実行に必要なガス量を削減し、トランザクションコストを低減する効果がありました。また、Berlinでは、スマートコントラクトのセキュリティを強化するための対策も講じられました。

7. London (ロンドン)

Londonは、2021年8月にリリースされたハードフォークであり、イーサリアムの経済モデルを大きく変えるEIP-1559が導入されたことで最も注目されました。EIP-1559は、トランザクション手数料の仕組みを根本的に見直し、ベースフィーと優先手数料の2つの要素に分割しました。ベースフィーはネットワークに支払われ、バーン（焼却）されるため、イーサリアムの供給量を減少させる効果があります。優先手数料は、マイナーへのインセンティブとして支払われます。EIP-1559の導入により、ガス代の予測可能性が向上し、イーサリアムの経済的な持続可能性が強化されました。

8. The Merge (ザ・マージ)

The Mergeは、2022年9月に完了したイーサリアムの歴史的なアップグレードであり、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）に移行しました。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。一方、PoSでは、バリデーターと呼ばれる参加者がイーサリアムをステーキング（預け入れ）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により、イーサリアムのエネルギー消費量が大幅に削減され、セキュリティが向上しました。また、The Mergeは、イーサリアムのスケーラビリティ問題を解決するための重要なステップとなりました。

9. Shanghai (上海)

Shanghaiは、2023年4月に実施されたアップグレードであり、The Mergeによって導入されたPoSにおけるステーキング報酬の引き出しを可能にしました。これにより、バリデーターはステーキングしたイーサリアムを自由に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。Shanghaiは、PoSへの移行を完了させ、イーサリアムの長期的な持続可能性を確保するための重要なステップとなりました。

10. Cancun (カンクン)

Cancunは、2024年3月に実施されたアップグレードであり、Layer 2スケーリングソリューションのコスト削減に焦点を当てています。EIP-4844と呼ばれる「Proto-Danksharding」と呼ばれる機能が導入され、Layer 2ネットワークがイーサリアムメインネットにデータをより安価に投稿できるようになりました。これにより、Layer 2ネットワークの利用が促進され、イーサリアムのスケーラビリティ問題の解決に貢献することが期待されています。

まとめ

イーサリアムは、FrontierからCancunに至るまで、数多くのアップグレードを経て進化してきました。これらのアップグレードは、スケーラビリティ問題の解決、ガス代の削減、セキュリティの強化、そして経済モデルの改善を目的としていました。特に、The Mergeは、イーサリアムのコンセンサスアルゴリズムをPoSに移行させ、エネルギー消費量を大幅に削減した画期的なアップグレードでした。今後のイーサリアムは、Layer 2スケーリングソリューションとの連携を強化し、より多くのDAppsやユーザーを迎え入れるための基盤を構築していくことが期待されます。イーサリアムの進化は、ブロックチェーン技術の未来を形作る上で重要な役割を果たし続けるでしょう。