イーサリアムのアップグレードで期待される機能とは？

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）の基盤として広く利用されています。しかし、イーサリアムは、スケーラビリティ問題、高いガス代、複雑なプログラミングといった課題を抱えてきました。これらの課題を解決し、より高性能で使いやすいプラットフォームへと進化させるため、イーサリアムは継続的にアップグレードされています。本稿では、イーサリアムの主要なアップグレード計画と、それによって期待される機能について詳細に解説します。

1. イーサリアム2.0（Serenity）の概要

イーサリアム2.0は、イーサリアムの根本的なアーキテクチャを刷新する大規模なアップグレード計画です。このアップグレードは、主に以下の3つの段階に分けて実施されます。

• Phase 0: Beacon Chain

ビーコンチェーンは、プルーフ・オブ・ステーク（PoS）コンセンサスメカニズムを導入するための基盤となるチェーンです。PoSは、プルーフ・オブ・ワーク（PoW）と比較して、エネルギー消費量が少なく、より高いスケーラビリティを実現できると期待されています。ビーコンチェーンは、バリデーターと呼ばれるノードが、イーサリアムのセキュリティを維持し、トランザクションの検証を行う役割を担います。

• Phase 1: Merge

マージは、既存のイーサリアムメインネット（PoW）とビーコンチェーン（PoS）を統合する段階です。この統合により、イーサリアムはPoSコンセンサスメカニズムに移行し、エネルギー効率が大幅に向上します。また、マージは、シャーディングの導入に向けた準備段階となります。

• Phase 2: Sharding

シャーディングは、イーサリアムのネットワークを複数のシャード（断片）に分割し、各シャードが並行してトランザクションを処理できるようにする技術です。これにより、イーサリアムのスケーラビリティが大幅に向上し、より多くのトランザクションを処理できるようになります。

2. プルーフ・オブ・ステーク（PoS）の導入

イーサリアムは、当初、プルーフ・オブ・ワーク（PoW）というコンセンサスメカニズムを採用していました。PoWは、マイナーと呼ばれるノードが、複雑な計算問題を解くことでトランザクションを検証し、ブロックチェーンに新しいブロックを追加する仕組みです。しかし、PoWは、エネルギー消費量が非常に大きいという課題を抱えていました。PoSは、マイニングの代わりに、バリデーターがイーサリアムを保有することでトランザクションを検証し、ブロックチェーンに新しいブロックを追加する仕組みです。PoSは、PoWと比較して、エネルギー消費量が少なく、より高いスケーラビリティを実現できると期待されています。バリデーターは、イーサリアムをステーク（預け入れ）することで、ネットワークのセキュリティを維持する役割を担います。ステーク量が多いほど、バリデーターがブロックを生成する確率が高くなります。

3. シャーディングによるスケーラビリティ向上

イーサリアムのスケーラビリティ問題は、トランザクションの処理能力が低いことが原因です。イーサリアムのネットワークは、すべてのトランザクションをすべてのノードが処理する必要があるため、トランザクションが増加すると、ネットワークが混雑し、ガス代が高騰します。シャーディングは、この問題を解決するための技術です。シャーディングは、イーサリアムのネットワークを複数のシャード（断片）に分割し、各シャードが並行してトランザクションを処理できるようにする仕組みです。これにより、イーサリアムのスケーラビリティが大幅に向上し、より多くのトランザクションを処理できるようになります。各シャードは、独自のトランザクション履歴と状態を保持し、他のシャードとは独立して動作します。しかし、すべてのシャードは、ビーコンチェーンによって連携され、イーサリアム全体の整合性が維持されます。

4. イーサリアム仮想マシン（EVM）の改善

イーサリアム仮想マシン（EVM）は、イーサリアム上でスマートコントラクトを実行するための仮想マシンです。EVMは、スマートコントラクトの実行環境を提供し、トランザクションの検証を行います。EVMは、セキュリティと信頼性を重視して設計されており、スマートコントラクトの実行結果が改ざんされないように保護されています。しかし、EVMは、複雑なプログラミング言語であるSolidityを使用する必要があるため、スマートコントラクトの開発が難しいという課題を抱えていました。イーサリアムのアップグレードでは、EVMの改善も進められています。具体的には、EVMのパフォーマンス向上、セキュリティ強化、プログラミングの容易化などが目標とされています。また、EVMに新しい機能を追加することで、より高度なスマートコントラクトの開発が可能になると期待されています。

5. ガス代の削減

イーサリアムのガス代は、トランザクションを実行するために必要な手数料です。ガス代は、トランザクションの複雑さやネットワークの混雑状況によって変動します。近年、イーサリアムのネットワークが混雑し、ガス代が高騰することが頻繁に発生しています。高いガス代は、DAppsの利用を妨げ、イーサリアムのエコシステム全体の成長を阻害する要因となっています。イーサリアムのアップグレードでは、ガス代の削減も重要な目標とされています。PoSへの移行やシャーディングの導入により、トランザクションの処理能力が向上し、ガス代が削減されると期待されています。また、EVMの改善や新しいトランザクション処理メカニズムの導入により、ガス代をさらに削減できる可能性があります。

6. その他の期待される機能

• アカウント抽象化（Account Abstraction）：複雑なスマートコントラクトを使用せずに、より柔軟なアカウント管理を可能にする機能。
• データ可用性サンプリング（Data Availability Sampling）：シャーディングされたデータの可用性を効率的に検証する技術。
• ロールアップ（Rollups）：オフチェーンでトランザクションを処理し、その結果をイーサリアムメインネットに記録することで、スケーラビリティを向上させる技術。

7. アップグレードの進捗状況と今後の展望

イーサリアム2.0のアップグレードは、計画通りに進められています。ビーコンチェーンは既に稼働しており、マージは2022年9月に完了しました。シャーディングの導入は、今後の課題となりますが、開発は着実に進められています。イーサリアムのアップグレードは、暗号資産業界全体に大きな影響を与える可能性があります。イーサリアムのスケーラビリティ問題が解決され、ガス代が削減されれば、DAppsの利用が促進され、より多くの人々がイーサリアムのエコシステムに参加できるようになるでしょう。また、イーサリアムのセキュリティと信頼性が向上すれば、暗号資産に対する信頼も高まり、より多くの企業や機関が暗号資産の利用を検討するようになるでしょう。

まとめ

イーサリアム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、セキュリティの向上、プログラミングの容易化など、多くのメリットをもたらすと期待されています。PoSへの移行、シャーディングの導入、EVMの改善といった主要なアップグレード計画は、イーサリアムをより高性能で使いやすいプラットフォームへと進化させるための重要なステップとなります。イーサリアムのアップグレードは、暗号資産業界全体の発展に貢献し、より多くの人々が分散型技術の恩恵を受けられる未来を築くでしょう。