イーサリアムのアップグレード情報をわかりやすく

イーサリアムは、世界で最も活発なブロックチェーンプラットフォームの一つであり、その進化は常に進行形です。分散型アプリケーション（DApps）の基盤として、金融（DeFi）、非代替性トークン（NFT）、サプライチェーン管理など、多岐にわたる分野で利用されています。イーサリアムの持続的な成長と普及のためには、技術的なアップグレードが不可欠であり、これまでにも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について、その目的、内容、影響を詳細に解説します。

1. イーサリアムの現状と課題

イーサリアムは、当初からスマートコントラクトの実行環境として設計されました。スマートコントラクトは、事前に定義された条件が満たされた場合に自動的に実行されるプログラムであり、仲介者なしに信頼性の高い取引を可能にします。しかし、イーサリアムには、スケーラビリティ、手数料、セキュリティといった課題が存在していました。

• スケーラビリティ問題: イーサリアムのトランザクション処理能力は、ビットコインと比較して高いものの、DAppsの利用増加に伴い、ネットワークの混雑が発生し、トランザクションの処理速度が低下する問題がありました。
• 手数料問題: ネットワークの混雑は、トランザクション手数料の高騰を招き、DAppsの利用コストを増加させました。
• セキュリティ問題: スマートコントラクトの脆弱性を悪用したハッキング事件が発生し、ユーザーの資産が失われるリスクがありました。

これらの課題を解決するため、イーサリアムの開発コミュニティは、長年にわたり、様々なアップグレードを計画・実施してきました。

2. 主要なアップグレードの概要

イーサリアムのアップグレードは、大きく分けて、ハードフォークとソフトフォークの二種類があります。ハードフォークは、ブロックチェーンのルールを変更するアップグレードであり、互換性のない古いチェーンと新しいチェーンに分岐します。一方、ソフトフォークは、既存のルールを厳格化するアップグレードであり、古いチェーンとの互換性を維持します。

2.1. Byzantium (ビザンティウム)

2017年10月に実施されたByzantiumは、イーサリアムのセキュリティと効率性を向上させることを目的としたハードフォークでした。主な変更点としては、以下のものが挙げられます。

• EIP-155: ガス料金の計算方法を変更し、DoS攻撃に対する耐性を強化しました。
• EIP-156: スマートコントラクトのデプロイメントコストを削減しました。
• EIP-161: スマートコントラクトのコードサイズ制限を緩和しました。

Byzantiumは、イーサリアムの基盤を強化し、より複雑なDAppsの開発を可能にしました。

2.2. Constantinople (コンスタンティノープル)

2019年2月に実施されたConstantinopleは、イーサリアムのスケーラビリティと開発者エクスペリエンスを向上させることを目的としたハードフォークでした。主な変更点としては、以下のものが挙げられます。

• EIP-1283: ガス料金の計算方法をさらに最適化し、トランザクションコストを削減しました。
• EIP-145: ビット単位のシフト演算を導入し、スマートコントラクトの効率性を向上させました。
• EIP-1077: スマートコントラクトのデプロイメントを簡素化しました。

Constantinopleは、イーサリアムの利用コストを削減し、開発者の生産性を向上させました。

2.3. Istanbul (イスタンブール)

2019年12月に実施されたIstanbulは、イーサリアムのプライバシーとスケーラビリティを向上させることを目的としたハードフォークでした。主な変更点としては、以下のものが挙げられます。

• EIP-1980: ゼロ知識証明（zk-SNARKs）の導入を容易にし、プライバシー保護機能を強化しました。
• EIP-2028: スマートコントラクトのコードサイズ制限をさらに緩和しました。
• EIP-2565: 署名アルゴリズムのモジュール性を向上させました。

Istanbulは、イーサリアムのプライバシー保護機能を強化し、より複雑なDAppsの開発を可能にしました。

2.4. Berlin (ベルリン)

2021年4月に実施されたBerlinは、イーサリアムのトランザクション手数料を削減し、ネットワークの効率性を向上させることを目的としたハードフォークでした。主な変更点としては、以下のものが挙げられます。

• EIP-2565: 署名アルゴリズムのモジュール性を向上させ、トランザクション手数料を削減しました。
• EIP-2715: スマートコントラクトのデプロイメントコストを削減しました。
• EIP-2929: ガス料金の計算方法を最適化し、トランザクション手数料を削減しました。

Berlinは、イーサリアムの利用コストを削減し、DAppsの利用を促進しました。

2.5. London (ロンドン)

2021年8月に実施されたLondonは、イーサリアムのトランザクション手数料の予測可能性を高め、ネットワークの安定性を向上させることを目的としたハードフォークでした。このアップグレードの最も重要な変更点は、EIP-1559の導入です。

EIP-1559: トランザクション手数料の計算方法を変更し、ベースフィーと優先フィーの二つの要素に分割しました。ベースフィーは、ネットワークの混雑状況に応じて自動的に調整され、バーン（焼却）されます。優先フィーは、トランザクションの優先度を高めるためにユーザーが支払う手数料です。EIP-1559の導入により、トランザクション手数料の予測可能性が高まり、ネットワークの安定性が向上しました。

Londonは、イーサリアムの経済モデルを改善し、長期的な持続可能性を高めました。

2.6. The Merge (ザ・マージ)

2022年9月に実施された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）に変更する、歴史的なアップグレードでした。PoW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する方式であり、大量の電力消費を伴います。一方、PoSは、バリデーターがイーサリアムをステーキングすることでブロックを生成する方式であり、電力消費を大幅に削減できます。

The Mergeにより、イーサリアムのエネルギー効率が大幅に向上し、環境負荷が軽減されました。また、PoSは、PoWよりもセキュリティが高いと考えられています。

3. 今後のアップグレード

The Mergeの完了後も、イーサリアムの開発は継続されており、今後も様々なアップグレードが計画されています。主なアップグレードとしては、以下のものが挙げられます。

• Sharding (シャーディング): イーサリアムのネットワークを複数のシャードに分割し、トランザクション処理能力を向上させる技術です。
• Proto-Danksharding (プロト・ダンクシャーディング): シャーディングの導入に向けた準備段階として、データ可用性サンプリング（DAS）を導入し、ネットワークの効率性を向上させる技術です。
• Verkle Trees (バークルトリーズ): イーサリアムの状態サイズを削減し、ノードの同期時間を短縮する技術です。

これらのアップグレードにより、イーサリアムは、よりスケーラブルで、効率的で、安全なブロックチェーンプラットフォームへと進化していくことが期待されます。

4. まとめ

イーサリアムは、これまでにも様々なアップグレードを実施し、その技術的な課題を克服してきました。Byzantium、Constantinople、Istanbul、Berlin、London、そしてThe Mergeといった主要なアップグレードは、イーサリアムのセキュリティ、効率性、スケーラビリティ、プライバシー、経済モデルを改善し、DAppsの利用を促進しました。今後も、Sharding、Proto-Danksharding、Verkle Treesといったアップグレードが計画されており、イーサリアムは、ブロックチェーン技術の最前線を走り続けるでしょう。これらのアップグレードを理解することは、イーサリアムのエコシステムに参加する上で不可欠です。