イーサリアムって何が変わる？アップグレードの全貌

イーサリアムは、ビットコインに次ぐ時価総額を誇る、第二世代のブロックチェーンプラットフォームです。単なる暗号資産としての側面だけでなく、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機能を持つことから、分散型アプリケーション（DApps）の開発基盤として注目を集めています。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、より高性能で持続可能なプラットフォームへと進化させるため、大規模なアップグレードが進行中です。本稿では、このアップグレードの全貌について、技術的な詳細を含めて解説します。

1. イーサリアムの現状と課題

イーサリアムは、2015年にVitalik Buterin氏によって提唱され、ビットコインの課題を克服することを目指して開発されました。ビットコインが主に価値の保存手段としての役割を担うのに対し、イーサリアムは、スマートコントラクトを通じて様々なアプリケーションを構築できる汎用性の高いプラットフォームです。これにより、金融、サプライチェーン管理、ゲーム、投票システムなど、多岐にわたる分野での活用が期待されています。

しかし、イーサリアムは、以下の課題を抱えています。

• 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、依然として十分ではありません。トランザクションが増加すると、ネットワークが混雑し、処理速度が低下する問題が発生します。
• 高いガス代: イーサリアム上でスマートコントラクトを実行するには、ガス代と呼ばれる手数料を支払う必要があります。ネットワークが混雑すると、ガス代が高騰し、DAppsの利用コストが増加します。
• 複雑なプログラミング: イーサリアムのスマートコントラクトは、Solidityと呼ばれるプログラミング言語で記述されます。Solidityは、他のプログラミング言語と比較して、学習コストが高く、セキュリティ上の脆弱性を生みやすいという課題があります。

2. アップグレードの概要：The MergeとBeyond

イーサリアムのアップグレードは、大きく分けて「The Merge」と「Beyond」の二つの段階に分けられます。

2.1 The Merge：プルーフ・オブ・ワークからプルーフ・オブ・ステークへ

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）へと移行するものです。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し、トランザクションを検証する仕組みです。一方、PoSは、バリデーターと呼ばれる参加者が、イーサリアムを保有することでブロックを生成し、トランザクションを検証する仕組みです。

PoSへの移行により、以下のメリットが期待されます。

• エネルギー効率の向上: PoWは、大量の電力を消費するため、環境負荷が高いという問題があります。PoSは、PoWと比較して、電力消費量を大幅に削減できます。
• セキュリティの向上: PoSは、PoWと比較して、51%攻撃と呼ばれる攻撃に対する耐性が高いとされています。
• スケーラビリティの向上: PoSは、PoWと比較して、トランザクション処理能力を向上させることができます。

The Mergeは、2022年9月15日に実行されました。これにより、イーサリアムは、PoSを採用する最初の主要なブロックチェーンプラットフォームとなりました。

2.2 Beyond：スケーリングソリューションとEVMの改善

The Mergeは、イーサリアムのアップグレードの第一歩に過ぎません。Beyondの段階では、スケーリングソリューションの導入とEVM（Ethereum Virtual Machine）の改善が進められます。

2.2.1 スケーリングソリューション

イーサリアムのスケーラビリティ問題を解決するため、様々なスケーリングソリューションが開発されています。主なスケーリングソリューションとしては、以下のものがあります。

• レイヤー2ソリューション: イーサリアムのメインチェーン（レイヤー1）の上で動作する、別のブロックチェーン（レイヤー2）を利用することで、トランザクション処理能力を向上させるものです。代表的なレイヤー2ソリューションとしては、Optimistic Rollups、ZK-Rollups、Validiumなどがあります。
• シャーディング: イーサリアムのデータベースを分割し、複数のシャードと呼ばれる部分に分散することで、トランザクション処理能力を向上させるものです。

2.2.2 EVMの改善

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の改善により、スマートコントラクトの実行効率を向上させ、ガス代を削減することができます。EVMの改善には、EVMの最適化、新しい命令の追加、新しいデータ構造の導入などが含まれます。

3. アップグレードによる具体的な変化

イーサリアムのアップグレードにより、以下の具体的な変化が期待されます。

• トランザクション処理能力の向上: スケーリングソリューションの導入により、イーサリアムのトランザクション処理能力は、大幅に向上すると予想されます。これにより、DAppsの利用者が増加し、より多くのアプリケーションがイーサリアム上で動作できるようになります。
• ガス代の削減: スケーリングソリューションの導入とEVMの改善により、イーサリアムのガス代は、大幅に削減されると予想されます。これにより、DAppsの利用コストが低下し、より多くの人々がDAppsを利用できるようになります。
• セキュリティの向上: PoSへの移行により、イーサリアムのセキュリティは、向上すると予想されます。これにより、DAppsの信頼性が高まり、より多くの企業がDAppsを導入できるようになります。
• 開発者体験の向上: EVMの改善と新しいプログラミング言語の導入により、イーサリアムの開発者体験は、向上すると予想されます。これにより、より多くの開発者がDAppsを開発できるようになります。

4. アップグレードの課題と今後の展望

イーサリアムのアップグレードは、多くのメリットをもたらすと期待されていますが、いくつかの課題も存在します。

• スケーリングソリューションの複雑性: スケーリングソリューションは、技術的に複雑であり、導入には時間がかかる可能性があります。
• PoSの集中化リスク: PoSは、少数のバリデーターに権力が集中するリスクがあります。
• EVMの互換性問題: EVMの改善により、既存のスマートコントラクトとの互換性が失われる可能性があります。

これらの課題を克服するため、イーサリアムの開発コミュニティは、継続的に研究開発を進めています。今後の展望としては、以下のものが挙げられます。

• スケーリングソリューションのさらなる開発: より高性能で使いやすいスケーリングソリューションの開発が進められます。
• PoSの分散化: PoSの分散化を促進するための技術的な改善が行われます。
• EVMの互換性維持: EVMの改善と既存のスマートコントラクトとの互換性維持の両立を目指します。

5. 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、高いガス代、複雑なプログラミングといった課題を解決し、より高性能で持続可能なプラットフォームへと進化させるための重要な取り組みです。The MergeによるPoSへの移行は、エネルギー効率の向上、セキュリティの向上、スケーラビリティの向上をもたらし、Beyondの段階では、スケーリングソリューションの導入とEVMの改善が進められます。これらのアップグレードにより、イーサリアムは、DAppsの開発基盤として、さらに重要な役割を担うことが期待されます。課題も存在しますが、イーサリアムの開発コミュニティは、継続的に研究開発を進めており、今後の発展が期待されます。