イーサリアムのアップグレード最新状況

イーサリアムは、分散型アプリケーション（DApps）を構築するための主要なプラットフォームとして、ブロックチェーン技術の分野で重要な役割を果たしています。その進化は、スケーラビリティ、セキュリティ、持続可能性の向上を目指し、継続的にアップグレードが行われています。本稿では、イーサリアムのアップグレードの最新状況について、技術的な詳細、開発の進捗、そして将来展望を含めて詳細に解説します。

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。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可能になりました。しかし、その人気と利用の拡大に伴い、いくつかの課題が浮上しました。

• 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の利用増加により、ネットワークの混雑とガス代の高騰が発生しています。
• ガス代の変動: トランザクションの実行にはガス代が必要であり、ネットワークの混雑状況によって大きく変動します。これにより、DAppsの利用コストが増加し、ユーザーエクスペリエンスを損なう可能性があります。
• エネルギー消費: イーサリアムは、プルーフ・オブ・ワーク（PoW）というコンセンサスアルゴリズムを採用しており、大量のエネルギーを消費するという問題がありました。

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、様々なアップグレードを計画・実行してきました。

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、大きく分けて以下の３つの段階に分けられます。

2.1. The Merge (PoWからPoSへの移行)

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）に移行する最も重要なアップグレードの一つです。PoSは、PoWと比較してエネルギー消費量が大幅に少なく、より環境に優しいコンセンサスアルゴリズムです。また、PoSは、ネットワークのセキュリティを向上させ、スケーラビリティ問題を解決するための基盤となります。

The Mergeは、2022年9月に実行され、イーサリアムの歴史において画期的な出来事となりました。これにより、イーサリアムのエネルギー消費量は99.95%以上削減され、持続可能なブロックチェーンプラットフォームとしての地位を確立しました。

2.2. Shanghai (EIP-4895)

Shanghaiは、The Merge後の最初の主要なアップグレードであり、PoSで獲得したETHの引き出しを可能にするEIP-4895を実装しました。これにより、バリデーターは、PoSで獲得した報酬を自由に引き出すことができるようになり、ネットワークの流動性が向上しました。また、Shanghaiは、いくつかの技術的な改善も含まれており、イーサリアムのパフォーマンスを向上させました。

2.3. Dencun (EIP-5651)

Dencunは、2024年3月に実行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であるRollupのコスト削減を目的としたEIP-5651を実装しました。EIP-5651は、Rollupのトランザクションデータをイーサリアムのメインネットに保存する際に、データ圧縮技術を使用することで、ガス代を大幅に削減します。これにより、Layer 2ソリューションの利用コストが低下し、より多くのユーザーがDAppsを利用できるようになります。

3. 今後のアップグレード計画

イーサリアムの開発コミュニティは、Dencun以降も、継続的にアップグレードを計画しています。主な計画は以下の通りです。

3.1. Proto-Danksharding

Proto-Dankshardingは、Dencunの次の段階として、データ可用性サンプリング（DAS）を導入するアップグレードです。DASは、Rollupのトランザクションデータを検証するために必要なデータを、ネットワーク全体で共有するのではなく、一部のノードに委任することで、ネットワークの負荷を軽減します。これにより、イーサリアムのスケーラビリティをさらに向上させることができます。

3.2. Cancun

Cancunは、Proto-Dankshardingの導入を伴うアップグレードであり、EIP-7568などの新しいEIPを実装します。EIP-7568は、アカウント抽象化（Account Abstraction）を可能にし、ユーザーエクスペリエンスを向上させます。アカウント抽象化により、ユーザーは、従来の秘密鍵とアドレスを使用する代わりに、より柔軟なアカウント管理方法を利用できるようになります。

3.3. Verkle Trees

Verkle Treesは、イーサリアムの状態サイズを削減するための新しいデータ構造です。Verkle Treesは、従来のMerkle Treesと比較して、より効率的に状態データを保存・検証することができます。これにより、イーサリアムのノードのストレージ要件を削減し、ネットワークの分散性を向上させることができます。

4. Layer 2スケーリングソリューションの役割

イーサリアムのスケーラビリティ問題を解決するために、Layer 2スケーリングソリューションが重要な役割を果たしています。Layer 2ソリューションは、イーサリアムのメインネットの外でトランザクションを処理し、その結果をメインネットに記録することで、ネットワークの負荷を軽減します。主なLayer 2ソリューションには、Rollup、State Channels、Sidechainsなどがあります。

• Rollup: Rollupは、複数のトランザクションをまとめて1つのトランザクションとしてメインネットに記録することで、ガス代を削減します。Optimistic RollupとZK-Rollupの2つの主要なタイプがあります。
• State Channels: State Channelsは、2者間のトランザクションをオフチェーンで処理し、最終的な結果のみをメインネットに記録することで、高速なトランザクション処理を実現します。
• Sidechains: Sidechainsは、イーサリアムのメインネットとは独立したブロックチェーンであり、独自のコンセンサスアルゴリズムを使用します。Sidechainsは、特定のアプリケーションに特化したブロックチェーンを構築するために使用されます。

これらのLayer 2ソリューションは、イーサリアムのエコシステムを拡大し、より多くのユーザーがDAppsを利用できるようにするために不可欠です。

5. セキュリティに関する考察

イーサリアムのアップグレードは、セキュリティの向上も重要な目的としています。PoSへの移行は、PoWと比較して、51%攻撃のリスクを軽減します。また、EIP-5651などのアップグレードは、Rollupのセキュリティを向上させ、DAppsの安全性を高めます。

しかし、アップグレードには常にリスクが伴います。スマートコントラクトの脆弱性や、新しいコンセンサスアルゴリズムの潜在的な問題など、様々なセキュリティリスクが存在します。そのため、イーサリアムの開発コミュニティは、アップグレードの前に、徹底的なテストと監査を実施し、セキュリティリスクを最小限に抑えるように努めています。

6. まとめ

イーサリアムは、継続的なアップグレードを通じて、スケーラビリティ、セキュリティ、持続可能性の向上を目指しています。The Merge、Shanghai、Dencunなどの主要なアップグレードは、イーサリアムの進化における重要なマイルストーンであり、PoSへの移行、ガス代の削減、エネルギー消費量の削減を実現しました。今後のアップグレード計画であるProto-Danksharding、Cancun、Verkle Treesは、イーサリアムのスケーラビリティをさらに向上させ、ユーザーエクスペリエンスを改善することが期待されます。Layer 2スケーリングソリューションは、イーサリアムのエコシステムを拡大し、より多くのユーザーがDAppsを利用できるようにするために不可欠です。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。