イーサリアムへのアップグレード解説

はじめに

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、イーサリアムは当初からスケーラビリティ、セキュリティ、持続可能性といった課題を抱えており、これらの課題を解決するために、継続的なアップグレードが行われています。本稿では、イーサリアムの主要なアップグレードについて、その背景、目的、技術的な詳細、そして将来展望について詳細に解説します。

イーサリアムの現状と課題

イーサリアムは、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分散型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、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、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も限定的であり、ネットワークの混雑時にはトランザクション手数料が高騰し、処理速度が低下します。
• セキュリティリスク: 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ており、ユーザーの資産が失われるリスクがあります。
• エネルギー消費問題: 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します。

主要なアップグレード

1. Byzantium (ビザンティウム)

2017年10月に実施されたByzantiumは、イーサリアムのハードフォークであり、以下の改善が導入されました。

• EIP-155: ガス料金の計算方法を変更し、トランザクションの実行コストを最適化しました。
• EIP-161: 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-198: スマートコントラクトのステートサイズを削減し、ネットワークの効率性を向上させました。

Byzantiumは、イーサリアムの基盤を強化し、スマートコントラクトの開発と実行をより効率的にすることを目的としていました。

2. Constantinople (コンスタンティノープル)

2019年2月に実施されたConstantinopleも、イーサリアムのハードフォークであり、以下の改善が導入されました。

• EIP-1283: ガス料金の計算方法をさらに最適化し、スマートコントラクトの実行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機能を拡張しました。
• EIP-1077: スマートコントラクトのデプロイメントコストをさらに削減しました。

Constantinopleは、イーサリアムの経済性を向上させ、スマートコントラクトの開発を促進することを目的としていました。

3. Istanbul (イスタンブール)

2019年12月に実施されたIstanbulは、イーサリアムのハードフォークであり、以下の改善が導入されました。

• EIP-2028: ガス料金の計算方法をさらに最適化し、スマートコントラクトの実行コストを削減しました。
• EIP-2200: スマートコントラクトのデプロイメントコストをさらに削減しました。
• EIP-2565: 署名アルゴリズムのモジュール性を向上させ、セキュリティを強化しました。

Istanbulは、イーサリアムの効率性とセキュリティを向上させ、スマートコントラクトの開発をさらに促進することを目的としていました。

4. Berlin (ベルリン)

2021年4月に実施されたBerlinは、イーサリアムのハードフォークであり、以下の改善が導入されました。

• EIP-2548: スマートコントラクトのガス料金の計算方法を最適化し、特定の操作のコストを削減しました。
• 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: スマートコントラクトのステートサイズを削減し、ネットワークの効率性を向上させました。

Berlinは、イーサリアムの効率性を向上させ、スマートコントラクトの開発と実行をより効率的にすることを目的としていました。

5. London (ロンドン)

2021年8月に実施されたLondonは、イーサリアムのハードフォークであり、最も重要な変更点としてEIP-1559が導入されました。

• EIP-1559: トランザクション手数料のメカニズムを変更し、ベースフィーと優先フィーを導入しました。これにより、トランザクション手数料の予測可能性が向上し、ネットワークの混雑時の手数料高騰を抑制することが期待されています。また、EIP-1559は、イーサリアムの供給量を減少させる効果も持ちます。
• EIP-3855: スマートコントラクトのPUSH命令のコストを削減し、ガス料金を最適化しました。
• EIP-3860: 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。

Londonは、イーサリアムの経済モデルを改善し、トランザクション手数料の予測可能性を高め、ネットワークの効率性を向上させることを目的としていました。

6. The Merge (ザ・マージ)

2022年9月に実施されたThe Mergeは、イーサリアムの歴史上最も重要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。

• プルーフ・オブ・ステーク（PoS）: PoSは、トランザクションの検証者を「バリデーター」と呼び、バリデーターはイーサリアムを保有することで検証に参加できます。PoWと比較して、PoSは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。
• ビーコンチェーン: The Mergeにより、イーサリアムのメインネットとビーコンチェーンが統合されました。ビーコンチェーンは、PoSのコンセンサスを管理し、バリデーターの選出とトランザクションの検証を行います。

The Mergeは、イーサリアムのエネルギー消費量を大幅に削減し、セキュリティを向上させ、スケーラビリティの基盤を構築することを目的としていました。

今後のアップグレード

1. Surge (サージ)

Surgeは、イーサリアムのスケーラビリティを大幅に向上させることを目的としたアップグレードです。シャーディングと呼ばれる技術を導入し、ネットワークを複数のシャードに分割することで、トランザクション処理能力を向上させます。

2. Scourge (スコード)

Scourgeは、イーサリアムのセキュリティを向上させることを目的としたアップグレードです。スマートコントラクトの脆弱性を悪用した攻撃を防ぐための対策を導入します。

3. Verge (バージ)

Vergeは、イーサリアムのプライバシーを向上させることを目的としたアップグレードです。プライベートトランザクションを可能にする技術を導入します。

4. Purge (パージ)

Purgeは、イーサリアムのコードベースを整理し、不要なコードを削除することを目的としたアップグレードです。これにより、ネットワークの効率性を向上させます。

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、持続可能性といった課題を克服し、分散型アプリケーションの基盤として進化を続けています。The Mergeは、その進化における重要なマイルストーンであり、イーサリアムの将来に大きな影響を与えるでしょう。今後のアップグレードであるSurge、Scourge、Verge、Purgeは、イーサリアムをさらに強力で使いやすいプラットフォームへと変貌させることを期待されています。イーサリアムのアップグレードは、暗号資産業界全体に影響を与え、分散型金融（DeFi）やWeb3の発展を加速させるでしょう。