イーサリアムとビットコインの技術的違いを解説

暗号資産（仮想通貨）の世界において、ビットコインとイーサリアムは最も重要な存在です。どちらもブロックチェーン技術を基盤としていますが、その設計思想、機能、そして応用範囲には大きな違いがあります。本稿では、ビットコインとイーサリアムの技術的な違いを詳細に解説し、それぞれの特徴を明らかにします。

1. ブロックチェーンの構造とコンセンサスアルゴリズム

1.1 ビットコインのブロックチェーン

ビットコインのブロックチェーンは、主に取引記録を保存するために設計されています。ブロックは、一定期間内に発生した取引をまとめたもので、ハッシュ関数を用いて前のブロックと連結されています。これにより、データの改ざんが極めて困難な構造を実現しています。ビットコインは、プルーフ・オブ・ワーク（PoW）と呼ばれるコンセンサスアルゴリズムを採用しています。PoWでは、マイナーと呼ばれる参加者が、複雑な計算問題を解くことで新しいブロックを生成する権利を得ます。この計算には膨大な電力が必要であり、それがビットコインのセキュリティを支える基盤となっています。

1.2 イーサリアムのブロックチェーン

イーサリアムのブロックチェーンもビットコインと同様に、取引記録を保存しますが、それだけでなく、スマートコントラクトと呼ばれるプログラムを実行するためのプラットフォームとしての機能も持ちます。イーサリアムのブロックは、取引データに加えて、スマートコントラクトのコードや状態情報を含んでいます。イーサリアムは、当初PoWを採用していましたが、現在はプルーフ・オブ・ステーク（PoS）への移行を進めています。PoSでは、暗号資産の保有量に応じてブロック生成の権利が与えられます。PoWと比較して、PoSは電力消費量が少なく、よりスケーラブルであるとされています。

2. スマートコントラクト

2.1 スマートコントラクトの概念

スマートコントラクトは、あらかじめ定めら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す。例えば、「AがBに10ETHを送金した場合、自動的にCに5ETHを送金する」といった契約をスマートコントラクトとして記述することができます。スマートコントラクトは、仲介者を必要とせずに、安全かつ透明性の高い取引を実現することを可能にします。

2.2 イーサリアムにおけるスマートコントラクト

イーサリアムは、スマートコントラクトをネイティブにサポートしています。イーサリアムの仮想マシン（EVM）上で、Solidityと呼ばれるプログラミング言語を用いてスマートコントラクトを記述し、ブロックチェーン上にデプロイすることができます。これにより、分散型アプリケーション（DApps）の開発が可能になります。DAppsは、従来のアプリケーションとは異なり、中央集権的なサーバーに依存せず、ブロックチェーン上で動作します。

2.3 ビットコインにおけるスマートコントラクト

ビットコインも、Scriptと呼ばれるプログラミング言語を用いて、限定的なスマートコントラクトを実装することができます。しかし、ビットコインのScriptは、イーサリアムのSolidityと比較して、機能が限定されており、複雑なスマートコントラクトを記述することは困難です。そのため、ビットコインにおけるスマートコントラクトの応用範囲は、イーサリアムよりも狭いです。

3. 取引の仕組みと手数料

3.1 ビットコインの取引

ビットコインの取引は、UTXO（Unspent Transaction Output）と呼ばれる未使用の取引出力に基づいて行われます。UTXOは、過去の取引によって生成されたもので、新しい取引の入力として使用されます。ビットコインの取引手数料は、取引サイズ（バイト数）とネットワークの混雑状況によって変動します。手数料が高いほど、取引が優先的に処理される可能性が高くなります。

3.2 イーサリアムの取引

イーサリアムの取引は、アカウントに基づいて行われます。イーサリアムには、外部アカウント（ユーザーが管理するアカウント）とコントラクトアカウント（スマートコントラクトが管理するアカウント）の2種類があります。イーサリアムの取引手数料は、Gasと呼ばれる単位で表されます。Gasは、スマートコントラクトの実行に必要な計算リソースの量を表します。Gasの価格は、ネットワークの混雑状況によって変動します。複雑なスマートコントラクトを実行するには、より多くのGasが必要になります。

4. スケーラビリティ

4.1 ビットコインのスケーラビリティ問題

ビットコインのブロックチェーンは、10分間に1つのブロックが生成されるように設計されています。このブロックサイズは1MBに制限されており、1秒間に処理できる取引数には限界があります。このため、ビットコインはスケーラビリティ問題に直面しています。スケーラビリティ問題を解決するために、SegWitやLightning Networkなどの技術が開発されています。

4.2 イーサリアムのスケーラビリティ問題と解決策

イーサリアムも、ビットコインと同様にスケーラビリティ問題に直面しています。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、シャーディング、レイヤー2ソリューション（Rollupsなど）などの技術が開発されています。シャーディングは、ブロックチェーンを複数のシャードに分割し、並行して処理することで、スループットを向上させる技術です。レイヤー2ソリューションは、ブロックチェーンの外で取引を処理し、その結果をブロックチェーンに記録することで、スケーラビリティを向上させる技術です。

5. その他の技術的な違い

• ハッシュ関数: ビットコインはSHA-256、イーサリアムはKeccak-256を使用
• ブロック生成時間: ビットコインは約10分、イーサリアムは約12秒（PoS移行後変動あり）
• プログラミング言語: ビットコインはScript、イーサリアムはSolidity
• アドレス形式: ビットコインとイーサリアムでは異なるアドレス形式を使用

6. 応用分野

6.1 ビットコインの応用分野

ビットコインは、主に価値の保存手段、デジタルゴールドとしての役割を担っています。また、国境を越えた送金手段としても利用されています。ビットコインの応用分野は、比較的限定的ですが、その信頼性とセキュリティは高く評価されています。

6.2 イーサリアムの応用分野

イーサリアムは、ビットコインよりも幅広い応用分野を持っています。DeFi（分散型金融）、NFT（非代替性トークン）、DAO（分散型自律組織）など、様々な分野でイーサリアムの技術が活用されています。イーサリアムは、ブロックチェーン技術の可能性を広げるプラットフォームとして、注目を集めています。

まとめ

ビットコインとイーサリアムは、どちらもブロックチェーン技術を基盤とする暗号資産ですが、その設計思想、機能、そして応用範囲には大きな違いがあります。ビットコインは、主に価値の保存手段としての役割を担い、イーサリアムは、スマートコントラクトを実行するためのプラットフォームとしての役割を担っています。それぞれの特徴を理解することで、暗号資産の世界をより深く理解することができます。今後の技術革新により、ビットコインとイーサリアムは、さらに進化し、私たちの社会に大きな影響を与えることが期待されます。