イーサリアムアップグレードのポイント解説
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）やスマートコントラクトの基盤として広く利用されています。そのイーサリアムは、常に進化を続けており、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、その背景、目的、技術的な詳細、そして今後の展望について詳細に解説します。
1. イーサリアムの初期と課題
イーサリアムは、2015年にヴィタリック・ブテリンによって提唱され、ビットコインの持つスクリプト機能の拡張を目指しました。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、イーサリアムはより汎用的なプラットフォームとして、様々なアプリケーションを構築することを可能にしました。しかし、初期のイーサリアムには、スケーラビリティ問題、高いガス代、セキュリティ上の懸念といった課題が存在しました。これらの課題を解決するために、様々なアップグレードが計画・実施されてきました。
2. メトロポリス アップグレード
メトロポリスアップグレードは、2016年から2017年にかけて段階的に実施されたアップグレードであり、大きく分けて「Byzantium」と「Constantinople」の二つのハードフォークを含みます。
2.1 Byzantium
Byzantiumは、2017年10月に実施されたハードフォークであり、主にイーサリアム仮想マシン（EVM）の改善とセキュリティの強化を目的としていました。具体的には、以下の点が改善されました。
- EVMの最適化: EVMの実行効率が向上し、スマートコントラクトの実行速度が改善されました。
- Precompiled Contractsの導入: 特定の暗号学的演算を効率的に実行するためのPrecompiled Contractsが導入されました。これにより、スマートコントラクトの開発者は、より複雑な処理を効率的に実装できるようになりました。
- State Sizeの削減: イーサリアムの状態サイズを削減するための技術が導入されました。これにより、ノードのストレージ要件が軽減され、ネットワークの維持コストが削減されました。
2.2 Constantinople
Constantinopleは、2019年2月に実施されたハードフォークであり、ガス代の削減とEVMの改善を主な目的としていました。具体的には、以下の点が改善されました。
- ガス代の削減: スマートコントラクトの実行に必要なガス代が大幅に削減されました。これにより、DAppsの利用コストが低下し、より多くのユーザーが利用しやすくなりました。
- EVMの改善: EVMのopcodeが追加され、スマートコントラクトの開発者は、より柔軟なプログラミングが可能になりました。
- PoW報酬の調整: Proof-of-Work（PoW）の報酬が調整され、ブロック生成のインセンティブが維持されました。
3. イスタンブール アップグレード
イスタンブールアップグレードは、2019年12月に実施されたハードフォークであり、ガス代のさらなる削減とEVMの改善を目的としていました。このアップグレードは、Constantinopleの改善をさらに進めたものであり、以下の点が改善されました。
- ガス代の削減: ストレージ関連のガス代が大幅に削減されました。これにより、ストレージを多用するスマートコントラクトの実行コストが低下しました。
- EVMの改善: EVMのopcodeが追加され、スマートコントラクトの開発者は、より効率的なコードを記述できるようになりました。
- セキュリティの強化: スマートコントラクトのセキュリティを強化するための機能が導入されました。
4. ベールアップグレード (The Merge)
ベールアップグレードは、2022年9月に実施された歴史的なアップグレードであり、イーサリアムのコンセンサスアルゴリズムをProof-of-Work（PoW）からProof-of-Stake（PoS）へと移行しました。このアップグレードは、イーサリアムのスケーラビリティ問題とエネルギー消費量の問題を解決するための重要な一歩となりました。
4.1 PoSへの移行
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。PoSでは、ブロックを生成する権利は、暗号資産の保有量に応じて抽選されます。これにより、PoWのように膨大な計算資源を必要とせず、ブロック生成が可能になります。
4.2 EIP-1559
ベールアップグレードと同時に導入されたEIP-1559は、トランザクション手数料の仕組みを大きく変更しました。従来のイーサリアムでは、トランザクション手数料は、ネットワークの混雑状況に応じて変動していました。EIP-1559では、トランザクション手数料は、ベースフィーと優先手数料の二つの要素で構成されるようになりました。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、優先手数料は、トランザクションの優先度を上げ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向上し、ユーザーエクスペリエンスが改善されました。
5. シャンハイ アップグレード
シャンハイアップグレードは、2023年2月に実施されたアップグレードであり、ベールアップグレードで導入されたステークされたETHの引き出し機能を有効化しました。これにより、PoSに移行した際にETHをステークしたユーザーは、ETHを引き出すことができるようになりました。
5.1 ETHの引き出し機能
シャンハイアップグレードにより、ユーザーは、ステークされたETHを完全に引き出すか、一部を引き出すかを選択できるようになりました。ETHの引き出しには、一定の時間がかかりますが、ユーザーは、いつでもETHを引き出すことができるようになりました。
6. 今後のアップグレードと展望
イーサリアムの開発は、今後も継続的に行われます。現在計画されている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。
- Dencun: EIP-4844を導入し、Layer 2のスケーラビリティを向上させることを目的としています。
- Verkle Trees: イーサリアムの状態サイズを削減し、ノードのストレージ要件を軽減することを目的としています。
- Proto-Danksharding: シャーディング技術を導入し、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ています。
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、安全で、持続可能な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。イーサリアムは、DeFi（分散型金融）、NFT（非代替性トークン）、メタバースといった様々な分野で活用されており、その重要性は今後ますます高まっていくと考えられます。
7. まとめ
イーサリアムは、その誕生以来、様々なアップグレードを経て進化を続けてきました。メトロポリス、イスタンブール、ベール、シャンハイといった主要なアップグレードは、イーサリアムのスケーラビリティ問題、ガス代の問題、セキュリティ上の懸念といった課題を解決するための重要な一歩となりました。今後のアップグレードにより、イーサリアムは、より多くのユーザーにとって利用しやすく、より安全で、より持続可能な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。イーサリアムの進化は、暗号資産業界全体に大きな影響を与え、Web3の未来を形作る上で重要な役割を果たすでしょう。
