イーサリアムのアップグレードで期待される変化

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。スマートコントラクトの実行能力を備え、分散型アプリケーション（DApps）の開発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、スケーラビリティ問題、高いガス代、そしてエネルギー消費量の多さといった課題を抱えてきました。これらの課題を解決し、より持続可能で効率的なプラットフォームへと進化させるため、イーサリアムは継続的なアップグレードを行っています。本稿では、イーサリアムの主要なアップグレード計画、特に「The Merge」（PoSへの移行）以降に期待される変化について、技術的な側面を中心に詳細に解説します。

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いました。PoWは、取引の検証とブロックの生成に膨大な計算資源を必要とするため、高いセキュリティを確保できる一方で、エネルギー消費量が非常に大きいという欠点があります。また、取引処理能力が限られているため、ネットワークが混雑するとガス代（取引手数料）が高騰し、DAppsの利用を妨げる要因となっていました。さらに、PoWの特性上、取引の確定に時間がかかるという問題もありました。

これらの課題を解決するため、イーサリアムの開発コミュニティは、長年にわたり様々なアップグレード計画を検討してきました。その中でも最も重要なのが、コンセンサスアルゴリズムをプルーフ・オブ・ステーク（PoS）に移行する「The Merge」です。

2. The Merge（PoSへの移行）の詳細

The Mergeは、イーサリアムのコンセンサスアルゴリズムをPoWからPoSへと移行する、歴史的なアップグレードです。PoSでは、取引の検証とブロックの生成に、計算資源ではなく、ネットワーク参加者が保有するイーサリアム（ETH）の量（ステーク）が利用されます。これにより、エネルギー消費量を大幅に削減し、スケーラビリティを向上させることが期待されています。

PoSの仕組みは以下の通りです。まず、ネットワーク参加者は、一定量のETHをステークすることで、バリデーター（検証者）としてネットワークに参加できます。バリデーターは、新しいブロックを提案し、既存のブロックを検証する役割を担います。ブロックの提案と検証が正しく行われたバリデーターには、報酬としてETHが与えられます。不正なブロックを提案したり、検証を怠ったりしたバリデーターは、ステークしたETHの一部を没収されるペナルティが科せられます。

The Mergeは、単にコンセンサスアルゴリズムを変更するだけでなく、イーサリアムのアーキテクチャ全体に大きな変化をもたらします。PoW時代には、実行層（Execution Layer）とコンセンサス層（Consensus Layer）が一体化していましたが、The Merge以降は、これらの層が分離されます。実行層は、スマートコントラクトの実行を担当し、コンセンサス層は、取引の検証とブロックの生成を担当します。この分離により、イーサリアムのモジュール性が向上し、将来的なアップグレードが容易になります。

3. The Merge以降に期待される変化

3.1. スケーラビリティの向上

The Mergeは、直接的にイーサリアムのスケーラビリティを向上させるわけではありません。しかし、PoSへの移行は、将来的なスケーラビリティソリューションの導入を容易にします。例えば、シャーディングと呼ばれる技術は、イーサリアムのブロックチェーンを複数のシャード（断片）に分割し、各シャードで並行して取引を処理することで、スケーラビリティを大幅に向上させることができます。シャーディングは、PoSの環境下でより効率的に実装できると考えられています。

3.2. ガス代の削減

The Mergeは、ガス代を直接的に削減するわけではありませんが、PoSへの移行は、将来的なガス代削減の可能性を高めます。例えば、EIP-1559と呼ばれるアップグレードは、取引手数料の仕組みを変更し、ガス代の予測可能性を高めるとともに、一部のガス代をETHのバーン（焼却）に回すことで、ETHの供給量を減らし、価値を向上させることが期待されています。EIP-1559は、PoSの環境下でより効果的に機能すると考えられています。

3.3. エネルギー消費量の削減

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ます。PoWでは、取引の検証とブロックの生成に膨大な計算資源が必要でしたが、PoSでは、計算資源ではなく、ステークされたETHが利用されるため、エネルギー消費量を99%以上削減できると試算されています。これにより、イーサリアムは、より環境に優しいブロックチェーンプラットフォームへと進化します。

3.4. セキュリティの向上

PoSは、PoWよりもセキュリティが高いと考えられています。PoWでは、51%攻撃と呼ばれる攻撃手法が存在します。これは、ネットワーク全体の計算能力の51%以上を掌握した攻撃者が、不正な取引を承認したり、過去の取引を書き換えたりできるというものです。PoSでは、51%攻撃を行うためには、ネットワーク全体のETHの51%以上を掌握する必要があり、そのコストが非常に高いため、攻撃が困難になります。

3.5. 分散性の向上

PoSは、PoWよりも分散性が高いと考えられています。PoWでは、マイニングプールと呼ばれる大規模なマイニンググループが、ネットワーク全体の計算能力の大部分を掌握しているため、ネットワークの分散性が損なわれる可能性があります。PoSでは、バリデーターは、比較的少量のETHをステークするだけでネットワークに参加できるため、より多くの人々がネットワークに参加しやすくなり、分散性が向上します。

4. その他のアップグレード計画

The Mergeは、イーサリアムのアップグレード計画の第一段階に過ぎません。The Merge以降も、イーサリアムは継続的にアップグレードされ、よりスケーラブルで効率的なプラットフォームへと進化していく予定です。主なアップグレード計画としては、以下のものが挙げられます。

• Surge: シャーディングの導入により、スケーラビリティを大幅に向上させます。
• Scourge: EIP-4844と呼ばれるアップグレードを導入し、ガス代を削減します。
• Verge: プライバシー保護技術を導入し、取引のプライバシーを向上させます。
• Purge: 不要なコードを削除し、イーサリアムのコードベースを整理します。

5. まとめ

イーサリアムのアップグレードは、ブロックチェーン技術の未来を形作る上で非常に重要な意味を持っています。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、スケーラビリティを向上させ、セキュリティを高めるための重要な一歩です。The Merge以降も、イーサリアムは継続的にアップグレードされ、より持続可能で効率的なプラットフォームへと進化していくでしょう。これらのアップグレードは、DAppsの開発者やユーザーにとって、より優れた体験を提供し、ブロックチェーン技術の普及を加速させることに貢献すると期待されます。イーサリアムの進化は、DeFi（分散型金融）、NFT（非代替性トークン）、Web3といった分野にも大きな影響を与え、新たなイノベーションを生み出す可能性を秘めています。