イーサリアムアップグレードの最新情報

イーサリアムは、世界で最も活発なブロックチェーンプラットフォームの一つであり、分散型アプリケーション（DApps）やスマートコントラクトの開発と実行を可能にしています。その進化は絶えず続いており、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た様々なアップグレードが実施されています。本稿では、イーサリアムの主要なアップグレードとその最新情報について、技術的な詳細を含めて解説します。

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能力を必要とするため、エネルギー消費量が大きいという課題がありました。また、取引処理能力（TPS）が低く、ネットワークの混雑時にはガス代（取引手数料）が高騰するという問題も抱えていました。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、長年にわたり様々なアップグレードを計画・実施してきました。

2. 主要なアップグレードの概要

2.1. The Merge（合併）

The Mergeは、イーサリアムのコンセンサスアルゴリズムをPoWからプルーフ・オブ・ステーク（PoS）に変更する最も重要なアップグレードの一つです。PoSでは、取引の検証とブロックの生成に暗号資産の保有量（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、セキュリティを向上させることが期待されています。The Mergeは、2022年9月に完了し、イーサリアムの歴史における大きな転換点となりました。

2.2. Shanghai（上海）

Shanghaiは、The Merge後の最初の主要なアップグレードであり、PoSでステークしたイーサリアム（ETH）の引き出しを可能にするものです。The Merge以前は、ステークしたETHはロックされており、引き出すことができませんでした。Shanghaiの導入により、ステーカーはETHを自由に引き出すことができるようになり、イーサリアムのエコシステムにおける柔軟性が向上しました。また、上海アップグレードには、EVM（Ethereum Virtual Machine）の改善や、新しいopcodeの導入なども含まれています。

2.3. Capella（カペラ）

Capellaは、イーサリアムのコンセンサスレイヤーであるBeacon Chainのアップグレードです。Beacon Chainは、PoSのコンセンサスを管理し、イーサリアムのセキュリティを確保する役割を担っています。Capellaの導入により、Beacon Chainのパフォーマンスが向上し、将来のアップグレードに向けた基盤が強化されました。

2.4. Dencun（デンクン）

Dencunは、イーサリアムのスケーラビリティを向上させるためのアップグレードであり、EIP-4844（Proto-Danksharding）と呼ばれる技術を導入します。Proto-Dankshardingは、データ可用性サンプリングと呼ばれる技術を利用して、レイヤー2ソリューションのガス代を削減し、取引処理能力を向上させることを目的としています。Dencunは、2024年3月に完了しました。

3. アップグレードの詳細な技術解説

3.1. Proof of Stake（PoS）の仕組み

PoSでは、バリデーターと呼ばれるノードが取引を検証し、ブロックを生成します。バリデーターは、ETHをステークすることで、ネットワークに参加する資格を得ます。バリデーターは、不正な取引を検証したり、ネットワークのルールに違反したりした場合、ステークしたETHを没収される可能性があります。これにより、バリデーターは誠実な行動をとるインセンティブが与えられます。PoSは、PoWと比較して、エネルギー消費量が少なく、セキュリティが高いという利点があります。

3.2. Proto-Dankshardingの仕組み

Proto-Dankshardingは、データ可用性サンプリングと呼ばれる技術を利用して、レイヤー2ソリューションのガス代を削減します。データ可用性サンプリングでは、バリデーターは、すべての取引データをダウンロードする必要がなく、一部のデータをサンプリングして検証することができます。これにより、バリデーターの負担が軽減され、ガス代が削減されます。Proto-Dankshardingは、将来のDankshardingへの移行に向けた第一歩となります。

3.3. EVMの改善

EVMは、イーサリアム上でスマートコントラクトを実行するための仮想マシンです。EVMの改善は、スマートコントラクトのパフォーマンスを向上させ、新しい機能を導入することを目的としています。上海アップグレードでは、EVMのopcodeが追加され、スマートコントラクトの開発者がより効率的なコードを書けるようになりました。

4. 今後のアップグレード計画

4.1. Danksharding

Danksharding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ためのアップグレードであり、Proto-Dankshardingの拡張版です。Dankshardingでは、イーサリアムのネットワークを複数のシャードに分割し、各シャードが独立して取引を処理します。これにより、取引処理能力が大幅に向上し、ネットワークの混雑を緩和することが期待されています。

4.2. 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アップグレードです。Verkle Treesは、従来のMerkle Treesよりも効率的なデータ構造であり、状態サイズを大幅に削減することができます。これにより、ノードのストレージ要件が軽減され、ネットワークの分散性が向上することが期待されています。

4.3. Account Abstraction

Account Abstractionは、イーサリアムのアカウントの機能を拡張するためのアップグレードです。Account Abstractionにより、ユーザーは、スマートコントラクトをアカウントとして使用できるようになり、より柔軟な取引や認証が可能になります。これにより、ユーザーエクスペリエンスが向上し、イーサリアムの利用がより容易になることが期待されています。

5. アップグレードがもたらす影響

イーサリアムのアップグレードは、様々な影響をもたらします。The Mergeは、エネルギー消費量を大幅に削減し、イーサリアムの持続可能性を向上させました。Shanghaiは、ステークしたETHの引き出しを可能にし、イーサリアムのエコシステムにおける柔軟性を向上させました。Dencunは、レイヤー2ソリューションのガス代を削減し、取引処理能力を向上させました。今後のアップグレードは、イーサリアムのスケーラビリティ、セキュリティ、持続可能性をさらに向上させることが期待されています。

6. まとめ

イーサリアムは、常に進化を続けており、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た様々なアップグレードが実施されています。The Merge、Shanghai、Dencunなどの主要なアップグレードは、イーサリアムの性能を大幅に向上させ、将来のアップグレードに向けた基盤を強化しました。今後のDanksharding、Verkle Trees、Account Abstractionなどのアップグレードは、イーサリアムをより強力で使いやすいプラットフォームに進化させることが期待されます。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発展に大きく貢献し、分散型アプリケーションやスマートコントラクトの普及を促進するでしょう。