イーサリアムで何が変わる？注目のアップグレード

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。分散型アプリケーション（DApps）の構築やスマートコントラクトの実行を可能にし、DeFi（分散型金融）やNFT（非代替性トークン）といった分野の発展を牽引してきました。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、そしてプルーフ・オブ・ワーク（PoW）による環境負荷といった課題を抱えていました。これらの課題を解決するため、イーサリアムは大規模なアップグレードを進めており、その中でも特に重要なのが「The Merge」（マージ）と、それに続く「Surge」（サージ）、「Scourge」（スコード）、「Splurge」（スプージ）といった段階的なアップグレードです。本稿では、これらのアップグレードがイーサリアムにどのような変化をもたらすのか、技術的な詳細を含めて解説します。

1. The Merge：コンセンサス層の移行

The Mergeは、イーサリアムのコンセンサス層をプルーフ・オブ・ワーク（PoW）からプルーフ・オブ・ステーク（PoS）へと移行するアップグレードです。PoWでは、マイナーが複雑な計算問題を解くことでブロックを生成し、ネットワークのセキュリティを維持していました。しかし、PoWは膨大な電力消費を伴うため、環境負荷が高いという問題がありました。一方、PoSでは、バリデーターと呼ばれる参加者がイーサリアムを預け入れ（ステーク）、その量に応じてブロック生成の権利を得ます。PoSはPoWに比べて電力消費が大幅に少なく、より環境に優しいコンセンサスアルゴリズムです。

The Mergeによって、イーサリアムのセキュリティは向上し、エネルギー効率は飛躍的に改善されました。また、PoSは、PoWよりも攻撃コストが高くなるため、ネットワークのセキュリティが強化されます。さらに、The Mergeは、今後のスケーラビリティ向上に向けた基盤を築くことにも貢献します。

1.1 Beacon Chainと実行層

The Mergeの実現には、Beacon Chainと呼ばれる新しいブロックチェーンが導入されました。Beacon Chainは、PoSコンセンサスを管理し、バリデーターのステークを追跡する役割を担います。The Merge以前のイーサリアムのメインネットは「実行層」と呼ばれ、スマートコントラクトの実行やトランザクションの処理を担当していました。The Mergeによって、実行層はBeacon Chainと連携し、PoSコンセンサスに基づいてブロックを生成するようになりました。

1.2 スラッシングとバリデーターの役割

PoSでは、バリデーターが不正な行為を行った場合、ステークしたイーサリアムが没収される「スラッシング」という仕組みがあります。スラッシングは、バリデーターが不正なブロックを生成したり、二重支払いを試みたりした場合に適用されます。スラッシングは、バリデーターが誠実にネットワークに参加するインセンティブとなり、ネットワークのセキュリティを維持する上で重要な役割を果たします。

2. Surge：スケーラビリティの向上

The Mergeによってイーサリアムのエネルギー効率は改善されましたが、スケーラビリティ問題は依然として残っています。イーサリアムのトランザクション処理能力は、1秒あたり約15件と限られており、ネットワークが混雑するとガス代が高騰する問題が発生します。Surgeは、このスケーラビリティ問題を解決するためのアップグレードです。

Surgeでは、シャーディングと呼ばれる技術が導入されます。シャーディングは、ブロックチェーンを複数の小さな断片（シャード）に分割し、各シャードが並行してトランザクションを処理することで、トランザクション処理能力を向上させる技術です。シャーディングによって、イーサリアムのトランザクション処理能力は飛躍的に向上し、ガス代も大幅に低下することが期待されます。

2.1 データ可用性サンプリング

シャーディングを効率的に運用するためには、データ可用性サンプリングと呼ばれる技術が重要になります。データ可用性サンプリングは、各シャードのデータが利用可能であることを検証する技術です。データ可用性サンプリングによって、ネットワーク参加者は、すべてのシャードのデータをダウンロードすることなく、データの可用性を確認することができます。

3. Scourge：悪意のあるデータの除去

Scourgeは、イーサリアムネットワークから悪意のあるデータや不要なデータを削除するためのアップグレードです。イーサリアムネットワークには、過去のトランザクション履歴やスマートコントラクトのコードなど、膨大な量のデータが蓄積されています。これらのデータの中には、悪意のあるデータや不要なデータが含まれている可能性があり、ネットワークのパフォーマンスを低下させる原因となります。Scourgeによって、これらの悪意のあるデータや不要なデータを削除し、ネットワークの効率を向上させることが期待されます。

3.1 EIP-4844：Proto-Danksharding

Scourgeの重要な要素の一つが、EIP-4844（Proto-Danksharding）です。EIP-4844は、データ可用性層を導入し、ロールアップと呼ばれるスケーリングソリューションの効率を向上させることを目的としています。ロールアップは、複数のトランザクションをまとめて1つのトランザクションとして処理することで、トランザクション処理能力を向上させる技術です。EIP-4844によって、ロールアップのデータ可用性が向上し、より多くのトランザクションを効率的に処理できるようになります。

4. Splurge：開発者体験の向上

Splurgeは、イーサリアムの開発者体験を向上させるためのアップグレードです。イーサリアムは、DAppsやスマートコントラクトの開発を可能にするプラットフォームですが、開発環境はまだ十分に成熟しているとは言えません。Splurgeによって、開発ツールやドキュメントが改善され、開発者がより簡単にDAppsやスマートコントラクトを開発できるようになることが期待されます。

4.1 EVMの改善

Splurgeでは、Ethereum Virtual Machine（EVM）と呼ばれるイーサリアムの仮想機械が改善されます。EVMは、スマートコントラクトのコードを実行する役割を担います。EVMの改善によって、スマートコントラクトの実行効率が向上し、開発者はより複雑なアプリケーションを開発できるようになります。

5. まとめ

イーサリアムのアップグレードは、スケーラビリティ問題の解決、エネルギー効率の改善、そして開発者体験の向上を目指した、長期的な計画です。The Mergeは、その第一段階として、コンセンサス層をPoSへと移行し、イーサリアムの基盤を強化しました。Surge、Scourge、Splurgeは、The Mergeに続く段階的なアップグレードであり、イーサリアムをよりスケーラブルで、効率的で、使いやすいプラットフォームへと進化させることを目指しています。これらのアップグレードが完了することで、イーサリアムは、DeFi、NFT、そしてWeb3といった分野のさらなる発展を牽引し、より多くの人々にブロックチェーン技術の恩恵をもたらすことが期待されます。イーサリアムの進化は、ブロックチェーン技術の未来を形作る上で、重要な役割を果たすでしょう。