イーサリアムアップグレードの特徴と効果

はじめに

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持ち、分散型アプリケーション（DApps）の開発を可能にしました。しかし、初期の設計上の課題から、スケーラビリティ問題や高いガス代といった問題に直面してきました。これらの課題を克服するため、イーサリアムは継続的に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とその効果について、技術的な側面を含めて詳細に解説します。

イーサリアムの初期の課題

イーサリアムは、その革新的な機能にもかかわらず、いくつかの重要な課題を抱えていました。

• スケーラビリティ問題: イーサリアムのトランザクション処理能力は、ビットコインと比較して向上しているものの、大量のトランザクションが発生すると、ネットワークが混雑し、トランザクションの処理速度が低下する問題がありました。
• 高いガス代: ネットワークの混雑は、トランザクションを実行するために必要なガス代の高騰を引き起こしました。これにより、DAppsの利用コストが増加し、ユーザーの参入障壁となりました。
• プルーフ・オブ・ワーク(PoW)のエネルギー消費: 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、トランザクションの検証に大量の計算資源を必要とし、環境負荷が高いという問題がありました。

主要なアップグレード

1. Byzantium (ビザンティウム)

2017年10月に実施されたByzantiumは、イーサリアムのハードフォークであり、いくつかの重要な改善をもたらしました。

• EIP-155: ガス代の計算方法を改善し、トランザクションのコストを削減しました。
• EIP-161: スマートコントラクトのデプロイメントコストを削減しました。
• EIP-198: スマートコントラクトの実行時間を制限し、DoS攻撃のリスクを軽減しました。

Byzantiumは、イーサリアムの効率性とセキュリティを向上させ、DAppsの開発を促進する基盤を築きました。

2. Constantinople (コンスタンティノープル)

2019年2月に実施されたConstantinopleも、ハードフォークであり、さらなる改善が加えられました。

• EIP-1283: ガス代の削減を継続し、スマートコントラクトの実行コストを削減しました。
• EIP-145: ビットワイズシフト演算を導入し、スマートコントラクトの機能を拡張しました。
• EIP-152: スマートコントラクトのデプロイメントコストをさらに削減しました。

Constantinopleは、イーサリアムの経済性を向上させ、より複雑なDAppsの開発を可能にしました。

3. Istanbul (イスタンブール)

2019年12月に実施されたIstanbulは、Constantinopleのフォローアップであり、さらなる最適化が行われました。

• EIP-2028: ガス代の削減を継続し、スマートコントラクトの実行コストを削減しました。
• EIP-2200: スマートコントラクトのデプロイメントコストを削減しました。
• EIP-2462: スマートコントラクトのデバッグを容易にするための機能を追加しました。

Istanbulは、イーサリアムのパフォーマンスを向上させ、開発者の利便性を高めました。

4. Berlin (ベルリン)

2021年4月に実施されたBerlinは、ガス代の削減に重点を置いたアップグレードでした。

• EIP-2565: スマートコントラクトのデプロイメントコストを削減しました。
• EIP-2718: スマートコントラクトの実行コストを削減しました。
• EIP-2929: スマートコントラクトのガス代の計算方法を改善しました。

Berlinは、イーサリアムの経済性を向上させ、DAppsの利用コストを削減しました。

5. London (ロンドン) – EIP-1559

2021年8月に実施されたLondonは、最も重要なアップグレードの一つであり、EIP-1559という提案が含まれていました。EIP-1559は、トランザクション手数料のメカニズムを根本的に変更しました。

• ベースフィー: トランザクションの優先度に関わらず、ネットワークの混雑状況に応じて自動的に調整される手数料です。
• チップ(優先手数料): トランザクションを優先的に処理してもらうために、ユーザーがマイナーに支払う手数料です。
• ETHのバーン: ベースフィーはETHをバーン（焼却）することで、ETHの供給量を減らし、価値を向上させる効果が期待されています。

EIP-1559は、ガス代の予測可能性を高め、ETHの供給量を減らすことで、イーサリアムの経済モデルを改善しました。

6. The Merge (ザ・マージ) – PoSへの移行

2022年9月に実施されたThe Mergeは、イーサリアムのコンセンサスアルゴリズムをプルーフ・オブ・ワーク（PoW）からプルーフ・オブ・ステーク（PoS）に移行する、歴史的なアップグレードでした。

• プルーフ・オブ・ステーク(PoS): トランザクションの検証に、ETHをステーク（預け入れ）することで、ネットワークのセキュリティを維持する仕組みです。PoWと比較して、エネルギー消費量が大幅に削減されます。
• エネルギー効率の向上: PoSへの移行により、イーサリアムのエネルギー消費量は99.95%以上削減され、環境負荷が大幅に軽減されました。
• セキュリティの向上: PoSは、PoWよりも攻撃コストが高く、ネットワークのセキュリティを向上させると考えられています。

The Mergeは、イーサリアムの持続可能性を高め、環境への影響を軽減し、ネットワークのセキュリティを向上させました。

アップグレードの効果

これらのアップグレードは、イーサリアムに様々な効果をもたらしました。

• スケーラビリティの向上: レイヤー2ソリューションとの組み合わせにより、イーサリアムのスケーラビリティは大幅に向上しました。
• ガス代の削減: EIP-1559やその他のアップグレードにより、ガス代の予測可能性が高まり、平均的なガス代も削減されました。
• エネルギー効率の向上: The Mergeにより、イーサリアムのエネルギー消費量は大幅に削減され、環境負荷が軽減されました。
• セキュリティの向上: PoSへの移行により、イーサリアムのセキュリティが向上しました。
• DAppsの開発促進: これらの改善により、DAppsの開発が容易になり、より多くのユーザーがDAppsを利用できるようになりました。

今後の展望

イーサリアムは、今後も継続的にアップグレードを行い、さらなる改善を目指しています。今後の主要なアップグレードとしては、以下のものが挙げられます。

• Sharding (シャーディング): ネットワークを複数のシャードに分割し、トランザクション処理能力を向上させる技術です。
• Verkle Trees (バークルトゥリーズ): イーサリアムの状態サイズを削減し、ノードの同期時間を短縮する技術です。

まとめ

イーサリアムは、初期の課題を克服するために、継続的にアップグレードを行ってきました。Byzantium、Constantinople、Istanbul、Berlin、London、そしてThe Merge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、ガス代、エネルギー効率、セキュリティを向上させ、DAppsの開発を促進しました。今後のアップグレードにより、イーサリアムは、より強力で持続可能なブロックチェーン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。これらの技術革新は、分散型金融（DeFi）や非代替性トークン（NFT）といった分野の発展を支え、Web3の実現に貢献していくでしょう。