イーサリアムアップデートで期待される変化とは？

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。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、そして環境負荷といった課題を抱えてきました。これらの課題を解決し、イーサリアムを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に、大規模なアップデートが計画・実行されています。本稿では、イーサリアムのアップデートで期待される変化について、技術的な側面から詳細に解説します。

1. イーサリアム2.0（The Merge）とその影響

イーサリアムのアップデートは、段階的に進められており、その中でも最も重要なマイルストーンの一つが「イーサリアム2.0」です。イーサリアム2.0は、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）へと移行するものであり、2022年9月に「The Merge」と呼ばれるプロセスを経て完了しました。この移行は、イーサリアムの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を目的としています。

1.1 プルーフ・オブ・ステーク（PoS）とは

プルーフ・オブ・ステークは、暗号資産の保有量に応じてバリデーター（検証者）を選出し、ブロックの生成と検証を行うコンセンサスアルゴリズムです。PoWと比較して、PoSはエネルギー消費量が少なく、より環境に優しいとされています。また、PoSは、51%攻撃のリスクを軽減し、ネットワークのセキュリティを向上させる効果も期待されています。The Mergeによって、イーサリアムはPoSへと移行し、エネルギー効率を大幅に改善しました。

1.2 The Mergeによる具体的な変化

The Mergeによって、イーサリアムのトランザクション処理能力は直接的には向上しませんでしたが、エネルギー消費量を99.95%以上削減することに成功しました。これにより、イーサリアムは、環境負荷の少ない持続可能なプラットフォームへと進化しました。また、The Mergeは、今後のスケーラビリティ改善のための基盤を構築しました。具体的には、シャーディングと呼ばれる技術の導入を可能にし、トランザクション処理能力の大幅な向上を目指しています。

2. シャーディングによるスケーラビリティ向上

イーサリアムのスケーラビリティ問題は、トランザクション処理能力の限界に起因します。現在のイーサリアムは、1秒あたり約15トランザクションしか処理できません。この処理能力では、DAppsの普及やスマートコントラクトの利用拡大に対応することができません。シャーディングは、この問題を解決するための重要な技術です。

2.1 シャーディングの仕組み

シャーディングは、データベースを複数のシャード（断片）に分割し、それぞれのシャードを並行して処理することで、全体の処理能力を向上させる技術です。イーサリアムにおけるシャーディングは、ネットワークを複数のシャードに分割し、それぞれのシャードで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大幅に向上させることを目指しています。各シャードは、独立してブロックを生成し、検証を行うため、ネットワーク全体の負荷を分散することができます。

2.2 シャーディングの導入段階

シャーディングの導入は、段階的に進められています。最初の段階では、データシャーディングが導入され、トランザクションデータを複数のシャードに分割します。次の段階では、ステートシャーディングが導入され、イーサリアムの状態（アカウント残高やスマートコントラクトの状態など）を複数のシャードに分割します。ステートシャーディングの導入により、トランザクション処理能力はさらに向上すると期待されています。

3. EIP-4844（Proto-Danksharding）とその効果

EIP-4844は、シャーディングの導入に向けた重要なステップであり、「Proto-Danksharding」とも呼ばれています。EIP-4844は、データ可用性レイヤーを導入し、ロールアップのトランザクションコストを削減す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の導入により、ロールアップのトランザクションコストが削減され、DAppsの利用がより容易になると期待されています。

3.1 データ可用性レイヤーとは

データ可用性レイヤーは、トランザクションデータを安全に保存し、検証するためのレイヤーです。EIP-4844では、新しいデータ可用性レイヤーである「blob」が導入されます。blobは、一時的なデータ保存に適しており、ロールアップのトランザクションデータを効率的に保存することができます。これにより、ロールアップのトランザクションコストを大幅に削減することができます。

3.2 EIP-4844の導入スケジュール

EIP-4844は、2024年中に導入される予定です。EIP-4844の導入により、ロールアップのトランザクションコストが削減され、DAppsの利用がより容易になると期待されています。また、EIP-4844は、シャーディングの導入に向けた技術的な基盤を構築し、今後のスケーラビリティ改善を加速させると考えられます。

4. その他のアップデートと改善点

イーサリアムのアップデートは、The Merge、シャーディング、EIP-4844以外にも、様々なものが計画・実行されています。例えば、EVM（Ethereum Virtual Machine）の改善、スマートコントラクトのセキュリティ向上、そして開発者ツールの改善などが挙げられます。

4.1 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実行効率を向上させ、ガス代を削減することを目的としています。EVMの改善には、新しい命令セットの導入や、コンパイラの最適化などが含まれます。

4.2 スマートコントラクトのセキュリティ向上

スマートコントラクトは、一度デプロイされると変更することができません。そのため、スマートコントラクトのセキュリティは非常に重要です。イーサリアムの開発コミュニティは、スマートコントラクトのセキュリティを向上させるために、様々なツールや技術を開発しています。例えば、静的解析ツールや、形式検証ツールなどが挙げられます。

4.3 開発者ツールの改善

イーサリアムの開発をより容易にするために、開発者ツールの改善も進められています。例えば、新しいIDE（統合開発環境）の開発や、デバッグツールの改善などが挙げられます。これらのツールを改善することで、より多くの開発者がイーサリアム上でDAppsを開発できるようになると期待されています。

5. まとめ

イーサリアムのアップデートは、スケーラビリティ問題、高いガス代、そして環境負荷といった課題を解決し、イーサリアムを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ことを目的としています。The MergeによるPoSへの移行は、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ました。シャーディングとEIP-4844は、トランザクション処理能力を大幅に向上させ、ガス代を削減すると期待されています。これらのアップデートにより、イーサリアムは、DAppsの普及やスマートコントラクトの利用拡大を促進し、Web3の未来を牽引していくでしょう。今後のイーサリアムの進化に注目が集まります。