イーサリアムアップグレード完全解説！

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。そのイーサリアムは、常に進化を続けており、様々なアップグレードが実施されてきました。本稿では、イーサリアムの主要なアップグレードについて、その背景、目的、技術的な詳細、そして今後の展望を網羅的に解説します。

1. イーサリアムの初期と課題

イーサリアムは、2015年にヴィタリック・ブテリンによって提唱され、ビットコインの持つスクリプト機能の拡張を目指しました。ビットコインが主に価値の保存手段としての役割を担うのに対し、イーサリアムはより汎用的なプラットフォームとして、様々なアプリケーションを構築することを可能にしました。しかし、初期のイーサリアムには、スケーラビリティ問題、高いガス代、セキュリティ上の懸念といった課題が存在しました。

1.1 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、ビットコインと同様にブロックチェーンの構造によって制限されていました。トランザクションが増加すると、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、いわゆるスケーラビリティ問題が発生しました。これにより、DAppsの利用体験が悪化し、イーサリアムの普及を阻害する要因となりました。

1.2 高いガス代

イーサリアム上でトランザクションを実行するには、ガス代と呼ばれる手数料を支払う必要があります。ガス代は、トランザクションの複雑さやネットワークの混雑状況によって変動します。ネットワークが混雑すると、ガス代が高騰し、DAppsの利用コストが増加するという問題がありました。

1.3 セキュリティ上の懸念

イーサリアムの初期のコンセンサスアルゴリズムは、Proof of Work（PoW）でした。PoWは、高いセキュリティを確保できる一方で、膨大な電力消費を伴うという課題がありました。また、スマートコントラクトの脆弱性を悪用したハッキング事件も発生し、セキュリティ上の懸念が高まりました。

2. 主要なアップグレード

イーサリアムは、これらの課題を解決するために、様々なアップグレードを実施してきました。以下に、主要なアップグレードについて解説します。

2.1 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、様々な改善が導入されました。具体的には、EIP-155（ガス代の計算方法の変更）、EIP-161（状態クリアのコスト削減）、EIP-198（precompiled contractsの導入）などが含まれます。これらの改善により、スマートコントラクトの効率化やセキュリティの向上が図られました。

2.2 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、Byzantiumの改善を引き継ぎ、さらなる最適化が行われました。EIP-128（ガス代の削減）、EIP-513（ガス代の削減）、EIP-145（ビット単位のガス代の削減）などが導入され、ガス代の削減に大きく貢献しました。

2.3 Istanbul (イスタンブール)

2019年12月に実施されたIstanbulは、Constantinopleに続くハードフォークであり、EIP-2028（アカウントの抽象化）、EIP-2200（型付きアドレスの導入）などが導入されました。これらの改善により、スマートコントラクトの開発効率の向上やセキュリティの強化が図られました。

2.4 Berlin (ベルリン)

2021年4月に実施されたBerlinは、ガス代の削減に焦点を当てたハードフォークであり、EIP-2565（トランザクションのタイプコードの導入）、EIP-2715（ストレージのコスト削減）などが導入されました。これにより、DAppsの利用コストがさらに削減されました。

2.5 London (ロンドン)

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（ガス代メカニズムの変更）が導入されました。EIP-1559により、トランザクション手数料の一部がバーン（焼却）されるようになり、イーサリアムの供給量が減少する効果が期待されています。また、ガス代の予測可能性が向上し、DAppsの利用体験が改善されました。

3. The Merge (ザ・マージ)

2022年9月に実施されたThe Mergeは、イーサリアムの歴史における最大の転換点であり、コンセンサスアルゴリズムをPoWからProof of Stake（PoS）に変更しました。PoSは、PoWと比較して電力消費量が大幅に少なく、環境負荷を低減することができます。また、PoSは、セキュリティを維持しながら、トランザクション処理能力を向上させる可能性を秘めています。

3.1 PoSの仕組み

PoSでは、トランザクションの検証者（バリデーター）は、イーサリアムを保有している量に応じて選出されます。バリデーターは、イーサリアムをステーキング（預け入れ）することで、ネットワークのセキュリティに貢献し、その見返りとして報酬を得ることができます。PoSは、PoWと比較して、よりエネルギー効率が高く、分散化されたネットワークを実現することができます。

3.2 The Mergeの影響

The Mergeは、イーサリアムのエネルギー消費量を99.95%削減し、環境負荷を大幅に低減しました。また、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、将来的なスケーラビリティ拡張の基盤が整いました。

4. 今後の展望

The Mergeの完了後も、イーサリアムのアップグレードは継続的に行われていく予定です。以下に、今後の主要なアップグレードについて解説します。

4.1 Surge (サージ)

Surge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ことを目的としたアップグレードであり、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シャード（断片）に分割し、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。

4.2 Scourge (スコード)

Scourgeは、イーサリアムのセキュリティをさらに強化することを目的としたアップグレードであり、悪意のあるバリデーターに対するペナルティを強化するなどの対策が導入されます。

4.3 Verge (バージ)

Vergeは、イーサリアムのプライバシー保護機能を強化することを目的としたアップグレードであり、zk-SNARKsなどのプライバシー保護技術が導入されます。

4.4 Purge (パージ)

Purgeは、イーサリアムのネットワークを整理し、不要なコードやデータを削除することを目的としたアップグレードであり、ネットワークの効率化を図ります。

5. まとめ

イーサリアムは、その誕生以来、様々なアップグレードを経て進化を続けてきました。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、セキュリティといった課題を解決し、DAppsの基盤としての地位を確立しました。今後のSurge、Scourge、Verge、Purgeといったアップグレードにより、イーサリアムはさらに進化し、より多くのユーザーに利用されるプラットフォームとなることが期待されます。イーサリアムの進化は、暗号資産業界全体に大きな影響を与え、Web3の未来を形作る上で重要な役割を担っていくでしょう。