イーサリアムは何が変わる？アップグレードの詳細まとめ
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、複雑なプログラミング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、イーサリアムは長年にわたり大規模なアップグレードを進めてきました。本稿では、イーサリアムのアップグレードの概要、具体的な変更点、そして今後の展望について詳細に解説します。
1. イーサリアムの現状と課題
イーサリアムは、2015年にヴィタリック・ブテリンによって提唱された分散型プラットフォームです。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、スマートコントラクトと呼ばれるプログラムを実行できる点が特徴です。スマートコントラクトは、特定の条件が満たされた場合に自動的に実行される契約であり、金融、サプライチェーン管理、投票システムなど、様々な分野での応用が期待されています。
しかし、イーサリアムは、以下の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、ビットコインよりも高いものの、依然として限られています。トランザクションが増加すると、ネットワークが混雑し、処理速度が低下する問題が発生していました。
- 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。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していました。
- 複雑なプログラミング: イーサリアムのスマートコントラクトは、Solidityと呼ばれるプログラミング言語で記述されます。Solidityは、他のプログラミング言語に比べて複雑であり、開発者の学習コストが高いという課題がありました。
2. アップグレードの概要：The MergeとBeyond
イーサリアムのアップグレードは、大きく分けて「The Merge」と「Beyond」の二つの段階に分けられます。
2.1 The Merge (PoWからPoSへの移行)
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）に移行するものです。PoW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、トランザクションを検証する仕組みです。一方、PoSは、バリデーターと呼ばれる参加者が、イーサリアムを保有している量に応じてブロックを生成し、トランザクションを検証する仕組みです。
PoSへの移行により、以下のメリットが期待されます。
- エネルギー効率の向上: PoWは、大量の電力を消費する計算問題を解く必要があるため、環境負荷が高いという問題がありました。PoSは、計算問題を解く必要がないため、エネルギー効率が大幅に向上します。
- セキュリティの向上: PoSは、攻撃者がネットワークを支配するために、イーサリアムの51%以上を保有する必要があるため、PoWよりもセキュリティが高いと考えられています。
- スケーラビリティの向上: PoSは、PoWよりもトランザクション処理能力が高いため、スケーラビリティ問題の解決に貢献します。
2.2 Beyond (スケーリングソリューションとEVMの改善)
The Mergeの後、イーサリアムは、スケーリングソリューションとEVM（Ethereum Virtual Machine）の改善に焦点を当てたアップグレードを進めています。スケーリングソリューションは、イーサリアムのトランザクション処理能力を向上させるための技術であり、レイヤー2ソリューションと呼ばれるものが主流です。レイヤー2ソリューションは、イーサリアムのメインチェーン（レイヤー1）の上に構築され、トランザクションをオフチェーンで処理することで、ネットワークの混雑を緩和し、ガス代を削減します。
主なレイヤー2ソリューションには、以下のものがあります。
- ロールアップ: 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メインチェーンに記録する技術です。Optimistic RollupsとZK-Rollupsの2種類があります。
- サイドチェーン: サイドチェーンは、イーサリアムとは独立したブロックチェーンであり、イーサリアムとの間で資産を移動することができます。
- ステートチャネル: ステートチャネルは、2者間のトランザクションをオフチェーンで処理する技術です。
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、開発者の利便性を高めることを目的としています。EVMの改善により、スマートコントラクトのガス代を削減し、複雑なアプリケーションの開発を容易にすることができます。
3. 具体的な変更点
3.1 コンセンサスアルゴリズムの変更
The Mergeにより、イーサリアムのコンセンサスアルゴリズムは、PoWからPoSに移行しました。これにより、マイニングは廃止され、バリデーターがブロックを生成し、トランザクションを検証するようになりました。バリデーターは、32 ETHをステーキングすることで、ネットワークに参加することができます。ステーキングとは、イーサリアムをネットワークに預け、その見返りに報酬を得る仕組みです。
3.2 ガス代の削減
The Mergeとレイヤー2ソリューションの導入により、イーサリアムのガス代は大幅に削減されました。特に、レイヤー2ソリューションは、ガス代を100分の1以下に削減できる場合があります。ガス代の削減により、DAppsの利用コストが低下し、より多くのユーザーがイーサリアムを利用できるようになりました。
3.3 スケーラビリティの向上
The Mergeとレイヤー2ソリューションの導入により、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。レイヤー2ソリューションは、イーサリアムのトランザクション処理能力を数千倍に向上させることができます。スケーラビリティの向上により、ネットワークの混雑が緩和され、トランザクションの処理速度が向上しました。
3.4 EVMの改善
EVMの改善により、スマートコントラクトの実行効率が向上し、開発者の利便性が高まりました。EVMの改善により、スマートコントラクトのガス代を削減し、複雑なアプリケーションの開発を容易にすることができます。例えば、EVMの新しいバージョンでは、スマートコントラクトのコードサイズを削減し、実行時間を短縮することができます。
4. 今後の展望
イーサリアムのアップグレードは、まだ完了していません。今後も、スケーリングソリューションの改善、EVMの改善、そして新たな機能の追加が進められる予定です。特に、シャーディングと呼ばれる技術は、イーサリアムのスケーラビリティをさらに向上させる可能性を秘めています。シャーディングは、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、各シャードでトランザクションを並行して処理する技術です。
また、イーサリアムは、DeFi（分散型金融）やNFT（非代替性トークン）といった分野での応用が拡大しており、今後もこれらの分野での成長が期待されます。DeFiは、従来の金融システムを代替する可能性を秘めており、NFTは、デジタルアートやゲームなどの分野で新たな価値を生み出す可能性があります。
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、高いガス代、複雑なプログラミングといった課題を解決し、より持続可能でスケーラブルなプラットフォームへと進化させるための重要な取り組みです。The MergeによるPoSへの移行は、エネルギー効率の向上、セキュリティの向上、そしてスケーラビリティの向上に貢献しました。また、レイヤー2ソリューションの導入とEVMの改善は、ガス代の削減とトランザクション処理能力の向上を実現しました。今後の展望としては、シャーディング技術の導入やDeFi、NFTといった分野での応用拡大が期待されます。イーサリアムは、今後も分散型アプリケーションの基盤として、そしてWeb3の発展に貢献していくでしょう。
