イーサリアムのアップグレード「ザ・マージ」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。そのイーサリアムは、長年にわたる開発を経て、2022年9月に「ザ・マージ」（The Merge）と呼ばれる大規模なアップグレードを完了しました。本稿では、この「ザ・マージ」がどのようなものであり、イーサリアムにどのような影響を与えたのか、詳細に解説します。

1. 「ザ・マージ」の背景：PoWからPoSへの移行

イーサリアムは当初、ビットコインと同様にプルーフ・オブ・ワーク（Proof of Work：PoW）と呼ばれるコンセンサスアルゴリズムを採用していました。PoWは、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する仕組みです。しかし、PoWには、膨大な電力消費、スケーラビリティの問題、トランザクション処理の遅延といった課題が存在していました。

これらの課題を解決するため、イーサリアムの開発チームは、プルーフ・オブ・ステーク（Proof of Stake：PoS）への移行を計画しました。PoSは、暗号資産の保有量（ステーク）に応じてブロック生成の権利が与えられる仕組みです。PoSは、PoWと比較して電力消費を大幅に削減し、スケーラビリティを向上させ、トランザクション処理を高速化することが期待されています。

「ザ・マージ」は、このPoSへの移行を実現するための最終段階であり、イーサリアムのメインネット（実行レイヤー）とビーコンチェーン（コンセンサスレイヤー）を統合するものでした。これにより、イーサリアムはPoWからPoSへとコンセンサスアルゴリズムを完全に移行しました。

2. ビーコンチェーンとは？

ビーコンチェーンは、イーサリアム2.0と呼ばれるアップグレード計画の一部として、2020年12月にローンチされた新しいブロックチェーンです。ビーコンチェーンは、PoSコンセンサスアルゴリズムを実装し、バリデーターと呼ばれるノードがステークを預けることでネットワークのセキュリティを維持します。ビーコンチェーンは、PoWのメインネットとは独立して動作し、PoSへの移行を準備するための役割を果たしていました。

ビーコンチェーンの主な機能は以下の通りです。

• PoSコンセンサスアルゴリズムの実装
• バリデーターの選出と報酬の分配
• スロットと呼ばれる時間間隔でブロックを生成
• シャードと呼ばれる複数のサブチェーンを管理（将来的なスケーラビリティ向上に貢献）

3. 「ザ・マージ」の技術的な詳細

「ザ・マージ」は、単にコンセンサスアルゴリズムを変更するだけでなく、イーサリアムのアーキテクチャを大きく変更するものでした。具体的には、以下の変更が行われました。

3.1. 実行レイヤーとコンセンサスレイヤーの分離

従来のイーサリアムは、実行レイヤー（スマートコントラクトの実行を担当）とコンセンサスレイヤー（ブロック生成とネットワークのセキュリティを担当）が一体化していました。「ザ・マージ」により、これらのレイヤーが分離され、それぞれが独立して動作するようになりました。実行レイヤーは、引き続きイーサリアム仮想マシン（EVM）上でスマートコントラクトを実行し、コンセンサスレイヤーは、ビーコンチェーン上でPoSコンセンサスアルゴリズムを実装します。

3.2. ビーコンチェーンとの統合

「ザ・マージ」の核心は、イーサリアムのメインネット（実行レイヤー）をビーコンチェーン（コンセンサスレイヤー）に統合することでした。これにより、イーサリアムはPoWからPoSへとコンセンサスアルゴリズムを移行し、ビーコンチェーンのセキュリティと機能を利用できるようになりました。

3.3. 難易度爆弾（Difficulty Bomb）の解除

イーサリアムには、PoWからPoSへの移行を促すために、難易度爆弾と呼ばれる仕組みが組み込まれていました。難易度爆弾は、ブロック生成の難易度を指数関数的に増加させ、PoWによるマイニングを困難にするものです。「ザ・マージ」の完了により、難易度爆弾は解除されました。

4. 「ザ・マージ」による影響

「ザ・マージ」は、イーサリアムに様々な影響を与えました。主な影響は以下の通りです。

4.1. 電力消費の削減

PoWからPoSへの移行により、イーサリアムの電力消費は大幅に削減されました。PoWでは、ブロック生成のために膨大な計算能力が必要でしたが、PoSでは、暗号資産の保有量に応じてブロック生成の権利が与えられるため、電力消費を大幅に抑えることができます。推定では、電力消費は99.95%以上削減されたとされています。

4.2. スケーラビリティの向上（将来的な展望）

「ザ・マージ」自体は、イーサリアムのスケーラビリティを直接的に向上させるものではありません。しかし、PoSへの移行は、将来的なスケーラビリティ向上に向けた重要なステップとなります。PoSは、シャードと呼ばれる複数のサブチェーンを導入することで、トランザクション処理能力を大幅に向上させることが期待されています。

4.3. セキュリティの向上

PoSは、PoWと比較して、51%攻撃と呼ばれるネットワーク攻撃に対する耐性が高いとされています。PoSでは、攻撃者がネットワークを支配するためには、暗号資産の51%以上を保有する必要があり、そのコストが非常に高いためです。

4.4. イーサリアムの経済モデルの変化

「ザ・マージ」により、イーサリアムの経済モデルも変化しました。PoWでは、マイナーがブロック生成の報酬としてETHを獲得していましたが、PoSでは、バリデーターがステークしたETHに対して報酬を獲得します。また、トランザクション手数料（ガス代）の一部がバリデーターに分配されるようになります。

5. 「ザ・マージ」後のイーサリアム

「ザ・マージ」の完了後、イーサリアムは新たな段階に入りました。現在、イーサリアムの開発チームは、スケーラビリティ向上、セキュリティ強化、ユーザーエクスペリエンスの改善などを目指し、さらなるアップグレードを計画しています。主な今後の計画は以下の通りです。

5.1. シャーディング

シャーディングは、イーサリアムのスケーラビリティを大幅に向上させるための重要な技術です。シャーディングにより、イーサリアムは、複数のサブチェーン（シャード）に分割され、それぞれのシャードが独立してトランザクションを処理できるようになります。これにより、トランザクション処理能力を大幅に向上させることができます。

5.2. プロトコル開発の継続

イーサリアムの開発チームは、プロトコルの改善を継続的に行っています。セキュリティ脆弱性の修正、パフォーマンスの最適化、新しい機能の追加など、様々な改善が行われています。

5.3. イーサリアムエコシステムの拡大

イーサリアムは、DAppsやスマートコントラクトの基盤として、活発なエコシステムを形成しています。DeFi（分散型金融）、NFT（非代替性トークン）、GameFi（ゲームファイナンス）など、様々な分野で革新的なアプリケーションが開発されています。イーサリアムの開発チームは、エコシステムの拡大を支援し、より多くの開発者やユーザーがイーサリアムに参加できるよう努めています。

まとめ

「ザ・マージ」は、イーサリアムの歴史における重要な転換点であり、PoWからPoSへの移行を実現しました。これにより、イーサリアムの電力消費は大幅に削減され、セキュリティが向上し、将来的なスケーラビリティ向上への道が開かれました。「ザ・マージ」は、イーサリアムをより持続可能で、スケーラブルで、安全なプラットフォームへと進化させるための重要な一歩と言えるでしょう。今後のイーサリアムの発展に期待が高まります。