イーサリアムアップグレードで期待される新機能まとめ

イーサリアムは、分散型アプリケーション（DApps）を構築するための主要なプラットフォームとして、その地位を確立してきました。しかし、スケーラビリティ、手数料、セキュリティといった課題も抱えており、これらの課題を解決するために、継続的なアップグレードが行われています。本稿では、イーサリアムの主要なアップグレード計画と、それによって期待される新機能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、ビットコインと同様にブロックチェーン技術を基盤としていますが、スマートコントラクトという独自の機能を持っています。スマートコントラクトは、事前に定義された条件が満たされた場合に自動的に実行されるプログラムであり、DAppsの構築を可能にします。しかし、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も必ずしも高いとは言えません。トランザクションが増加すると、ネットワークが混雑し、手数料が高騰する、処理速度が遅延するという問題が発生します。また、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るため、大量の電力を消費するという課題も抱えています。

2. The Merge（PoSへの移行）

イーサリアムのアップグレード計画において、最も重要なマイルストーンの一つがThe Mergeです。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・ステーク（PoS）に移行するものです。PoSは、PoWと比較して、電力消費量が少なく、スケーラビリティが高いという利点があります。PoSでは、トランザクションの検証者は、暗号資産を預け入れることで選ばれます。預け入れた暗号資産の量が多いほど、検証者として選ばれる確率が高くなります。The Mergeによって、イーサリアムのエネルギー効率は大幅に向上し、より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することが期待されます。

2.1 PoSの仕組み

PoSの基本的な仕組みは以下の通りです。

• バリデーターの選出: イーサリアムネットワーク上でトランザクションを検証し、ブロックを生成するバリデーターは、32 ETHをステーキング（預け入れ）する必要があります。
• ブロックの生成: バリデーターは、ネットワーク上で発生したトランザクションをまとめてブロックを生成します。
• ブロックの検証: 生成されたブロックは、他のバリデーターによって検証されます。
• 報酬の分配: 検証が完了したブロックは、ブロックチェーンに追加され、バリデーターは報酬を受け取ります。

2.2 The Mergeによる影響

The Mergeは、イーサリアムに以下のような影響を与えます。

• エネルギー消費の削減: PoWから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%以上削減されると予測されています。
• セキュリティの向上: PoSは、PoWと比較して、51%攻撃のリスクが低いと考えられています。
• ステーキングによる収益: ETHをステーキングすることで、バリデーターは報酬を得ることができます。

3. シャーディング

The Mergeに次いで重要なアップグレード計画がシャーディングです。シャーディングは、ブロックチェーンを複数の小さな断片（シャード）に分割することで、トランザクション処理能力を向上させる技術です。各シャードは、独立してトランザクションを処理するため、ネットワーク全体の処理能力が向上します。シャーディングによって、イーサリアムは、より多くのDAppsをサポートし、より多くのユーザーを処理できるようになります。

3.1 シャーディングの仕組み

シャーディングの基本的な仕組みは以下の通りです。

• シャードの分割: イーサリアムのブロックチェーンは、複数のシャードに分割されます。
• トランザクションの割り当て: 各トランザクションは、特定のシャードに割り当てられます。
• シャードの並行処理: 各シャードは、独立してトランザクションを処理します。
• クロスシャード通信: シャード間でトランザクションを送信するためのメカニズムが必要です。

3.2 シャーディングによる影響

シャーディングは、イーサリアムに以下のような影響を与えます。

• スケーラビリティの向上: シャーディングによって、イーサリアムのトランザクション処理能力は大幅に向上します。
• 手数料の削減: スケーラビリティの向上により、トランザクション手数料が削減される可能性があります。
• DAppsの多様化: より多くのDAppsをサポートできるようになります。

4. EIP-4844 (Proto-Danksharding)

EIP-4844は、シャーディングへの移行を円滑にするためのプロトコルです。これは、データ可用性サンプリング（DAS）と呼ばれる技術を導入し、シャードのデータ可用性を効率的に検証することを目的としています。EIP-4844は、ロールアップのスケーラビリティを向上させ、手数料を削減する効果が期待されています。

4.1 DASの仕組み

DASは、シャードのすべてのデータをダウンロードする代わりに、ランダムに選択されたデータサンプルをダウンロードして検証します。これにより、データ可用性の検証にかかるコストと時間を削減することができます。

4.2 EIP-4844による影響

EIP-4844は、イーサリアムに以下のような影響を与えます。

• ロールアップのスケーラビリティ向上: ロールアップのスケーラビリティが向上し、より多くのトランザクションを処理できるようになります。
• 手数料の削減: ロールアップの手数料が削減される可能性があります。
• シャーディングへの準備: シャーディングへの移行を円滑にするための基盤を構築します。

5. その他のアップグレード

上記以外にも、イーサリアムには様々なアップグレード計画があります。例えば、EIP-3855 (PUSH0 instruction) は、スマートコントラクトのガス消費量を削減し、EIP-3860 (Limit and meter reuse) は、スマートコントラクトの実行効率を向上させます。これらのアップグレードは、イーサリアムのパフォーマンスを向上させ、DAppsの開発をより容易にする効果が期待されます。

6. まとめ

イーサリアムは、The Merge、シャーディング、EIP-4844といった主要なアップグレード計画を通じて、スケーラビリティ、手数料、セキュリティといった課題の解決に取り組んでいます。これらのアップグレードが完了することで、イーサリアムは、より高性能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、DAppsのエコシステムをさらに発展させることが期待されます。これらの技術革新は、分散型金融（DeFi）、非代替性トークン（NFT）、その他の革新的なアプリケーションの可能性を広げ、Web3の未来を形作る上で重要な役割を果たすでしょう。イーサリアムの進化は、ブロックチェーン技術の成熟と普及を加速させ、社会全体に大きな影響を与える可能性があります。