イーサリアム（ETH）の最新プロトコルアップデート解説

イーサリアムは、分散型アプリケーション（DApps）を構築するための基盤となるブロックチェーンプラットフォームです。その進化は、技術的な課題への対応と、よりスケーラブルで持続可能なネットワークの実現を目指して、継続的にプロトコルアップデートが行われています。本稿では、イーサリアムの主要なプロトコルアップデートについて、その背景、内容、影響を詳細に解説します。

1. イーサリアムの初期と課題

イーサリアムは、2015年にVitalik Buterinによって提唱され、ビットコインの課題を克服することを目指しました。ビットコインが主に価値の保存手段としての役割に焦点を当てているのに対し、イーサリアムはスマートコントラクトと呼ばれる自己実行型の契約をブロックチェーン上で実行できるという特徴を持ちます。これにより、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、セキュリティ、エネルギー消費といった課題が存在しました。特に、トランザクション処理能力の低さは、ネットワークの混雑を引き起こし、ガス代の高騰を招きました。また、The DAO事件のようなスマートコントラクトの脆弱性を突いたハッキング事件は、セキュリティ上の懸念を浮き彫りにしました。

2. Byzantium（ビザンティウム）アップデート

2017年10月に実施されたByzantiumアップデートは、イーサリアムの改善に向けた重要な一歩となりました。このアップデートでは、以下の点が主な変更点として挙げられます。

• EIP-155: Replay攻撃に対する保護を強化しました。これにより、異なるフォークチェーン間でのトランザクションの二重実行を防ぐことが可能になりました。
• EIP-156: 署名アルゴリズムのサポートを拡張し、より効率的な署名スキームの導入を可能にしました。
• EIP-161: スマートコントラクトのデプロイコストを削減し、開発者の負担を軽減しました。
• EIP-196: ガス代の計算方法を最適化し、トランザクションコストの予測可能性を高めました。

Byzantiumアップデートは、イーサリアムのセキュリティと効率性を向上させ、スマートコントラクトの開発を促進する上で貢献しました。

3. Constantinople（コンスタンティノープル）アップデート

2019年2月に実施されたConstantinopleアップデートは、Byzantiumアップデートの継続として、さらなる改善を目指しました。主な変更点は以下の通りです。

• EIP-121: スマートコントラクトのコードサイズ制限を緩和し、より複雑なアプリケーションの開発を可能にしました。
• EIP-145: ビット単位のシフト演算を導入し、スマートコントラクトの計算能力を向上させました。
• EIP-1077: ガス代の計算方法をさらに最適化し、トランザクションコストを削減しました。
• EIP-513: 資金調達のための新しいスマートコントラクトパターンを導入しました。

Constantinopleアップデートは、スマートコントラクトの開発環境を改善し、より多様なアプリケーションの実現を可能にしました。

4. Istanbul（イスタンブール）アップデート

2019年12月に実施されたIstanbulアップデートは、Constantinopleアップデートのフォローアップとして、さらなる最適化とセキュリティ強化を図りました。主な変更点は以下の通りです。

• EIP-1980: ガス代の計算方法を調整し、特定のスマートコントラクトの実行コストを削減しました。
• EIP-2028: スマートコントラクトのデプロイコストをさらに削減し、開発者の負担を軽減しました。
• EIP-2387: 署名アルゴリズムのサポートを拡張し、より安全な署名スキームの導入を可能にしました。
• EIP-2565: 資金調達のための新しいスマートコントラクトパターンを導入しました。

Istanbulアップデートは、イーサリアムの効率性とセキュリティを向上させ、スマートコントラクトの開発を促進する上で貢献しました。

5. Berlin（ベルリン）アップデート

2021年4月に実施されたBerlinアップデートは、ガス代の高騰を抑制し、ネットワークのスケーラビリティを向上させることを目的としました。主な変更点は以下の通りです。

• EIP-2565: 資金調達のための新しいスマートコントラクトパターンを導入しました。
• EIP-2718: スマートコントラクトのデプロイコストを削減し、開発者の負担を軽減しました。
• EIP-2929: ガス代の計算方法を調整し、特定のスマートコントラクトの実行コストを削減しました。

Berlinアップデートは、イーサリアムのトランザクションコストを削減し、より多くのユーザーがネットワークを利用できるようにする上で貢献しました。

6. London（ロンドン）アップデートとEIP-1559

2021年8月に実施されたLondonアップデートは、イーサリアムの経済モデルを根本的に変更するEIP-1559を導入しました。EIP-1559は、トランザクション手数料の仕組みを改善し、ガス代の予測可能性を高めることを目的としています。

従来のイーサリアムでは、トランザクション手数料は、ネットワークの混雑状況に応じてオークション形式で決定されていました。これにより、ガス代が急騰することがあり、ユーザーは高額な手数料を支払う必要がありました。EIP-1559では、ベースフィーと呼ばれる固定の手数料と、優先手数料と呼ばれるオプションの手数料を導入しました。ベースフィーは、ブロックの利用状況に応じて自動的に調整され、ネットワークの混雑状況に応じて変動します。優先手数料は、トランザクションを迅速に処理するためにユーザーが支払うオプションの手数料です。

EIP-1559の導入により、イーサリアムのトランザクション手数料は、より予測可能になり、ユーザーはより効率的にネットワークを利用できるようになりました。また、EIP-1559は、イーサリアムのETHを焼却する仕組みを導入し、ETHの供給量を減少させる効果も期待されています。

7. The Merge（ザ・マージ）とプルーフ・オブ・ステークへの移行

2022年9月に実施された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）に移行する歴史的なアップデートでした。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。PoSは、バリデーターがETHを預け入れ、その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。

The Mergeにより、イーサリアムのエネルギー消費量は大幅に削減され、より環境に優しいブロックチェーンプラットフォームとなりました。また、PoSは、PoWよりもセキュリティが高いとされており、イーサリアムのセキュリティも向上しました。The Mergeは、イーサリアムのスケーラビリティを向上させるための重要なステップであり、今後のさらなる改善への道を開きました。

8. 今後のアップデートと展望

The Merge以降も、イーサリアムの開発は継続的に行われています。今後の主要なアップデートとしては、以下のものが挙げられます。

• Sharding（シャーディング）: ブロックチェーンを複数のシャードに分割し、トランザクション処理能力を向上させる技術です。
• Verkle Trees（バークルトゥリーズ）: ブロックチェーンのデータ構造を改善し、ストレージ効率を向上させる技術です。
• Proto-Danksharding（プロト・ダンクシャーディング）: シャーディングの初期段階として、データ可用性サンプリングを導入し、ネットワークのスケーラビリティを向上させる技術です。

これらのアップデートにより、イーサリアムは、よりスケーラブルで、安全で、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ていくことが期待されます。

まとめ

イーサリアムは、その誕生以来、数々のプロトコルアップデート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デートは、イーサリアムのセキュリティ、効率性、スケーラビリティを向上させ、スマートコントラクトの開発を促進する上で貢献しました。今後のアップデートにより、イーサリアムは、分散型アプリケーションの基盤として、ますます重要な役割を担っていくでしょう。