ETHアップグレードとは？新機能を解説

イーサリアム（ETH）は、ビットコインに次ぐ時価総額を誇る暗号資産であり、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、その進化の重要な要素が「アップグレード」です。本稿では、ETHアップグレードの概要、主要なアップグレードの種類、そして新機能について詳細に解説します。

1. アップグレードの必要性

イーサリアムは、当初からスケーラビリティ、セキュリティ、持続可能性といった課題を抱えていました。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、ガス代の高騰を招く要因となっていました。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は、膨大な電力消費を伴うため、環境負荷が高いという問題点も指摘されていました。これらの課題を解決し、イーサリアムをより実用的なプラットフォームへと進化させるために、アップグレードが不可欠となっています。

2. 主要なアップグレードの種類

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の一つであり、主に仮想マシンの改善とセキュリティ強化を目的としていました。具体的には、EVM（Ethereum Virtual Machine）の最適化、precompiled contractsの導入、そしてzk-SNARKsのサポートなどが含まれます。これらの変更により、スマートコントラクトの実行効率が向上し、プライバシー保護機能が強化されました。

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、ガス代の削減とEVMの改善に重点が置かれました。ガス代の削減は、DAppsの利用コストを低減し、より多くのユーザーがイーサリアムネットワークを利用できるようにすることを目的としていました。また、EVMの改善は、スマートコントラクトの開発を容易にし、より複雑なアプリケーションの構築を可能にしました。

2.3. Istanbul (イスタンブール)

2019年12月に実施されたIstanbulは、Constantinopleの続編であり、EVMの改善とセキュリティ強化をさらに進めました。具体的には、alt_bn128とalt_baby256の導入、そしてEVMのopcodeの追加などが含まれます。これらの変更により、暗号学的計算の効率が向上し、より高度なプライバシー保護機能が実現されました。

2.4. Berlin (ベルリン)

2021年4月に実施されたBerlinは、ガス代の削減とEVMの改善に焦点を当てたアップグレードでした。特に、selfdestruct opcodeの変更は、スマートコントラクトのセキュリティリスクを軽減し、ガス代を大幅に削減しました。また、EVMの改善は、スマートコントラクトの開発をより効率的にしました。

2.5. London (ロンドン)

2021年8月に実施されたLondonは、EIP-1559という重要な変更を導入しました。EIP-1559は、トランザクション手数料のメカニズムを変更し、ガス代の予測可能性を高め、ETHの供給量を調整する機能を追加しました。これにより、ETHの価値が安定し、ネットワークの持続可能性が向上しました。

2.6. 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いて最も重要なアップグレードの一つであり、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、環境負荷を軽減することができます。また、PoSは、ネットワークのセキュリティを向上させ、より効率的なトランザクション処理を可能にします。

3. 新機能の詳細解説

3.1. EIP-1559 (ロンドンアップグレード)

EIP-1559は、トランザクション手数料のメカニズムを根本的に変更しました。従来のオークション形式ではなく、base feeとpriority feeの二つの要素で構成されるようになりました。base feeは、ネットワークの混雑状況に応じて動的に調整され、priority feeは、トランザクションを優先的に処理するためにマイナーに支払われる手数料です。これにより、ガス代の予測可能性が高まり、ユーザーはより安心してトランザクションを実行できるようになりました。また、base feeはETHをバーン（焼却）されるため、ETHの供給量が減少する効果も期待できます。

3.2. プルーフ・オブ・ステーク (PoS) (ザ・マージ)

PoSは、トランザクションの検証者を「バリデーター」と呼び、バリデーターはETH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ます。バリデーターは、新しいブロックを提案し、トランザクションを検証することで報酬を得ることができます。PoSは、PoWと比較して電力消費量が大幅に少なく、環境負荷を軽減することができます。また、PoSは、ネットワークのセキュリティを向上させ、より効率的なトランザクション処理を可能にします。

3.3. シャーディング (今後のアップグレード)

シャーディングは、イーサリアムのスケーラビリティ問題を解決するための重要な技術であり、ネットワークを複数の「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ます。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大幅に向上します。シャーディングは、イーサリアムの将来的な成長にとって不可欠な要素であり、今後のアップグレードで実装される予定です。

3.4. Danksharding (シャーディングの進化形)

Dankshardingは、シャーディングの更なる進化形であり、データ可用性サンプリング（DAS）という技術を導入することで、シャーディングの効率を向上させます。DASは、すべてのデータをダウンロードする必要なく、一部のデータのみをサンプリングすることで、データの可用性を検証することができます。これにより、バリデーターの負担が軽減され、ネットワークのパフォーマンスが向上します。

4. アップグレードの影響

ETHアップグレードは、イーサリアムネットワーク全体に大きな影響を与えます。スケーラビリティの向上は、DAppsの利用コストを低減し、より多くのユーザーがイーサリアムネットワークを利用できるようにします。セキュリティの強化は、ネットワークの信頼性を高め、より安全な取引を可能にします。持続可能性の向上は、環境負荷を軽減し、より責任あるブロックチェーンプラットフォームへと進化させます。これらの影響は、イーサリアムの将来的な成長と普及にとって不可欠です。

5. まとめ

ETHアップグレードは、イーサリアムをより実用的なプラットフォームへと進化させるための重要なプロセスです。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、それぞれ異なる目的を持ち、イーサリアムネットワークの改善に貢献してきました。今後のアップグレードであるシャーディングとDankshardingは、スケーラビリティ問題を解決し、イーサリアムの将来的な成長を支えるでしょう。ETHアップグレードは、イーサリアムの可能性を最大限に引き出し、ブロックチェーン技術の普及を加速させるための重要な取り組みです。