イーサリアム（ETH）アップグレードで注目の機能について

イーサリアムは、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）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、様々なアップグレードが実施されてきました。本稿では、イーサリアムのアップグレードで注目される機能について、技術的な詳細を含めて解説します。

1. イーサリアム2.0（Serenity）の概要

イーサリアム2.0は、イーサリアムの長期的なスケーラビリティ、セキュリティ、持続可能性を向上させるための大規模なアップグレード計画です。このアップグレードは、複数の段階に分けて実施されており、その中心となるのは、コンセンサスアルゴリズムの変更とシャーディングの導入です。

1.1. コンセンサスアルゴリズムの変更（PoWからPoSへ）

従来のイーサリアムは、プルーフ・オブ・ワーク（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、計算能力を競い合う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は、膨大な電力消費とスケーラビリティの問題を抱えていました。

イーサリアム2.0では、プルーフ・オブ・ステーク（PoS）と呼ばれるコンセンサスアルゴリズムに移行します。PoS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ることができます。

PoSの具体的な仕組みとしては、バリデーターと呼ばれるノードが、ETHをステーキング（預け入れ）することで、ブロック生成の権利を得ます。バリデーターは、ブロックを生成し、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。不正なブロックを生成した場合、ステーキングされたETHは没収されます。

1.2. シャーディングの導入

シャーディングは、ブロックチェーンを複数の断片（シャード）に分割し、並行してトランザクションを処理する技術です。シャーディングを導入することで、ネットワーク全体の処理能力を向上させることができます。

従来のイーサリアムでは、すべてのノードがすべてのトランザクションを処理する必要がありました。しかし、シャーディングを導入することで、各ノードは、特定のシャードのトランザクションのみを処理すればよくなります。これにより、ネットワーク全体の負荷を分散し、スケーラビリティを向上させることができます。

シャーディングの導入には、クロスシャーディング通信という課題があります。クロスシャーディング通信とは、異なるシャード間でトランザクションを処理する仕組みです。イーサリアム2.0では、様々なクロスシャーディング通信の技術が検討されており、その中でも、ビーコンチェーンと呼ばれる特別なチェーンが重要な役割を果たします。

2. EIP-1559とガス代の変動

EIP-1559は、イーサリアムのトランザクション手数料（ガス代）の仕組みを改善するための提案です。従来のイーサリアムでは、ガス代は、トランザクションの優先度に応じて入札形式で決定されていました。しかし、この仕組みは、ガス代の高騰を招き、DAppsの利用を妨げる要因となっていました。

EIP-1559では、ベースフィーと呼ばれる固定のガス代と、優先フィーと呼ばれるトランザクションの優先度に応じて変動するガス代の2種類を導入します。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ガス代が変動します。優先フィーは、トランザクションを迅速に処理するために、ユーザーが任意に支払うことができます。

EIP-1559の導入により、ガス代の予測可能性が向上し、DAppsの利用が促進されることが期待されています。また、EIP-1559では、ETHの一部がバーン（焼却）される仕組みも導入されており、ETHの供給量を減らし、価値を向上させる効果も期待されています。

3. イーサリアム仮想マシン（EVM）の改善

イーサリアム仮想マシン（EVM）は、イーサリアム上で動作するスマートコントラクトを実行するための仮想マシンです。EVMは、イーサリアムの重要なコンポーネントであり、その性能は、DAppsのパフォーマンスに大きく影響します。

イーサリアムのアップグレードでは、EVMの性能を向上させるための様々な改善が実施されています。例えば、EVMのopcode（命令）の最適化や、ガスの消費量を削減するための技術が導入されています。また、EVMのセキュリティを向上させるための対策も講じられています。

EVMの改善により、DAppsの実行速度が向上し、ガス代が削減されることが期待されています。また、EVMのセキュリティが向上することで、DAppsの信頼性が高まります。

4. その他の注目機能

4.1. ソーシャルリカバリー

ソーシャルリカバリーは、秘密鍵を紛失した場合に、信頼できる第三者を通じてアカウントを回復する仕組みです。従来のイーサリアムでは、秘密鍵を紛失すると、アカウントにアクセスできなくなり、ETHを失うリスクがありました。ソーシャルリカバリーを導入することで、秘密鍵を紛失した場合でも、アカウントを回復できる可能性が高まります。

4.2. プライバシー保護技術

イーサリアムでは、プライバシー保護技術の研究開発が進められています。例えば、zk-SNARKsと呼ばれる技術を用いることで、トランザクションの内容を秘匿しつつ、トランザクションの正当性を検証することができます。プライバシー保護技術を導入することで、DAppsの利用者のプライバシーを保護し、より安全な環境を提供することができます。

4.3. スケーリングソリューションとの連携

イーサリアムのスケーラビリティ問題を解決するために、レイヤー2と呼ばれるスケーリングソリューションが開発されています。レイヤー2は、イーサリアムのメインチェーンとは別に、トランザクションを処理するチェーンです。レイヤー2を用いることで、イーサリアムのメインチェーンの負荷を軽減し、スケーラビリティを向上させることができます。イーサリアムのアップグレードでは、レイヤー2との連携を強化するための取り組みが進められています。

5. まとめ

イーサリアムのアップグレードは、そのスケーラビリティ、セキュリティ、持続可能性を向上させるための重要な取り組みです。コンセンサスアルゴリズムの変更、シャーディングの導入、EIP-1559の導入、EVMの改善など、様々な機能が導入されており、これらの機能は、DAppsの利用を促進し、イーサリアムのエコシステムを活性化することが期待されます。今後も、イーサリアムは、常に進化を続け、分散型アプリケーションの基盤として、その役割を拡大していくでしょう。