イーサリアム（ETH）のアップグレードがもたらす変革とは？

イーサリアムは、ビットコインに次ぐ時価総額を誇る暗号資産であり、単なるデジタル通貨にとどまらず、分散型アプリケーション（DApps）やスマートコントラクトを構築するためのプラットフォームとして、金融、サプライチェーン、ゲームなど、多岐にわたる分野で革新をもたらしています。しかし、イーサリアムは、スケーラビリティ問題、高いガス代、環境負荷といった課題を抱えてきました。これらの課題を克服し、さらなる発展を遂げるために、イーサリアムは継続的なアップグレードを行っています。本稿では、イーサリアムの主要なアップグレードとその変革について、技術的な側面を含め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、2015年にヴィタリック・ブテリンによって提唱された分散型プラットフォームです。ビットコインが主に価値の保存手段としての役割を担うのに対し、イーサリアムは、スマートコントラクトと呼ばれる自動実行可能な契約をブロックチェーン上に記録し、実行することを可能にしました。これにより、仲介者を介さずに、安全かつ透明性の高い取引やアプリケーションの構築が可能になりました。

しかし、イーサリアムは、以下の課題を抱えていました。

• スケーラビリティ問題: 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限られており、ネットワークの混雑時にはトランザクションの処理が遅延したり、ガス代が高騰したりする問題が発生していました。
• 高いガス代: スマートコントラクトの実行には、ガスと呼ばれる手数料が必要であり、ネットワークの混雑時にはガス代が非常に高くなることがありました。これにより、DAppsの利用コストが増加し、ユーザーの参入障壁となる可能性がありました。
• 環境負荷: イーサリアムは、当初、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、大量の電力消費を伴うため、環境負荷が高いという批判がありました。

2. 主要なアップグレード：The Merge（マージ）

イーサリアムのアップグレードの中でも最も重要なものの一つが、2022年9月15日に実施された「The Merge（マージ）」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・ワーク（PoW）からプルーフ・オブ・ステーク（PoS）へと移行するものでした。

プルーフ・オブ・ステーク（PoS）とは: PoSは、暗号資産の保有量（ステーク）に応じて、トランザクションの検証者（バリデーター）を選出するコンセンサスアルゴリズムです。PoWと比較して、電力消費量が大幅に削減され、環境負荷を低減することができます。また、PoSは、PoWよりもセキュリティが高いとされています。

The Mergeによって、イーサリアムは、以下の変革を遂げました。

• 電力消費量の削減: The Mergeにより、イーサリアムの電力消費量は、99.95%以上削減されました。これにより、イーサリアムは、より環境に優しい暗号資産プラットフォームとなりました。
• セキュリティの向上: PoSは、PoWよりもセキュリティが高いとされており、The Mergeにより、イーサリアムのセキュリティが向上しました。
• インフレ率の抑制: PoSは、ETHの発行量を抑制する効果があり、The Mergeにより、イーサリアムのインフレ率が抑制されました。

3. その他のアップグレード：Sharding（シャーディング）とEIP-4844

The Mergeに加えて、イーサリアムは、スケーラビリティ問題を解決するために、Sharding（シャーディング）と呼ばれる技術の開発を進めています。Shardingは、ブロックチェーンを複数のシャード（断片）に分割し、各シャードで並行してトランザクションを処理することで、トランザクション処理能力を向上させる技術です。

Shardingの仕組み: Shardingでは、ブロックチェーン全体を複数のシャードに分割します。各シャードは、独立してトランザクションを処理し、ブロックを生成します。これにより、ブロックチェーン全体のトランザクション処理能力を向上させることができます。また、Shardingは、ネットワークの混雑を緩和し、ガス代を低減する効果も期待されています。

Shardingの実装に向けて、EIP-4844（Proto-Danksharding）と呼ばれるアップグレードが2024年に行われました。これは、完全なシャーディングへの移行に向けた重要なステップであり、データ可用性レイヤーの導入によって、ロールアップのスケーラビリティを大幅に向上させることが期待されています。

4. ロールアップ技術の進化

イーサリアムのスケーラビリティを向上させるためのもう一つの重要なアプローチが、ロールアップ技術です。ロールアップは、イーサリアムのメインチェーン外でトランザクションを処理し、その結果をメインチェーンに記録することで、トランザクション処理能力を向上させる技術です。

ロールアップの種類: ロールアップには、Optimistic RollupとZK-Rollupの2つの主要な種類があります。

• Optimistic Rollup: Optimistic Rollupは、トランザクションが有効であると仮定し、不正なトランザクションがあった場合に、異議申し立て期間を設けることで、トランザクションの有効性を検証します。
• ZK-Rollup: ZK-Rollupは、ゼロ知識証明と呼ばれる暗号技術を用いて、トランザクションの有効性を検証します。ZK-Rollupは、Optimistic Rollupよりもセキュリティが高いとされています。

Arbitrum、Optimism、zkSync、StarkNetなどのロールアップソリューションが開発され、イーサリアムのエコシステムを拡大しています。これらのロールアップ技術の進化により、DAppsの利用コストが低減され、より多くのユーザーがイーサリアムのエコシステムに参加できるようになると期待されています。

5. イーサリアムの将来展望

イーサリアムは、The Merge、Sharding、ロールアップ技術などのアップグレードを通じて、スケーラビリティ問題、高いガス代、環境負荷といった課題を克服し、さらなる発展を遂げようとしています。これらのアップグレードが完了すれば、イーサリアムは、より高速で、安価で、環境に優しい暗号資産プラットフォームとなるでしょう。

イーサリアムの将来展望としては、以下の点が挙げられます。

• DeFi（分散型金融）のさらなる発展: イーサリアムは、DeFiの中心的なプラットフォームであり、今後もDeFiのさらなる発展を牽引していくでしょう。
• NFT（非代替性トークン）の普及: イーサリアムは、NFTの主要なプラットフォームであり、今後もNFTの普及に貢献していくでしょう。
• Web3の実現: イーサリアムは、Web3の基盤となる技術であり、今後もWeb3の実現に向けて重要な役割を果たしていくでしょう。

6. まとめ

イーサリアムは、継続的なアップグレードを通じて、暗号資産プラットフォームとしての地位を確立し、Web3の実現に向けて重要な役割を果たしています。The MergeによるPoSへの移行は、電力消費量の削減とセキュリティの向上をもたらし、Shardingとロールアップ技術は、スケーラビリティ問題を解決するための重要なステップとなります。これらの技術革新により、イーサリアムは、より多くのユーザーにとって利用しやすい、持続可能なプラットフォームへと進化していくでしょう。今後のイーサリアムの発展に注目が集まります。