ETHアップグレードで何が変わる？

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。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、そしてプルーフ・オブ・ワーク（PoW）による環境負荷といった課題を抱えていました。これらの課題を解決するため、イーサリアムは長年にわたり様々なアップグレードを進めてきました。本稿では、これらのアップグレードが具体的に何をもたらすのか、技術的な詳細を含めて解説します。

1. イーサリアムの現状と課題

イーサリアムは、当初からスマートコントラクトの実行環境として設計されました。これにより、金融、サプライチェーン、ゲームなど、様々な分野で革新的なアプリケーションの開発が可能になりました。しかし、その人気と利用者の増加に伴い、ネットワークの混雑が深刻化し、トランザクション処理速度の低下とガス代の高騰という問題が生じました。ガス代とは、トランザクションを実行するために必要な手数料であり、ネットワークの混雑度合いによって変動します。混雑時には、単純なトランザクションでも非常に高いガス代が必要となるため、多くのユーザーにとって利用の障壁となっています。

また、イーサリアムは、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ました。PoWは、トランザクションの正当性を検証するために、膨大な計算能力を必要とします。この計算能力は、電力消費に直結するため、環境負荷が高いという問題も指摘されていました。これらの課題を解決するため、イーサリアムの開発コミュニティは、長年にわたり様々なアップグレードを計画・実行してきました。

2. The Merge（マージ）：プルーフ・オブ・ステーク（PoS）への移行

最も重要なアップグレードの一つが、The Merge（マージ）と呼ばれるプルーフ・オブ・ステーク（PoS）への移行です。PoSは、PoWとは異なり、トランザクションの正当性を検証するために、計算能力ではなく、ETHの保有量を利用します。具体的には、ETHを預け入れることでバリデーターとなり、トランザクションの検証に参加し、報酬を得ることができます。PoSは、PoWと比較して、電力消費を大幅に削減できるため、環境負荷の低減に貢献します。

The Mergeは、単にコンセンサスアルゴリズムを変更するだけでなく、イーサリアムのアーキテクチャ全体に大きな変化をもたらしました。PoW時代には、実行層（Execution Layer）とコンセンサス層（Consensus Layer）が一体化していましたが、The Mergeによって、これらが分離されました。実行層は、スマートコントラクトの実行を担当し、コンセンサス層は、トランザクションの正当性を検証し、ブロックチェーンの状態を維持する役割を担います。この分離により、イーサリアムは、より柔軟で拡張性の高いプラットフォームへと進化しました。

3. シャーディング：スケーラビリティ問題の解決

The Mergeに加えて、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アップグレードが、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）に分割し、それぞれのシャードで並行してトランザクションを処理する技術です。これにより、ネットワーク全体の処理能力を大幅に向上させることができます。シャーディングは、The Mergeの後、段階的に導入される予定です。

シャーディングの導入には、いくつかの課題があります。例えば、シャード間のデータの整合性を維持することや、悪意のある攻撃者によるシャードの乗っ取りを防ぐことなどです。これらの課題を解決するために、イーサリアムの開発コミュニティは、様々な技術的な対策を講じています。具体的には、データの可用性サンプリング（Data Availability Sampling）や、フォークチョイス（Fork Choice）といった技術が検討されています。

4. EIP-4844（Proto-Danksharding）：ガス代の削減

EIP-4844は、シャーディングの導入に向けた中間段階として提案されたアップグレードであり、Proto-Danksharding（プロト・ダンクシャーディング）と呼ばれています。EIP-4844は、Blobトランザクションと呼ばれる新しいトランザクションタイプを導入することで、ガス代を大幅に削減することを目的としています。Blobトランザクションは、従来のトランザクションよりもデータ容量が大きく、ガス代が安価です。これにより、Layer 2ソリューション（ロールアップなど）の利用コストを削減し、より多くのユーザーがイーサリアムを利用できるようになると期待されています。

EIP-4844は、2024年中に実装される予定です。EIP-4844の実装により、Layer 2ソリューションのパフォーマンスが向上し、イーサリアムのエコシステム全体が活性化されると予想されています。

5. その他のアップグレード

The Merge、シャーディング、EIP-4844以外にも、イーサリアムには様々なアップグレードが計画・実行されています。例えば、EIP-3855（PUSH0 instruction）は、スマートコントラクトのコードサイズを削減し、ガス代を削減することを目的としています。また、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ることを目的としています。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、より多くのユーザーにとって利用しやすいプラットフォームへと進化させるために重要な役割を果たします。

6. アップグレードがもたらす影響

これらのアップグレードは、イーサリアムのエコシステム全体に大きな影響を与える可能性があります。まず、スケーラビリティ問題の解決により、トランザクション処理速度が向上し、ガス代が削減されることで、より多くのユーザーがイーサリアムを利用できるようになります。これにより、DAppsやスマートコントラクトの開発が促進され、新たなアプリケーションやサービスが生まれることが期待されます。

また、PoSへの移行により、イーサリアムの環境負荷が大幅に削減されることで、持続可能なブロックチェーンプラットフォームとしての地位を確立することができます。さらに、シャーディングの導入により、イーサリアムは、より柔軟で拡張性の高いプラットフォームへと進化し、様々な分野での応用が可能になります。

7. まとめ

イーサリアムのアップグレードは、単なる技術的な変更ではなく、イーサリアムの未来を形作るための重要な取り組みです。The MergeによるPoSへの移行、シャーディングによるスケーラビリティ問題の解決、EIP-4844によるガス代の削減など、様々なアップグレードが計画・実行されており、これらのアップグレードは、イーサリアムのエコシステム全体に大きな影響を与える可能性があります。イーサリアムは、これらのアップグレードを通じて、よりスケーラブルで、持続可能で、そして利用しやすいプラットフォームへと進化し、ブロックチェーン技術の普及に貢献していくことが期待されます。これらの変化を理解し、適切に対応することで、ユーザーはイーサリアムの進化の恩恵を最大限に享受することができるでしょう。