イーサリアム（ETH）アップグレードで何が変わる？
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）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、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がもたらす変化について、技術的な側面から詳細に解説します。
1. イーサリアムの現状と課題
イーサリアムは、当初、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、取引の検証とブロックの生成に膨大な計算能力を必要とするため、エネルギー消費量が大きいという課題がありました。また、取引処理速度が遅く、ガス代（取引手数料）が高騰しやすいという問題も抱えていました。これらの課題は、イーサリアムのスケーラビリティ（拡張性）を阻害し、DAppsの普及を妨げる要因となっていました。
さらに、PoWは51%攻撃のリスクも孕んでいます。51%以上の計算能力を持つ攻撃者が、取引履歴を改ざんしたり、二重支払いを実行したりする可能性があります。これらのリスクを軽減するため、イーサリアムの開発コミュニティは、長年にわたり、より効率的で安全なコンセンサスアルゴリズムへの移行を検討してきました。
2. The Merge（マージ）によるPoSへの移行
イーサリアムの歴史的なアップグレードであるThe Mergeは、コンセンサスアルゴリズムを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。PoSは、取引の検証とブロックの生成に暗号資産の保有量（ステーク）を利用する仕組みです。PoWと比較して、エネルギー消費量を大幅に削減できるだけでなく、取引処理速度の向上やセキュリティの強化も期待できます。
PoSでは、バリデーターと呼ばれる役割が重要になります。バリデーターは、イーサリアムネットワークの維持に貢献するために、一定量のETHをステークします。バリデーターは、取引の検証やブロックの生成を行うことで、報酬を得ることができます。しかし、不正な行為を行った場合、ステークしたETHを没収されるリスクがあります。この仕組みにより、バリデーターは誠実な行動を促され、ネットワークのセキュリティが向上します。
The Mergeは、イーサリアムのエネルギー消費量を99.95%以上削減することに成功しました。これにより、イーサリアムは、より環境に優しい暗号資産として、持続可能な成長を遂げることが可能になりました。
3. シャーディングによるスケーラビリティ向上
The Mergeに続く重要なアップグレードとして、シャーディングが挙げられます。シャーディングは、イーサリアムネットワークを複数のシャード（断片）に分割し、並行して取引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。
シャーディングでは、各シャードが独立して取引を処理するため、ネットワーク全体の混雑を緩和し、ガス代の低減に貢献します。また、DAppsの開発者は、特定のシャードを利用することで、より高速で効率的なアプリケーションを構築することができます。
シャーディングの導入には、クロスシャード通信という課題があります。クロスシャード通信とは、異なるシャード間で情報をやり取りする仕組みです。安全かつ効率的なクロスシャード通信を実現するため、様々な技術的な研究開発が進められています。
4. EIP-4844（Proto-Danksharding）
EIP-4844は、シャーディングへの移行を段階的に進めるための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、データ可用性サンプリング（DAS）という技術を導入し、ロールアップのガス代を大幅に削減することを目的としています。
ロールアップは、イーサリアムのメインチェーンの外で取引を処理し、その結果をメインチェーンに記録する技術です。ロールアップを利用することで、取引処理速度の向上やガス代の低減を実現できます。EIP-4844は、ロールアップの効率性をさらに高め、DAppsの普及を加速させることを期待されています。
5. その他のアップグレード
イーサリアムの開発コミュニティは、The Mergeやシャーディング以外にも、様々なアップグレードを計画しています。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、ガス代を低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、DAppsの開発者にとってより使いやすいプラットフォームへと進化させることを目指しています。
6. アップグレードがDAppsに与える影響
イーサリアムのアップグレードは、DAppsに様々な影響を与えます。PoSへの移行により、DAppsのエネルギー効率が向上し、環境への負荷を軽減することができます。シャーディングやEIP-4844の導入により、DAppsの取引処理速度が向上し、ガス代が低減されるため、ユーザーエクスペリエンスが向上します。
また、アップグレードにより、DAppsの開発者は、より高度な機能やサービスを構築できるようになります。例えば、シャーディングを利用することで、より大規模なDAppsを構築したり、複雑な計算処理を実行したりすることが可能になります。
7. アップグレードに伴うリスクと注意点
イーサリアムのアップグレードは、多くのメリットをもたらす一方で、いくつかのリスクも伴います。例えば、アップグレードの過程で、予期せぬバグが発生したり、ネットワークが一時的に停止したりする可能性があります。また、アップグレード後に、既存のDAppsが正常に動作しなくなる可能性もあります。
DAppsの開発者は、アップグレードの内容を十分に理解し、事前にテストを行うことが重要です。また、ユーザーは、アップグレードに関する情報を収集し、リスクを理解した上で、DAppsを利用する必要があります。
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。The MergeによるPoSへの移行は、エネルギー消費量を大幅に削減し、シャーディングやEIP-4844の導入は、取引処理速度の向上やガス代の低減を実現します。これらのアップグレードは、DAppsの普及を加速させ、分散型経済の発展に貢献することが期待されます。しかし、アップグレードにはリスクも伴うため、DAppsの開発者とユーザーは、十分な注意を払い、情報を収集し、リスクを理解した上で、アップグレードに対応する必要があります。イーサリアムは、今後も進化を続け、より強力で使いやすいプラットフォームへと成長していくでしょう。
