イーサリアム（ETH）の複数チェーン対応状況まとめ
イーサリアム（ETH）は、分散型アプリケーション（DApps）を構築・実行するための基盤となるブロックチェーンプラットフォームとして、その重要性を増しています。当初は単一のメインネットで運用されていましたが、スケーラビリティ問題や特定のニーズに対応するため、複数のチェーンが開発・運用されるようになりました。本稿では、イーサリアムの複数チェーン対応状況について、技術的な背景、各チェーンの特徴、そして今後の展望を詳細に解説します。
1. イーサリアムの複数チェーン化の背景
イーサリアムは、その設計上の制約から、トランザクション処理能力に限界があります。このスケーラビリティ問題は、DAppsの普及を阻害する要因の一つとして認識されており、様々な解決策が模索されてきました。その結果、メインネットの改良に加えて、複数のチェーンを導入することで、処理能力の向上や特定の用途への最適化を図るアプローチが採用されました。具体的には、以下の要因が複数チェーン化を推進しました。
- スケーラビリティ問題: イーサリアムメインネットのトランザクション処理能力は、DAppsの利用増加に伴い逼迫してきました。
- ガス代の高騰: トランザクション処理能力の限界は、ガス代の高騰を招き、DAppsの利用コストを増加させました。
- 特定の用途への最適化: メインネットでは対応しきれない、特定のDAppsやユースケースに特化したチェーンの需要が高まりました。
- 技術的な実験: 新しいコンセンサスアルゴリズムや仮想マシンなどの技術を、メインネットに影響を与えることなく実験・検証する必要がありました。
2. 主要なイーサリアムチェーンの種類
現在、イーサリアムに関連するチェーンは多岐にわたりますが、主要なものを以下に示します。
2.1. イーサリアムメインネット
イーサリアムのオリジナルチェーンであり、最も広く利用されています。ERC-20トークンやスマートコントラクトの標準規格が確立されており、多くのDAppsがこのチェーン上で動作しています。PoW（Proof of Work）からPoS（Proof of Stake）への移行（The Merge）を経て、エネルギー効率が大幅に向上しました。
2.2. レイヤー2ソリューション
メインネットのスケーラビリティ問題を解決するために開発されたチェーン群です。トランザクションをオフチェーンで処理し、その結果のみをメインネットに記録することで、処理能力の向上とガス代の削減を実現します。代表的なレイヤー2ソリューションには、以下のものがあります。
- ロールアップ: Optimistic RollupとZK-Rollupの2種類があります。Optimistic Rollupは、トランザクションが有効であると仮定し、異議申し立て期間を設けることで不正を検知します。ZK-Rollupは、ゼロ知識証明を用いてトランザクションの有効性を証明します。
- サイドチェーン: メインネットとは独立したブロックチェーンであり、独自のコンセンサスアルゴリズムや仮想マシンを持つことができます。Polygon PoSなどが代表的です。
- ステートチャネル: 2者間のトランザクションをオフチェーンで処理し、最終的な結果のみをメインネットに記録します。
2.3. イーサリアム互換チェーン
イーサリアムの仮想マシン（EVM）と互換性を持つチェーンです。イーサリアムのツールやライブラリをそのまま利用できるため、DAppsの開発・移植が容易になります。代表的なイーサリアム互換チェーンには、以下のものがあります。
- Binance Smart Chain (BSC): Binanceが開発したチェーンであり、高速なトランザクション処理と低いガス代が特徴です。
- Polygon: 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様々なソリューションを提供しており、Polygon PoSはその代表的なものです。
- Avalanche: 高速なトランザクション処理と高いスループットが特徴のチェーンです。
- Fantom: DAG（Directed Acyclic Graph）ベースのコンセンサスアルゴリズムを採用し、高速なトランザクション処理を実現しています。
2.4. テストネット
新しいDAppsやスマートコントラクトを本番環境にデプロイする前に、テストするためのチェーンです。メインネットと同様の環境でテストできるため、バグや脆弱性を事前に発見することができます。代表的なテストネットには、以下のものがあります。
- Ropsten: イーサリアムの最初のテストネットの一つです。
- Kovan: PoA（Proof of Authority）コンセンサスアルゴリズムを採用したテストネットです。
- Rinkeby: PoAコンセンサスアルゴリズムを採用したテストネットです。
- Goerli: PoAコンセンサスアルゴリズムを採用したテストネットです。
3. 各チェーンの技術的な特徴
各チェーンは、それぞれ異なる技術的な特徴を持っています。以下に、主要なチェーンの技術的な特徴をまとめます。
| チェーン名 | コンセンサスアルゴリズム | 仮想マシン | トランザクション処理能力 | ガス代 |
|---|---|---|---|---|
| イーサリアムメインネット | PoS | EVM | 約15 TPS | 高い |
| Polygon PoS | PoS | EVM | 約7,000 TPS | 低い |
| Binance Smart Chain (BSC) | PoS | EVM | 約160 TPS | 低い |
| Avalanche | Avalanche | EVM | 約4,500 TPS | 中程度 |
| Fantom | Lachesis | EVM | 約25,000 TPS | 低い |
4. 複数チェーン環境における課題と展望
イーサリアムの複数チェーン化は、スケーラビリティ問題の解決や特定の用途への最適化に貢献する一方で、いくつかの課題も存在します。例えば、異なるチェーン間でのアセットの移動やデータの連携が複雑になること、ユーザーがどのチェーンを利用すべきか判断が難しいことなどが挙げられます。これらの課題を解決するために、以下の技術や取り組みが期待されています。
- クロスチェーンブリッジ: 異なるチェーン間でのアセットの移動を可能にする技術です。
- 相互運用性プロトコル: 異なるチェーン間でデータを共有し、連携を可能にするプロトコルです。
- 抽象化レイヤー: ユーザーがチェーンの違いを意識せずにDAppsを利用できるようにするレイヤーです。
今後の展望としては、イーサリアムの複数チェーン環境は、より複雑化し、多様化していくと考えられます。しかし、これらの課題を克服し、相互運用性を高めることで、DAppsの普及を加速させ、Web3の実現に貢献することが期待されます。また、イーサリアム2.0（Serenity）の完成により、メインネットのスケーラビリティが大幅に向上し、複数チェーンの役割が変化する可能性もあります。
5. まとめ
イーサリアムの複数チェーン対応状況は、スケーラビリティ問題の解決や特定の用途への最適化を目的として、多様なチェーンが開発・運用されています。レイヤー2ソリューション、イーサリアム互換チェーン、テストネットなど、それぞれのチェーンは異なる技術的な特徴を持ち、DAppsの発展に貢献しています。今後は、クロスチェーンブリッジや相互運用性プロトコルなどの技術開発により、複数チェーン環境の課題を克服し、Web3の実現を加速させることが期待されます。イーサリアムのエコシステムは、常に進化し続けており、その動向に注目していく必要があります。
