イーサリアム（ETH）の最新開発動向と注目技術まとめ

イーサリアムは、ビットコインに次ぐ時価総額を誇る、第二世代のブロックチェーンプラットフォームです。単なる暗号資産としての側面だけでなく、スマートコントラクトと呼ばれるプログラムを実行できる機能を持つことから、分散型アプリケーション（DApps）の開発基盤として注目を集めています。本稿では、イーサリアムの最新の開発動向と、その基盤となる注目技術について詳細に解説します。

1. イーサリアムの概要と歴史

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ました。ビットコインが主に価値の保存と送金に特化しているのに対し、イーサリアムはより汎用的なプラットフォームを目指し、スマートコントラクトの実行環境を提供することで、金融、サプライチェーン、ゲームなど、様々な分野での応用を可能にしました。当初はProof-of-Work（PoW）によるコンセンサスアルゴリズムを採用していましたが、スケーラビリティ問題や環境負荷の問題から、Proof-of-Stake（PoS）への移行が進められています。

2. The Merge（PoSへの移行）とその影響

イーサリアムの歴史において最も重要な出来事の一つが、2022年9月に行われたThe Mergeと呼ばれるPoSへの移行です。PoWでは、複雑な計算問題を解くことでブロックを生成し、ネットワークを維持していましたが、PoSでは、ETHを預け入れるValidatorと呼ばれるノードがブロック生成の権利を得ることで、よりエネルギー効率の高いネットワークを実現しました。The Mergeによって、イーサリアムのスケーラビリティは直接的に向上しませんでしたが、エネルギー消費量を大幅に削減し、将来的なスケーリングソリューションの導入を容易にしました。

2.1. Beacon Chain

PoSへの移行を実現するために導入されたのが、Beacon Chainと呼ばれる新しいブロックチェーンです。Beacon Chainは、PoWのメインネットとは別に稼働し、Validatorの登録と管理、スロットと呼ばれる時間区切りのブロック生成の割り当てなどを行います。The Mergeによって、メインネットとBeacon Chainが統合され、PoSによるコンセンサスアルゴリズムが採用されました。

2.2. Validatorとステーキング

PoSでは、Validatorと呼ばれるノードがブロック生成の権利を得ることで、ネットワークを維持します。Validatorになるためには、32 ETHを預け入れる必要があります。このETHを預け入れる行為をステーキングと呼びます。Validatorは、ブロック生成の正当性を検証し、不正なブロックを検知することで、ネットワークのセキュリティを維持します。Validatorには、ブロック生成の報酬としてETHが与えられます。

3. スケーリングソリューション

イーサリアムのスケーラビリティ問題は、依然として解決すべき課題です。トランザクション処理能力の向上を目指し、様々なスケーリングソリューションが開発されています。

3.1. レイヤー2ソリューション

レイヤー2ソリューションは、イーサリアムのメインネット（レイヤー1）の上で動作する、トランザクション処理能力を向上させる技術です。代表的なレイヤー2ソリューションとしては、以下のものがあります。

• ロールアップ (Rollups): トランザクションをまとめて処理し、その結果のみをメインネットに記録することで、トランザクション処理能力を向上させます。Optimistic RollupとZK-Rollupの2種類があります。
• サイドチェーン (Sidechains): イーサリアムとは独立したブロックチェーンであり、イーサリアムとの間で資産を移動できます。
• ステートチャネル (State Channels): 参加者間で直接トランザクションを処理し、最終的な結果のみをメインネットに記録することで、トランザクション処理能力を向上させます。

3.2. シャーディング (Sharding)

シャーディングは、ブロックチェーンを複数のシャードと呼ばれる小さなブロックチェーンに分割することで、トランザクション処理能力を向上させる技術です。各シャードは、独立してトランザクションを処理するため、ネットワーク全体の処理能力が向上します。シャーディングは、イーサリアム2.0の開発ロードマップに含まれており、将来的に実装される予定です。

4. 注目技術

4.1. EIP-4844 (Proto-Danksharding)

EIP-4844は、シャーディングの導入に向けた前段階として提案された規格です。Blobと呼ばれる新しいデータ構造を導入することで、レイヤー2ソリューションのトランザクションコストを大幅に削減し、スケーラビリティを向上させます。Proto-Dankshardingは、2024年中に実装される予定です。

4.2. Account Abstraction (AA)

Account Abstractionは、イーサリアムのアカウントシステムを拡張する技術です。従来のイーサリアムのアカウントは、秘密鍵と公開鍵のペアによって管理されますが、AAでは、スマートコントラクトをアカウントとして利用できるようになります。これにより、より柔軟なアカウント管理が可能になり、セキュリティの向上やユーザーエクスペリエンスの改善が期待されます。

4.3. Zero-Knowledge Proof (ZKP)

Zero-Knowledge Proofは、ある情報を持っていることを、その情報を明らかにすることなく証明できる技術です。ZKPは、プライバシー保護やスケーラビリティ向上に役立ちます。ZK-Rollupなどのレイヤー2ソリューションでは、ZKPを利用して、トランザクションの正当性を検証し、トランザクション処理能力を向上させています。

4.4. ERC-4337 (Account Abstraction)

ERC-4337は、Account Abstractionを標準化するための規格です。ERC-4337を導入することで、開発者は、より簡単にAccount Abstractionを利用したDAppsを開発できるようになります。ERC-4337は、2023年に提案され、現在、コミュニティによるレビューが行われています。

5. イーサリアムの将来展望

イーサリアムは、PoSへの移行を完了し、スケーリングソリューションの開発を進めることで、よりスケーラブルで持続可能なプラットフォームへと進化しています。Account AbstractionやZKPなどの新しい技術の導入により、イーサリアムは、より多くのユーザーにとって使いやすく、安全なプラットフォームになることが期待されます。また、DeFi（分散型金融）、NFT（非代替性トークン）、GameFi（ゲームと金融の融合）などの分野での応用が進み、イーサリアムは、Web3.0の基盤となる重要な役割を担っていくと考えられます。

まとめ

イーサリアムは、その革新的な技術と活発なコミュニティによって、ブロックチェーン業界を牽引しています。The MergeによるPoSへの移行は、イーサリアムの持続可能性を高め、将来的なスケーリングソリューションの導入を容易にしました。レイヤー2ソリューションやシャーディングなどのスケーリングソリューションの開発、Account AbstractionやZKPなどの新しい技術の導入により、イーサリアムは、より多くのユーザーにとって使いやすく、安全なプラットフォームへと進化していくでしょう。イーサリアムの今後の発展に注目が集まります。