イーサリアム（ETH）のマイニング報酬と今後の展望

はじめに

イーサリアム（ETH）は、ビットコインに次ぐ時価総額を誇る主要な暗号資産の一つであり、スマートコントラクトの実行環境を提供するプラットフォームとして、DeFi（分散型金融）やNFT（非代替性トークン）といった分野で急速な発展を遂げています。その基盤を支える重要な要素の一つが、マイニング（採掘）であり、マイニング報酬はマイナーにとってのインセンティブとして機能しています。本稿では、イーサリアムのマイニング報酬の仕組み、過去の変動、そして今後の展望について、技術的な側面を含めて詳細に解説します。

イーサリアムのマイニングの仕組み

イーサリアムは、当初Proof-of-Work（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では、マイナーは複雑な計算問題を解くことでブロックを生成し、ブロックチェーンに新たなトランザクションを記録します。最初に問題を解いたマイナーには、マイニング報酬として新たに発行されたイーサリアムが与えられます。この報酬は、マイナーが計算資源と電力を消費するコストを補填し、ネットワークのセキュリティを維持するためのインセンティブとなります。

PoWからPoSへの移行（The Merge）

しかし、PoWは消費電力の高さやスケーラビリティの問題が指摘されていました。そのため、イーサリアムの開発チームは、より効率的で環境負荷の低いコンセンサスアルゴリズムであるProof-of-Stake（PoS）への移行を決定しました。2022年9月15日に実行された「The Merge」と呼ばれるアップデートにより、イーサリアムはPoSへと移行しました。PoSでは、マイニングの代わりに「バリデーター」と呼ばれる役割がブロック生成を担当します。バリデーターは、自身の保有するイーサリアムを担保として預け、ネットワークの検証作業を行うことで報酬を得ます。PoSへの移行により、マイニング報酬の仕組みは大きく変化しました。

PoW時代のマイニング報酬

PoW時代におけるイーサリアムのマイニング報酬は、ブロックごとに5 ETHでした。この報酬に加えて、ブロックに含まれるトランザクション手数料もマイナーの収入となります。しかし、イーサリアムの価格変動やネットワークのハッシュレート（計算能力）の変化により、マイニング報酬の実質的な価値は常に変動していました。例えば、イーサリアムの価格が上昇すれば、5 ETHの価値も上昇し、マイナーの収入も増加します。一方、ハッシュレートが上昇すれば、問題を解く難易度も上昇し、マイニング報酬を得るための競争が激化するため、個々のマイナーが得られる報酬は減少する可能性があります。

EIP-1559と手数料の変動

2021年8月には、EIP-1559と呼ばれるアップデートが実施され、イーサリアムの手数料体系が変更されました。EIP-1559では、トランザクション手数料の一部が「base fee」としてネットワークに焼き払われるようになりました。これにより、トランザクション手数料の変動が抑制され、ユーザーはより予測可能な手数料でトランザクションを実行できるようになりました。また、base feeが焼き払われることで、イーサリアムの供給量が減少するため、長期的に価格上昇の要因となる可能性も指摘されています。EIP-1559の導入により、マイナーが得られるトランザクション手数料も変動するようになりました。

PoS時代の報酬体系

PoSへの移行により、マイニング報酬は廃止され、代わりにバリデーター報酬が導入されました。バリデーターは、自身の保有するイーサリアムをステーキング（預け入れ）することで、ネットワークの検証作業に参加し、報酬を得ます。バリデーター報酬は、ステーキングされたイーサリアムの量、ネットワークの参加率、そしてバリデーターのパフォーマンスによって変動します。一般的に、ステーキング量が多いほど、またネットワークの参加率が低いほど、バリデーター報酬は高くなる傾向があります。また、バリデーターが不正行為を行った場合、ステーキングされたイーサリアムの一部または全部が没収されるペナルティが課せられます。

ステーキングの種類

イーサリアムのステーキングには、大きく分けて以下の3つの種類があります。

• フルバリデーター： 32 ETH以上のイーサリアムをステーキングし、ネットワークの検証作業を直接行う方法です。高い報酬を得られる可能性がありますが、技術的な知識やインフラが必要となります。
• プールステーキング： 複数のバリデーターが共同でネットワークの検証作業を行う方法です。32 ETH未満のイーサリアムでも参加できるため、個人投資家にとって比較的容易にステーキングに参加できます。
• 流動性ステーキング： LidoやRocket Poolなどのプロトコルを利用して、イーサリアムをステーキングし、その代わりにstETHなどのトークンを受け取る方法です。stETHなどのトークンは、DeFiなどの他のアプリケーションで利用できるため、ステーキング報酬に加えて、追加の収益を得ることも可能です。

マイニング報酬とネットワークセキュリティ

マイニング報酬（PoW時代）またはバリデーター報酬（PoS時代）は、ネットワークのセキュリティを維持するための重要なインセンティブとして機能します。マイナーまたはバリデーターは、報酬を得るために、ネットワークのルールに従って誠実に動作する必要があります。もし不正行為を行った場合、報酬を失うだけでなく、ネットワークから排除される可能性があります。この仕組みにより、ネットワークに対する攻撃を抑止し、セキュリティを確保することができます。

51%攻撃のリスク

PoWにおいては、特定のマイナーがネットワーク全体の計算能力の51%以上を掌握した場合、51%攻撃と呼ばれる攻撃が可能になります。51%攻撃を行うマイナーは、トランザクションの改ざんや二重支払いを実行することができます。しかし、51%攻撃を行うためには、莫大な計算資源と電力が必要となるため、現実的には非常に困難です。PoSにおいては、51%攻撃のリスクは異なります。PoSでは、攻撃者がネットワーク全体のイーサリアムの51%以上を所有する必要があり、これもまた非常に困難です。さらに、PoSでは、不正行為を行ったバリデーターは、ステーキングされたイーサリアムを没収されるペナルティが課せられるため、攻撃の抑止力となります。

今後の展望

イーサリアムのPoSへの移行は、ネットワークのスケーラビリティ、セキュリティ、そして環境負荷の改善に大きく貢献すると期待されています。PoSでは、マイニングに必要な計算資源と電力が大幅に削減されるため、環境負荷を低減することができます。また、シャーディングと呼ばれる技術を導入することで、ネットワークのスケーラビリティを向上させ、より多くのトランザクションを処理できるようになります。シャーディングは、ブロックチェーンを複数のシャード（断片）に分割し、各シャードが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。

Layer 2ソリューションの発展

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もう一つのアプローチが、Layer 2ソリューションの発展です。Layer 2ソリューションは、イーサリアムのメインチェーン（Layer 1）の上に構築された別のレイヤーであり、トランザクションをオフチェーンで処理することで、メインチェーンの負荷を軽減します。代表的なLayer 2ソリューションとしては、Optimistic RollupsやZK-Rollupsなどがあります。これらのソリューションは、イーサリアムのスケーラビリティを大幅に向上させ、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する可能性があります。

DeFiとNFTの成長

イーサリアムは、DeFiやNFTといった分野で急速な成長を遂げています。DeFiは、従来の金融システムを代替する分散型金融システムであり、貸付、借入、取引などのサービスを提供します。NFTは、デジタル資産の所有権を証明するためのトークンであり、アート、音楽、ゲームなどの分野で利用されています。イーサリアムのスケーラビリティが向上すれば、DeFiやNFTの利用がさらに拡大し、より多くの人々がこれらの分野に参加できるようになるでしょう。

まとめ

イーサリアムのマイニング報酬は、PoWからPoSへの移行により大きく変化しました。PoW時代には、マイナーは計算問題を解くことで報酬を得ていましたが、PoS時代には、バリデーターはイーサリアムをステーキングすることで報酬を得ます。PoSへの移行は、ネットワークのスケーラビリティ、セキュリティ、そして環境負荷の改善に貢献すると期待されています。今後のイーサリアムは、シャーディングやLayer 2ソリューションの発展、そしてDeFiやNFTの成長により、さらなる発展を遂げるでしょう。イーサリアムの技術的な進化とエコシステムの拡大は、暗号資産業界全体に大きな影響を与えると考えられます。