イーサリアム（ETH）のプロトコルアップデート解説

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）の基盤となるプラットフォームです。その進化は、プロトコルアップデートによって支えられており、これらのアップデートはイーサリアムの性能、セキュリティ、スケーラビリティを向上させることを目的としています。本稿では、イーサリアムの主要なプロトコルアップデートについて、技術的な詳細を含めて解説します。

1. Frontier (フロンティア)

イーサリアムの最初のリリースであるFrontierは、2015年7月に公開されました。これは、イーサリアムブロックチェーンの基盤を確立し、スマートコントラクトの実行を可能にした重要なステップでした。Frontierは、開発者向けのプラットフォームとして設計されており、初期のDApps開発を促進しました。しかし、Frontierはまだ実験的な段階であり、セキュリティや安定性の面で課題が残されていました。

2. Homestead (ホームステッド)

2016年3月にリリースされたHomesteadは、Frontierの改善版であり、より安定したプラットフォームを提供することを目指しました。Homesteadでは、ガス料金のメカニズムが導入され、スマートコントラクトの実行コストを制御できるようになりました。また、セキュリティの強化も図られ、脆弱性の修正が行われました。Homesteadは、イーサリアムの初期の成長を支え、DAppsの普及に貢献しました。

3. Metropolis (メトロポリス)

Metropolisは、2段階に分けてリリースされたアップデートであり、2017年10月にByzantium、2018年10月にConstantinopleが公開されました。Metropolisの主な目的は、スケーラビリティの向上と開発者体験の改善でした。Byzantiumでは、EIP-155（REPLAY攻撃対策）やEIP-161（状態クリア）などの重要な変更が導入されました。Constantinopleでは、ガス料金の削減やスマートコントラクトの最適化が行われ、DAppsの実行コストが削減されました。Metropolisは、イーサリアムの技術的な基盤を強化し、より多くの開発者を引き付けることに成功しました。

3.1 Byzantium (ビザンティウム)

Byzantiumは、Metropolisの第一段階であり、主にセキュリティとインフラストラクチャの改善に焦点を当てました。REPLAY攻撃対策は、ハードフォーク後のチェーン分裂を防ぐために不可欠であり、状態クリアは、ブロックチェーンのサイズを削減するために役立ちました。また、Byzantiumでは、Precompiled Contractsの導入により、特定の計算処理を高速化することが可能になりました。

3.2 Constantinople (コンスタンティノープル)

Constantinopleは、Metropolisの第二段階であり、主に開発者体験の改善とガス料金の削減に焦点を当てました。ガス料金の削減は、DAppsの実行コストを削減し、より多くのユーザーがDAppsを利用できるようにするために重要でした。また、Constantinopleでは、スマートコントラクトの最適化が行われ、より効率的なコードの記述が可能になりました。

4. Istanbul (イスタンブール)

2019年12月にリリースされたIstanbulは、Constantinopleの改善版であり、EIP-145（ビットワイズシフト演算子の導入）、EIP-1108（削減されたガス料金）、EIP-1980（スマートコントラクトのデバッグ機能の改善）などの変更が導入されました。Istanbulは、スマートコントラクトの開発をより容易にし、DAppsの性能を向上させることを目的としていました。また、Istanbulでは、プライバシー保護技術の導入も検討されましたが、最終的には見送られました。

5. Berlin (ベルリン)

2021年4月にリリースされたBerlinは、Istanbulの改善版であり、EIP-2929（ガス料金の変更）、EIP-2565（JITコンパイルの導入）、EIP-2718（スマートコントラクトのストレージコストの削減）などの変更が導入されました。Berlinは、ガス料金の最適化とスマートコントラクトの効率化に焦点を当てました。また、Berlinでは、DAppsのアップグレードを容易にするための機能も導入されました。

6. London (ロンドン)

2021年8月にリリースされたLondonは、イーサリアムの歴史において最も重要なアップデートの一つであり、EIP-1559（トランザクション手数料メカニズムの変更）が導入されました。EIP-1559は、トランザクション手数料の計算方法を変更し、ベースフィーとチップの2つの要素に分割しました。ベースフィーは、ネットワークの混雑状況に応じて自動的に調整され、チップは、マイナーへの報酬として支払われます。EIP-1559は、トランザクション手数料の予測可能性を高め、ユーザー体験を向上させることを目的としていました。また、Londonでは、ETHのバーンメカニズムが導入され、ETHの供給量を削減することが可能になりました。

6.1 EIP-1559の詳細

EIP-1559は、トランザクション手数料のメカニズムを根本的に変更しました。従来のオークション形式のトランザクション手数料では、ユーザーは高い手数料を支払うことでトランザクションを優先的に処理してもらう必要がありましたが、EIP-1559では、ベースフィーがネットワークの混雑状況に応じて自動的に調整されるため、ユーザーはより適切な手数料を支払うことができます。また、EIP-1559では、トランザクションのブロックへの包含がより予測可能になり、ユーザー体験が向上しました。

7. The Merge (ザ・マージ)

2022年9月に実行されたThe Mergeは、イーサリアムのコンセンサスアルゴリズムをプルーフ・オブ・ワーク（PoW）からプルーフ・オブ・ステーク（PoS）に変更する歴史的なアップデートでした。PoSは、PoWよりもエネルギー効率が高く、スケーラビリティの向上にも貢献すると期待されています。The Mergeは、イーサリアムの環境負荷を大幅に削減し、より持続可能なプラットフォームへと進化させることを目的としていました。また、The Mergeは、イーサリアムのセキュリティを向上させ、より多くのユーザーを引き付けることにも貢献すると期待されています。

7.1 PoSへの移行の詳細

PoSでは、トランザクションの検証者は、ETHをステーキングすることで選ばれます。ステーキングとは、ETHを特定の期間ロックアップし、ネットワークのセキュリティに貢献することです。検証者は、トランザクションを検証し、新しいブロックを生成することで報酬を得ることができます。PoSは、PoWよりもエネルギー効率が高く、スケーラビリティの向上にも貢献すると期待されています。The Mergeは、イーサリアムの歴史において最も重要なアップデートの一つであり、イーサリアムの未来を大きく変える可能性があります。

8. 今後のアップデート

The Mergeの後も、イーサリアムの開発は継続されており、今後のアップデートでは、スケーラビリティのさらなる向上、セキュリティの強化、開発者体験の改善などが計画されています。特に、シャーディングと呼ばれる技術は、イーサリアムのスケーラビリティを大幅に向上させる可能性を秘めており、今後の開発に注目が集まっています。シャーディングは、ブロックチェーンを複数のシャードに分割し、各シャードでトランザクションを並行して処理することで、ネットワーク全体の処理能力を向上させる技術です。

まとめ

イーサリアムのプロトコルアップデートは、その進化の原動力であり、イーサリアムをより高性能で安全、かつスケーラブルなプラットフォームへと変貌させてきました。FrontierからThe Mergeに至るまでの各アップデートは、それぞれ重要な役割を果たし、イーサリアムの成長を支えてきました。今後のアップデートにも期待が高まり、イーサリアムが分散型アプリケーションの基盤として、さらなる発展を遂げることを期待します。これらのアップデートを理解することは、イーサリアムのエコシステムに関わる全ての人々にとって不可欠です。