イーサリアムのマージとは？PoS移行で何が変わる？

イーサリアムは、ビットコインに次ぐ時価総額を誇る主要な暗号資産であり、分散型アプリケーション（DApps）の基盤として広く利用されています。2022年9月15日、イーサリアムは歴史的なアップデートである「マージ（The Merge）」を完了させました。このマージは、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）へと移行するものであり、イーサリアムの将来に大きな影響を与えると考えられています。本稿では、マージの詳細、PoS移行による変化、そして今後の展望について、専門的な視点から解説します。

1. イーサリアムのPoWからPoSへの移行の背景

イーサリアムは当初、ビットコインと同様にプルーフ・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では、マイナーと呼ばれる参加者が複雑な計算問題を解くことでブロックを生成し、ネットワークのセキュリティを維持します。しかし、PoWにはいくつかの課題が存在しました。その中でも特に重要なのが、膨大な電力消費です。イーサリアムのPoWは、小国レベルの電力消費量に匹敵すると言われており、環境への負荷が大きな問題となっていました。また、PoWはスケーラビリティの問題も抱えており、トランザクション処理能力が低いことが、イーサリアムの普及を妨げる要因の一つとなっていました。

これらの課題を解決するために、イーサリアムの開発チームは、プルーフ・オブ・ステーク（PoS）への移行を決定しました。PoSでは、マイナーの代わりにバリデーターと呼ばれる参加者が、暗号資産を預け入れる（ステークする）ことでブロックを生成し、ネットワークのセキュリティを維持します。PoSは、PoWと比較して電力消費量が大幅に少なく、スケーラビリティも向上させることが期待されています。

2. マージの詳細：Beacon ChainとExecution Layer

マージは、既存のイーサリアムメインネット（Execution Layer）と、並行して開発されていたBeacon Chainを統合するプロセスです。Beacon Chainは、PoSコンセンサスアルゴリズムを実装したものであり、2020年12月にローンチされました。Beacon Chainは、当初は独立したネットワークとして機能していましたが、マージによってExecution Layerと統合され、イーサリアムの新しいコンセンサスレイヤーとなりました。

マージのプロセスは、大きく分けて以下のステップで構成されます。

• Terminal Difficulty Bomb: Execution Layerの難易度を徐々に上げていくことで、PoWマイニングの収益性を低下させます。
• Bellatrix Upgrade: Beacon Chainをマージに備えるためのアップグレードを実施します。
• The Merge: Execution LayerとBeacon Chainを統合し、コンセンサスアルゴリズムをPoSに移行します。

マージが完了すると、イーサリアムのブロック生成は、PoWマイナーではなく、PoSバリデーターによって行われるようになります。バリデーターは、32 ETHをステークすることで、ブロック生成の権利を得ることができます。バリデーターは、ブロックを生成するだけでなく、トランザクションの検証やネットワークのセキュリティ維持にも貢献します。

3. PoS移行による変化

マージによって、イーサリアムには様々な変化が生じました。主な変化としては、以下の点が挙げられます。

3.1. 電力消費量の削減

PoSへの移行により、イーサリアムの電力消費量は大幅に削減されました。PoWでは、ブロック生成のために膨大な計算処理が必要でしたが、PoSでは、暗号資産をステークするだけでブロック生成の権利を得られるため、電力消費量を大幅に抑えることができます。推定では、マージによってイーサリアムの電力消費量は99.95%以上削減されたとされています。

3.2. 発行量の減少

PoWでは、ブロック生成の報酬として新たなETHが発行されていましたが、PoSでは、ブロック生成の報酬はステークされたETHからの手数料で賄われるため、新たなETHの発行量は大幅に減少しました。これにより、ETHのインフレ率は低下し、ETHの価値が上昇する可能性があります。

3.3. スケーラビリティの向上

PoSへの移行は、イーサリアムのスケーラビリティ向上に貢献します。PoSは、PoWと比較してトランザクション処理能力が高く、より多くのトランザクションを処理することができます。ただし、マージだけではスケーラビリティの問題は完全に解決されません。イーサリアムのスケーラビリティをさらに向上させるためには、シャーディングなどの技術を導入する必要があります。

3.4. セキュリティの向上

PoSは、PoWと比較してセキュリティが高いと考えられています。PoWでは、51%攻撃と呼ばれる攻撃手法が存在します。これは、マイナーがネットワークの過半数の計算能力を掌握することで、トランザクションを改ざんしたり、二重支払いを実行したりする攻撃です。PoSでは、51%攻撃を実行するためには、ネットワークの過半数のETHをステークする必要があり、そのコストが非常に高いため、攻撃が困難になります。

4. マージ後のイーサリアムの展望

マージは、イーサリアムの進化における重要な一歩であり、今後のイーサリアムの発展に大きな影響を与えると考えられます。マージ後のイーサリアムは、以下の方向へ進化していくことが予想されます。

4.1. シャーディングの導入

シャーディングは、イーサリアムのスケーラビリティを向上させるための重要な技術です。シャーディングでは、イーサリアムのネットワークを複数のシャードと呼ばれる小さなネットワークに分割し、各シャードで並行してトランザクションを処理することで、トランザクション処理能力を向上させます。シャーディングの導入は、イーサリアムの普及を加速させる可能性があります。

4.2. Layer 2ソリューションの発展

Layer 2ソリューションは、イーサリアムのメインネットの負荷を軽減し、スケーラビリティを向上させるための技術です。Layer 2ソリューションには、ロールアップ、サイドチェーン、ステートチャネルなど、様々な種類があります。Layer 2ソリューションの発展は、イーサリアムの利用コストを削減し、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。

4.3. DeFiとNFTのさらなる発展

イーサリアムは、DeFi（分散型金融）とNFT（非代替性トークン）の基盤として広く利用されています。マージによって、イーサリアムの電力消費量が削減され、環境への負荷が軽減されたことで、DeFiとNFTのさらなる発展が期待されます。また、スケーラビリティの向上によって、DeFiとNFTの利用コストが削減され、より多くのユーザーがDeFiとNFTを利用できるようになる可能性があります。

5. まとめ

イーサリアムのマージは、イーサリアムの歴史における画期的な出来事であり、イーサリアムの将来に大きな影響を与えると考えられます。PoSへの移行によって、イーサリアムの電力消費量は大幅に削減され、発行量は減少しました。また、スケーラビリティとセキュリティも向上しました。マージ後のイーサリアムは、シャーディングの導入やLayer 2ソリューションの発展を通じて、さらなる進化を遂げることが期待されます。イーサリアムは、DeFiとNFTの基盤として、Web3の未来を牽引していくでしょう。