イーサリアムのアップグレードによってもたらされる5つの変化

イーサリアムは2015年の発売以来人気を博してきましたが、最近では高額な取引手数料とスケーラビリティの低さが複雑なアプリケーションの実行に悪影響を及ぼしており、ユーザーからのイーサリアムの改善要求がますます切実になっています。 Ethereum 2.0 はしばらく前から開発が進められており、現在のインフラストラクチャの問題のいくつかに対処するために設計された、ここ数年で最大の Ethereum ネットワークの変更です。イーサリアムの創設者ヴィタリック・ブテリン氏によると、このアップグレードによりイーサリアムブロックチェーンの機能が加速され、大量導入が促進されるという。この記事では、Ethereum 2.0 の基本的な機能をレビューし、アップグレードによってシステムにどのような変更がもたらされるかを検討します。

Ethereum 2.0とは何ですか?

Ethereum 2.0 は一度限りのアップグレードではなく、今後数年にわたって完了するネットワークへの一連の変更です。現在、イーサリアムはビットコインと同じ PoW コンセンサス メカニズムを使用しています。このメカニズムは非常に安全で分散化されていますが、明らかな欠陥がいくつかあります。 PoW ブロックチェーンでは、マイナーは複雑な暗号化問題を解決するために高い計算能力を使用する必要があるため (トランザクションを検証する権利を競う)、オンチェーン トランザクションは遅くなります。さらに、計算能力をめぐる競争により電力消費が増加するため、ビットコインは環境保護主義者から攻撃を受けています。

Ethereum 2.0 は PoS Proof-of-Stake コンセンサス メカニズムを使用します。このメカニズムでは、バリデーターは計算能力を使って数学的な問題を解決してトランザクションを検証するのではなく、ブロックチェーンのネイティブ暗号通貨をスマート コントラクトにロックする必要があります。次に、ネットワークはステークサイズや時間の長さなどの複数の要素を分析してバリデーターをランダムに選択します。現在、Ethereum 2.0 のテスト プラットフォームであるビーコン チェーンには、290,000 を超えるバリデータが存在します。現在の計画によれば、今年6月にイーサリアムネットワークがビーコンチェーンと統合された後もバリデーターの数は増え続ける予定です。

Ethereum 2.0 は、ブロックチェーン コミュニティの歴史の中で最も期待されている開発の 1 つです。すべてが計画通りに進めば、イーサリアムはスケーラビリティの問題を解決し、一般ユーザーのアクセシビリティを向上させ、分散型アプリケーションの機能を強化する可能性があります。

Ethereum 2.0 では次の 5 つの変更がもたらされます。

1. 取引手数料を削減する

高いガス取引手数料が現在イーサリアムの最大の問題です。ガス料金とは、トランザクションの検証に計算能力を費やすマイナーに支払われる料金を指します。これらは「gwei」単位で測定され、ネットワークの需要に応じて変動します。通常、トランザクションの需要が高くなると、Ethereum ブロックチェーンは詰まります。この場合、マイナーはガス価格が高いトランザクション要求を優先し、それによって全体のガストランザクション手数料を押し上げます。 Ethereum が Proof-of-Stake (PoS) メカニズムに移行すると、トランザクションの処理がはるかに簡単になり、未処理のトランザクションがネットワークを詰まらせるのを効果的に防ぐことができます。

2. ネットワークスループットの向上

Ethereum 2.0 アップグレードの一部には、「シャーディング」の導入が含まれています。シャーディングはブロックチェーンを複数のチェーンに分割し、各チェーンはメインチェーンから独立してトランザクションを処理できるようになります。

PoW ブロックチェーンは、完全なチェーン上でトランザクションを記録します。たとえば、ビットコインのブロックチェーンは、2009 年にジェネシス ブロックがマイニングされて以来のすべてのトランザクション履歴を記録します。ただし、単一のチェーンで処理できるトランザクションの数には制限があります。ビットコインは 1 秒あたり 7 件のトランザクションしか処理できませんが、イーサリアムは 1 秒あたり 10 ～ 15 件のトランザクションしか処理できません。

シャーディングは、既存のメインチェーンに基づいて更新されたチェーンを作成します。イーサリアム財団によると、シャーディングプロセスによりイーサリアムブロックチェーンは64の異なるチェーンに分割される。これらのチェーンはすべてトランザクションの検証に使用できるため、Ethereum メインネットワークの負担が軽減され、エコシステム全体のスループットが大幅に向上します。

3. ハードウェア要件の削減

サトシ・ナカモトがビットコインを設計したとき、彼は誰もが取引の検証と記録のシステムに参加できるように意図していました。しかし、制度の変更により、一般の人がネットワーク検証に参加することは非常に困難になりました。マイニングの難易度が上がるということは、計算能力を確保するために高価な高度なコンピューターに投資する必要があることを意味します。イーサリアムは現在、同じ問題に直面しています。

さらに、ノードはブロックチェーン レコードのコピーも保持する必要があり、ノードは約 4 TB のデータを保存する必要があります。現在の市場価格では、4TB を超えるストレージ容量を備えたコンピューターは約数千ドルかかります。機器のしきい値が高すぎると、ネットワークの保護と構築に参加する資格のあるバリデーターを増やすことが難しくなります。

Ethereum による PoS コンセンサス メカニズムの導入により、バリデーターは強力な計算能力を備えた高度な機器を必要とせず、トランザクションを検証するためのサーバー レベルの機器のみで済みます。さらに、シャーディングにより、Ethereum ブロックチェーンの履歴を保存するために割り当てられるディスク領域が削減されます。将来、イーサリアムには 64 個のシャード チェーンが存在するため、バリデーターは 1 つのシャードの履歴、つまり全データの 1/64 のみを保存すれば済みます。

4. イーサリアムエコシステムの拡大

イーサリアムのプログラマビリティは、支払い決済システムとして機能するだけでなく、スマートコントラクトや分散型アプリケーション（dApps）の作成にも使用でき、NFTやDeFiなどの業界を支えています。 Ethereum EVM は、Ethereum ネットワーク内のさまざまなコンピューター (ノード) 上で実行されるスーパーコンピューターのようなものです。 EVM には、スマート コントラクトを実行し、ユーザーが dApp と対話できるようにするコードが格納されます。

EVM は Ethereum のネットワーク機能を大幅に向上させましたが、近年エコシステムへの圧力が高まったため、その有用性は低下しています。 2015 年に Ethereum が初めて作成されたときと比較すると、ゲーム (Axie Infinity、CryptoKitties)、DeFi プロトコル (Uniswap、Yearn)、DAO (MakerDAO) など、すでに多くの dApp が Ethereum のネットワーク上で実行されています。

EVM の負荷が増加したため、ネットワーク処理速度が急激に低下しました。しかし、コードは複雑なプログラミング言語 Solidity で記述されているため、EVM の改善は困難です。イーサリアムネットワーク開発の主要関係者によると、イーサリアム 2.0 では、EVM に代わるものとして、ワールドワイドウェブコンソーシアムが設計したイーサリアムウェブアセンブリ (eWASM) が導入される予定です。

eWASM を使用すると、開発者は C++ や Rust などのよりシンプルなコーディング言語を選択できます。さらに、eWASM は現在の Web 標準と互換性があるように設計されているため、通常のブラウザで簡単に実行できます。これにより、ユーザーはブラウザ拡張機能に頼ることなく、ブラウザから dApp に簡単にアクセスできるようになります。 eWASM の最大の利点は、開発者エコシステムへの影響です。言語オプションが追加されることで、より多くの開発者が Ethereum に集まり、コミュニティにおける革新と創造性がさらに促進されます。

5. 二酸化炭素排出量を削減する

イーサリアムがプルーフ・オブ・ステーク合意メカニズムに切り替えると、電力消費が削減され、環境への悪影響が軽減されます。実際、ビットコインやイーサリアム 1.0 などのプルーフ・オブ・ワーク ブロックチェーンのエネルギー集約的な性質は、環境保護論者や規制当局の間で懸念を引き起こしています。イーサリアムの公式ブログによると、PoS によりイーサリアムの電力消費が 90～95% 削減されるとのこと。さらに、ロールアップやシャーディングなどの他のスケーリング ソリューションも、ネットワークの規模の経済性を高めることで、トランザクションの全体的なエネルギー コストを削減します。

イーサリアム 2.0 の進捗

Ethereum Foundation が公開した情報によると、Ethereum 2.0 は 3 つのフェーズに分けられます。

フェーズ0

フェーズ 0 は、2020 年 12 月 1 日のビーコン チェーンのローンチから始まります。ビーコン チェーンはプルーフ オブ ステーク コンセンサスを導入し、完全なバリデーターになるには少なくとも 32 ETH をステークする必要があります。現在、ビーコンチェーンの総ロック価値（TVL）は約250億ドルです。ビーコンチェーンは、2022年第2四半期にイーサリアムメインネットと統合されます。統合後、イーサリアムネットワーク全体がPoSコンセンサスメカニズムに切り替わります。

フェーズ1

イーサリアム財団の計画によると、フェーズ 1 は 2022 年後半または 2023 年に実施される予定です。このフェーズのアップグレードではシャーディングが導入されますが、コード開発と監査が難しいため、具体的な時期は実際の状況に応じて調整されます。

フェーズ2

Ethereum 2.0 の最終フェーズでは、Ethereum 仮想マシン (EVM) を Ethereum Web コンポーネント (eWASM) に置き換えます。これにより、ユーザーと開発者にとって Ethereum へのアクセスが容易になります。ユーザーにとっては、組み込みのブラウザサポートにより、分散型アプリケーションの使用がより便利になります。開発者にとって、他の言語を自由に使用できることで、Ethereum ブロックチェーンのアプリケーション開発がはるかに容易になります。

Ethereum 2.0 は究極のソリューションでしょうか?

Ethereum 2.0 が成功するかどうかはまだ不明ですが、Ethereum 2.0 のアップグレードがもたらす多くの変化と全体的な兆候は比較的良好です。アップグレードが正常に実装されれば、Ethereum の基礎が完全に変わります。ガス料金の低減、アクセス性の向上、ユーザーエクスペリエンスの向上により、イーサリアムはブロックチェーン技術のリーダーになる可能性があります。