イーサリアムの進化:ETH 2.0とその暗号通貨への影響を理解する

Ethereum 2.0につながった問題

2015年のローンチ以来、Ethereum(ETH)はスマートコントラクト—仲介者なしで実行される自己実行型プログラム—を導入することでブロックチェーンに革命をもたらしました。この革新により、分散型アプリケーション(dApps)が繁栄し、ビットコインの支払い中心のミッションをはるかに超える「グローバルスーパーコンピュータ」が誕生しました。

しかし、Ethereumの元々のアーキテクチャには重大な制約がありました。ブロックチェーンはProof of Work(PoW)コンセンサス—ビットコインと同じエネルギー集約型の仕組み—に依存していました。マイナーは数分おきに複雑な数学的パズルを解く競争を行い、取引を確定させていましたが、その代償として膨大な電力を消費していました。ネットワークの成長とともに、次の3つの問題がますます深刻になりました。

  • ネットワークの混雑: 取引速度が13-14秒に遅延
  • 料金の高騰: ガス代が一般ユーザーにとって高額に
  • 環境へのダメージ: PoWシステムは大量の計算能力を必要とし、Ethereumの炭素フットプリントを持続不可能にしていた

2022年までに、Ethereumコミュニティはこれらの問題は段階的な修正ではなく根本的な再設計が必要だと認識しました。

マージ:Ethereumの歴史的な移行

2022年9月15日、Ethereumは多くの人が暗号資産界で最も重要なアップグレードと考える「マージ」を実行しました。これはPoWからProof of Stake(PoS)へのネットワーク全体の移行であり、ブロックチェーンの運用方法を根本的に変革しました。

PoSシステムでは、マイナーの代わりにバリデーターが登場します。計算競争に参加するのではなく、バリデーターは少なくとも32 ETHを直接ブロックチェーンにロック(「ステーク」)して取引の検証権を得ます。PoSアルゴリズムがランダムに新しいブロックを提案するバリデーターを選出すると、そのバリデーターは暗号資産ウォレットにETH報酬を受け取ります。このプロセスは1日に約7,200回繰り返されます。

この仕組みは、計算の brute force ではなく経済的インセンティブによる合意形成を実現しています。バリデーターは正直に行動することに経済的動機付けられており、虚偽のデータを提出したりオフラインになったりした場合、プロトコルが自動的に彼らのステークした暗号資産を「スラッシュ」(削除)します。

なぜPoSがETH 2.0にとってすべてを変えたのか

PoSへの移行は単なる技術的アップグレードにとどまらず、次の3つの側面で革新的な恩恵をもたらしました。

取引速度とコスト

マージ後、Ethereumの取引確認時間は13-14秒から12秒に短縮されました。さらに、ガス料金は劇的に低下し、2022年5月から9月の間だけで平均取引コストが93%削減されたことがデータで示されています。料金は依然として無視できない水準ですが、Ethereum 2.0のアーキテクチャがより効率的にスケールできることを示しています。

エネルギー消費

環境への影響は革命的でした。PoWマイナーは競争力を維持するために特殊なハードウェアを24時間稼働させる必要がありました。一方、PoSバリデーターはEthereumのソフトウェアを標準的なコンピュータ上で動かし、暗号資産はブロックチェーンにロックされたままです。Ethereum Foundationによると、PoSコンセンサス層は従来の実行層に比べて99.95%のエネルギー削減を実現しており、ほとんど想像できない効率向上です。

金融政策

PoWの下では、Ethereumは1日に約14,700 ETHを発行していました。これに対し、PoSシステムでは日次発行量はわずか1,700 ETHに減少し、88%の削減となっています。さらに、EIP-1559アップグレードの「バーン」メカニズム(取引手数料の一部を焼却する仕組み)と併用することで、Ethereum 2.0はETHの経済モデルを根本的に変えました。バーン率が日次発行量を超えると、ETHはデフレ化し、長期的な価値上昇を支える可能性があります。

Ethereum 2.0は実際にどう機能するのか

バリデーターの要件

Ethereum 2.0のバリデーターになるには、技術的なインフラと資本のコミットメントが必要です。見込みのあるバリデーターは、Beacon Chain—Vitalik Buterinが2020年12月に導入したPoSのテストネット—に32 ETHを預ける必要があります。

ステーク後、バリデーターは自分のコンピュータ上でブロックチェーンのクライアントソフトウェアを動かし、常に接続を維持して取引ブロックの処理と検証を行います。プロトコルの設計により、バリデーターはネットワーク全体に分散し、特定の主体が支配的にならないようになっています。

報酬とペナルティ

バリデーターは、ステーク量とネットワークへの参加度に応じてETH報酬を得ます。ただし、リスクも伴います。もしバリデーターが対立するブロックを提案したり、割り当てられた検証スロット中にオフラインになったり、規則に違反した場合、ペナルティとしてステークした32 ETHの一部が「スラッシュ」され、永久に失われます。

このペナルティシステムは、不正行為に対する強力な抑止力となっています。ステークの25%を失うバリデーターは、正直に参加することで得られる報酬と比べて経済的に合理的ではない攻撃を思いとどまらせる仕組みです。

委任ステーキング

全員が32 ETHを用意できるわけではなく、バリデーターのインフラ管理も難しいため、Ethereum 2.0では委任(デリゲーション)が導入されました。ユーザーは任意のETHをバリデーターのステーキングプールに預け、比例した報酬を受け取ります。これらのプールは、暗号資産取引所やウォレットサービス、DeFiプラットフォームのLido Financeなどの第三者運営によって管理されています。

委任者はオンチェーンのガバナンス決定に対する投票権を放棄しますが、バリデーターの不正行為によるスラッシュリスクは引き継ぎます。つまり、選んだバリデーターが不正を働けば、委任者もETHを失う可能性があります。

ETH 2.0とEthereum 1.0の主な違い

コンセンサスメカニズムの変化により、いくつかの永続的な違いが生まれました。

項目 Ethereum 1.0(PoW) Ethereum 2.0(PoS)
バリデーターの要件 マイニングハードウェア; 連続電力供給 32 ETHのステーク; 標準的なコンピュータ
取引速度 13-14秒/ブロック 12秒間隔
エネルギー使用量 非常に高い(年間数百万kWh) 99.95%削減
日次発行量 約14,700 ETH 1,700 ETH
料金削減 なし 約93%削減(2022年5-9月)

重要なのは、ETHトークンの基盤となるコードは変わらず同一であることです。Ethereumベースの資産—ETH自体、LINKのようなERC-20トークン、CryptoPunksのようなNFT—は、2022年9月15日に自動的にPoS層に移行しました。ユーザーはコインの「アップグレード」や新しいトークンの購入をする必要はありません。詐欺師がこの混乱を利用し、「ETH2コイン」と偽って販売しようとしましたが、Ethereum Foundationはこれらの詐欺に対して一貫して警告しています。

今後の展望:計画された5つのアップグレード

マージは画期的な出来事でしたが、Ethereum 2.0の開発は5つのフェーズを通じて継続しています。

The Surge(2023年以降)
「シャーディング」を導入し、ブロックチェーンのデータをより小さく管理しやすいチャンクに分割します。これにより、すべてのバリデーターがすべての取引を処理するのではなく、並列処理が可能となり、混雑を大幅に軽減し、取引容量を10万件以上に引き上げることを目指します。

The Scourge
このフェーズは、バリデーターが取引の順序操作(最大抽出価値、MEV)を通じて不当な利益を得るのを防ぐことに焦点を当てます。強化されたプロトコルにより、取引データの検閲や搾取に抵抗力を持たせます。

The Verge
「Verkle木」と呼ばれる高度な暗号証明構造を導入し、バリデーターのストレージ負担を軽減します。軽量化されたバリデーター要件により、参加者が増え、分散化が促進されます。

The Purge
不要になったブロックチェーンデータを削除し、ストレージ空間を解放します。これにより、参加のハードルが下がり、10万TPS超えの処理も目指します。

The Splurge
Vitalik Buterinは、この最終フェーズを「たくさんの『楽しい』こと」と曖昧に表現していますが、具体的な詳細は未公開です。追加のスケーラビリティソリューションやエコシステムの拡張が含まれる可能性があります。

ETH 2.0の恩恵を受けるのは誰か?

開発者とアプリケーション
料金の低減と高速化により、複雑なdAppsの構築がより実用的になりました。環境改善は、気候への影響を気にする開発者も惹きつけています。

投資家
発行量の削減とバーンによるデフレ化の可能性(バーンが新規供給を超える場合)は、ETHの長期的価値を支えると考えられます。ステーキング報酬はETH保有者に収入源を提供します。

環境保護派
99.95%のエネルギー削減により、Ethereumは環境負荷の高いブロックチェーンから持続可能なネットワークへと変貌を遂げました。この変化は、PoWの気候負荷に抵抗していた機関投資家の関心も引きつけています。

Web3エコシステム
Ethereumが分散型ネットワークの効率的な運用を示すことで、成熟とスケーラビリティの証となり、ブロックチェーン採用を模索する企業やユーザーにとって重要な指標となっています。

ETH 2.0参加者への重要な注意点

スラッシュリスク
ETHをステークしたバリデーターは、オフラインや規則違反により自動的にペナルティを受けます。委任者もこのリスクを間接的に引き継ぎ、バリデーターの不正行為により預けたETHを失う可能性があります。

ロックイン期間
ステークしたETHは、検証中は引き出せません。退出後に資金を引き出すには数時間から数日かかる場合があります(ネットワーク状況による)。

詐欺に注意
Ethereum Foundationは、「ETH2アップグレード」の詐欺に対して引き続き警告しています。ETHトークンは一度も変換や交換を必要としません。これに反する主張をする者はほぼ確実に詐欺です。

結論:ETH 2.0の意義は技術を超えて

Ethereum 2.0は単なる技術的アップグレード以上の意味を持ちます。PoSへの移行は、主要なブロックチェーンネットワークがセキュリティと分散性を維持しながら、根本的にコンセンサスメカニズムを再構築できることを証明しました。取引手数料の93%削減、エネルギー消費の99.95%削減、そして金融政策の刷新により、EthereumはPoWの前身よりも持続可能でスケーラブルな選択肢となっています。

今後数年間で「The Surge」「The Scourge」「The Verge」「The Purge」「The Splurge」が展開される中、Ethereumは10万TPS超えを目指しながらも分散性を維持し続けることを目標としています。このロードマップは、ETH 2.0が始まりに過ぎず、より野心的なアップグレードの土台となることを示しています。

投資家、開発者、ユーザーにとって、Ethereum 2.0はすでに効率性と持続可能性の面で明確な改善をもたらしています。今や問われているのは、PoSへの移行が成功するかどうかではなく、ネットワークがどれだけスケールしながらも分散性を保てるかということです。

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