イーサリアムのアップグレードの道：ETH 2.0がブロックチェーンの未来をどのように変えるかを理解する

なぜイーサリアムは変革が必要なのか

イーサリアムネットワークの誕生以来、それに基づく分散型アプリケーション (DApp) とブロックチェーンの革新は指数関数的に増加しています。特に分散型金融 (DeFi) の分野では、多くの革新的な金融商品がイーサリアム上で構築されています。しかし、この成功は課題ももたらしました。

ユーザーと取引量が増加し続ける中、ネットワークの混雑は避けられないものとなりました。すべての取引には燃料費が必要であり、その費用の増加速度はユーザーの予想をはるかに超えています。イーサリアムが次世代のインターネットのインフラストラクチャーになるためには、この根本的な経済問題を解決しなければなりません。さもなければ、大規模なアプリケーションは単なる夢に過ぎなくなります。これが ETH 2.0 が誕生した理由です。

ETH 2.0：全体的なネットワーク革新

イーサリアム 2.0（別名 Eth2 または「静寂」）は単なるプログラムの更新ではなく、システム的なアーキテクチャの再構築です。その核心的な約束は明確です：安全性と分散化を犠牲にすることなく、ネットワークの速度、効率、拡張性を大幅に向上させることです。

このアップグレードが何年もかかる理由は、安全に分散型ブロックチェーンシステムを拡張すること自体が非常に複雑な工程だからです。イーサリアムチームは、複数の次元でバランスを取らなければなりません。設計上の欠陥は、壊滅的な結果をもたらす可能性があります。この慎重さがあるからこそ、ETH 2.0は段階的かつ堅実に進められています。

三大支柱：権益証明、分割とビーコーンチェーン

マイニングからステーキングへ：プルーフ・オブ・ステークの誕生

現在、イーサリアムはプルーフ・オブ・ワーク (PoW) メカニズムに依存してネットワークの安全性を維持しています。マイナーたちは複雑な数学の謎を解くことで取引を検証し、報酬を得ています。しかし、ブロックチェーンの規模が拡大するにつれて、必要な計算能力が指数関数的に増加し、エネルギー消費とハードウェアコストが急増しています。

権益証明 (PoS) はこのメカニズムを全く新しい論理で再構築しました。PoSシステムでは、バリデーターは高エネルギー消費の計算競争を行う必要はなく、リスク担保として最低32枚のETHをステークするだけです。取引を確認することで、バリデーターは直接的な経済的報酬を得ることができます。これにより、エネルギー消費が大幅に削減されるだけでなく、より多くの人々がネットワークの安全維持に参加する機会が得られます。

シャーディング：並行処理のブレークスルー

イーサリアムの各ノードは現在、ネットワーク全体の完全な取引履歴を保存、計算、検証する必要があります。この「フルストレージ」モデルは分散化を確保しますが、スケーラビリティのボトルネックにもなっています。

シャーディング技術はこの現状を変えました。シャーディングチェーンはブロックチェーン全体の特定のサブセットのみを含み、各ノードはネットワークの1つの「シャード」または「スライス」のみを維持すればよいのです。このような分散型の負荷分散により、ネットワークは同時に何倍もの取引量を処理でき、システムのスループットが大幅に向上します。

ビーコントレイン：シャーディングのコーディネーター

シャーディングチェーンを独立して動作するシステムと見なす場合、ビーコンサリーはそれらを同調させる指揮官です。複数のシャードが異なる取引を並行して処理する際、ビーコンサリーは統一されたコンセンサス層を提供することで、すべてのシャード間の情報の同期と調整を確保します。

信標チェーンがなければ、シャーディング間で状態を共有することができず、スケーラビリティも話題にすることができません。だからこそ、信標チェーンは ETH 2.0 の最初のコア機能と見なされています。

イーサリアム 2.0 の段階的推進

ETH 2.0の発表は、慎重に策定されたロードマップに従い、複数の段階に分かれて段階的に進められます。

第 0 階段：ビーコーンチェーンは2020年12月1日に正式に発表されました。この段階では、ビーコーンチェーンは独立して運行し、バリデーターのステーキングと委任を受け入れますが、メインネットの取引はまだ処理されていません。ステーキング者はシャーディングチェーンが完全に稼働するまで資金を引き出すことができず、次の段階を待つ必要があります。

第 1 と第 1.5 段階：シャーディングチェーンが正式に導入され、バリデーターが PoS メカニズムを通じてブロックチェーン上にブロックを構築し始めます。これにより、イーサリアムメインネットは PoW から PoS への移行を開始します。

マージ（The Merge）：これは ETH 2.0 歴史の転換点です。現在のイーサリアムメインネットプロトコルがビーコーチェーンの PoS システムに統合されます。強調すべきは、マージによって二つの別々のブロックチェーンが生成されることはないということです；イーサリアムは統一されたチェーンとして維持され、すべてのユーザーの取引履歴と資産は完全に保持されます。

第2段階：シャーディング機能が完全に成熟し、スマートコントラクトがシャード上で実行できるようになります。DApp開発者や他の技術ソリューションは、ETH 2.0エコシステムにシームレスに統合できるようになります。

展望：イーサリアムの未来

ETH 2.0の到来は一朝一夕の出来事ではなく、継続的な進化の結果です。このアップグレードの意義は技術的な側面を超えています：それはイーサリアムが激しいブロックチェーン競争の中で先頭に立ち続けることができるか、世界中の数十億のユーザーに手頃で効率的なサービスを提供できるかに関わっています。

PoS、シャーディング、ビーコンサインなどの革新により、イーサリアムはもはやスケーラビリティに束縛されることはありません。開発チームの推進に伴い、ETH 2.0 は順調に実施されています。暗号通貨エコシステム全体にとって、イーサリアムのこの変革は、分散型アプリケーションの未来の境界を決定づけるでしょう。