Eth2.0：イーサリアムの革新の道

イーサリアムは、ネットワーク活動の急増に伴い、取引コストが急激に上昇し、スケーラビリティのボトルネックがますます明らかになるという、ますます差し迫った問題に直面しています。各取引には高額なガス代が必要であり、これによりイーサリアム上の多くのアプリケーションがもはや経済的に実行可能ではなくなっています。この困難を解決するために、イーサリアムコミュニティが長い間温めてきたアップグレードプランがついに浮上しました。それが期待されているイーサリアム2.0（別名Eth2または「静寂」Serenity）です。

なぜイーサリアムはアップグレードが必要なのか？

イーサリアムの登場以来、分散型アプリケーション（DApp）とブロックチェーン技術はそのエコシステムの中で繁栄しています。特に分散型金融（DeFi）の革新の波の中で、多くのアプリケーションがイーサリアムの上に構築されています。しかし、この成長は挑戦ももたらしました。

イーサリアムが採用しているプルーフ・オブ・ワーク（PoW）コンセンサス・メカニズムは安全で信頼性がありますが、ネットワークの取引量が膨張するにつれて、必要な計算能力も倍増します。これにより取引速度が低下し、手数料が急騰し、最終的にはイーサリアムが次世代のインターネットアプリケーションを支える理想的なプラットフォームになることが難しくなります。

Eth2.0の3つのコアイノベーション

イーサリアム2.0は、スケーラビリティの危機を解決するために3つの革新的な改革を通じて、ネットワークの安全性と非中央集権的属性が損なわれないようにしています。

権利証明メカニズムの転換

マイナーの計算能力に依存するPoWとは異なり、プルーフ・オブ・ステーク（PoS）は全く新しい検証論理を導入しました。少なくとも32のETHを保有している限り、これらのトークンをステーキングしてバリデーターになることができ、取引を検証することで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、一般のユーザーもネットワークの維持に参加できるようになり、真の民主的なコンセンサスメカニズムが実現されました。

シャーディング技術の応用

現在、各ノードはイーサリアムネットワーク上の全取引履歴を保存し、処理する必要があり、これにより膨大なデータの冗長性と処理のボトルネックが生じています。シャーディングチェーンはネットワークデータを複数のサブセットに分解し、各ノードはそのうちの1つのシャードのみを管理する必要があり、これにより大量の取引を並行して処理でき、ネットワーク全体のスループットと効率が大幅に向上します。

信標チェーンの調整作用

データの一貫性と同期を確保するために、ビーコンサインが誕生しました。これはネットワーク全体の"コーディネーター"として機能し、並行して動作する各シャードチェーンにコンセンサスとセキュリティを提供します。ビーコンサインがなければ、シャード間のデータ共有は不可能になります。したがって、これはイーサリアム2.0の導入における最優先事項と見なされています。

現実から理想への段階的なロードマップ

Eth2.0の実施は段階的に進められ、各段階が安全かつ安定して実行されることを保証します。

第0段階：ビーコンサインの起動

この段階の核心は、ビーコンサインを展開することです。まだシャーディングチェーンはありませんが、ビーコンサインは一方向のストレージ契約を通じてバリデーターを受け入れ、ステーキングを開始します。注意が必要なのは、シャーディングチェーンが完全に稼働する前に、すべてのステーキングされたETHはロックされ、バリデーターは引き出すことができないということです。

信標チェーンは2020年12月1日に正式にローンチされ、イーサリアムのメインネットと並行して運用されています。この期間中、メインネットの取引は処理されず、活発なバリデーターとそのアカウント残高とのコンセンサスを継続的に築くことで経験を蓄積しました。

第1/1.5段階：シャーディングの統合とステークプルーフの引き継ぎ

第1段階ではシャーディングチェーンが導入され、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できるようになります。第1.5段階はイーサリアムメインネットが正式にシャーディングチェーンを統合し、PoWからPoSへの移行を開始することを示しています。この2つの段階は2021年に開始される予定でした。

合併：エネルギー消費から優雅な変化へ

"マージ"は、プルーフ・オブ・ワークからプルーフ・オブ・ステークへの最終ステップであり、イーサリアム2.0の進行中の重要な節目でもあります。この瞬間に、イーサリアムのメインネットは完全にビーコンサインに移行し、完全なPoSコンセンサスメカニズムを採用します。

ハードフォークとは異なり、合併は2つの独立したブロックチェーンを生成しません。イーサリアムは単一のブロックチェーンのアイデンティティを維持し、すべてのユーザーの取引履歴と資産記録はメインネットに完全に保持され、ユーザーは何の予防措置も講じる必要がありません。

第2段階：完全なシャーディングの誕生

最終段階では完全な形のシャーディングアーキテクチャが実現され、イーサリアム2.0は正式に次世代のイーサリアムとなります。その時、シャーディングチェーンはスマートコントラクトをサポートし、DApp開発者がEth2.0とシームレスに協力できるようになり、アプリケーションエコシステムの新たな章が開かれます。この段階はマージ後にリリースされる予定です。

展望：なぜこのアップグレードが重要なのか

Eth2.0は単なる技術の進化ではなく、イーサリアムエコシステムの存続をかけた重要な試みです。スケーラビリティの改善により、イーサリアムはより多くのアプリケーションやユーザーを支えることができ、スマートコントラクトプラットフォームとしてのリーダーシップを強化します。PoS、シャーディングチェーン、ビーコンサインなどの新機能の実装により、イーサリアムは暗号通貨エコシステムの中で最も活力があり持続可能なインフラストラクチャとしての地位を維持することが保証されます。

Eth2.0の完全なローンチにはかなりの時間がかかる可能性があり、予想以上になるかもしれませんが、イーサリアムの開発者チームはこの壮大な計画を着実に進めています。各段階が徐々に実現することで、イーサリアムは真の新生を迎えるでしょう。