イーサリアム2.0クイックガイド

Vitalik Buterin氏が2015年にEthereumを立ち上げたとき、Bitcoinの優れた代替品として販売されましたが、おそらくそれには正当な理由があります。本質的に単なるデジタル通貨システムであるビットコインとは異なり、イーサリアムはアプリケーションの作成と実行に使用できる分散型プラットフォーム全体である。イーサリアムには独自の暗号通貨イーサがありますが、この通貨はより大きなエコシステムの一部に過ぎず、その存在意義の全てとは対照的です。

このようにブロックチェーンツールとして広く採用される余地があることから、イーサリアムはいつかビットコインを抜いて世界No.1の暗号通貨になると多くの人が信じていたのです。

しかし、そうはなっていない。

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イーサリアムの問題点

すべての暗号通貨と同様に、イーサリアムの取引は分散型の方法で検証される必要があり、ブロックチェーンの原理は、中央機関が行う評価とは対照的に、正確なコンセンサスに依存しています。しかし、コンセンサスを得るにはいくつかの方法があり、イーサリアムが使用している、あるいは少なくとも使用していた方法はProof-of-Workメカニズムでしたが、これには多くの固有の問題があります。

Proof-of-Workメカニズム（PoS）では、世界中の暗号採掘者が、複雑な数学的問題を最初に解決することを競い合います。この問題を最初に解いた人は、台帳を検証し、新しいブロックを作成し、その過程で暗号の支払いを受ける権利を得る。複雑そうに聞こえるかもしれませんが、ハッキングされにくく、検証しやすい、非常に安全なデータ更新方法なのです。

しかし、この安全性には代償が必要です。これらの数学的問題を解くために使用される計算力は、驚異的な量のエネルギーを必要とします。イーサリアムが機能するためには、年間107 TWh近くの電力を必要とすると推定されています。これはカザフスタンの国全体が毎年使用する電力量であり、別の言い方をすれば、個々のイーサリアムのトランザクションが、米国の平均的な家庭で9日間使用する電力量に相当するのです。

イーサリアムはスピードの問題にも直面しており、ブロックチェーンは1秒間に15～30件の取引しか検証できない。ブロックチェーンは1秒間に15～30件のトランザクションしか検証できないのだ。

確かに、クレジットカード会社はブロックチェーンを使用していない--少なくとも広く、まだ使用していない--ため、スピード面では明らかに優位に立つことができます。しかし、イーサリアムがグローバルな経済市場で競争したいのであれば、競争相手を選ぶことはできない。イーサリアムの取引処理速度の低さがネットワークの停滞と混雑を招いていることは有名で、何か手を打つ必要があったのです。

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イーサリアム2.0に参入

イーサリアム2.0は、これらの問題を解決することを目的としたオリジナルのブロックチェーンへの大幅なアップグレードです。スピードとスケーラビリティの向上を意図し、エコシステムの最も基本的な2つの変更点は、Proof-of-WorkからProof-of-Stakeメカニズムへの切り替えと、「シャーディング」の導入である。  

プルーフオブステーク

GPUのラックを24時間稼働させる暗号マイニングに依存するPoWとは異なり、Proof-of-Stake（PoS）では、暗号ネットワークの個々のメンバーが、チェーン内の次のブロックを検証する機会を獲得するために自分のトークンを賭けることが必要です。これらの個々の検証者は抽選で選ばれ、当選確率は賭けたトークンの数によって決まる。このシステムの欠点は、トークンを多く保有する者がネットワークをコントロールできる可能性があることだが、その一方で、より高速でエネルギー効率に優れ、膨大な計算能力を必要としないことである。  

PoSはイーサリアムのエネルギー使用量を99.95%削減するだけでなく、トランザクションレートのパフォーマンスを64倍に向上させるため、ネットワークを悩ませてきたボトルネックやエネルギーの問題を取り除くのに大いに役立つはずです。

シャーディング

ブロックチェーンをシャードという管理しやすい小さなパーツに分割するデータ分割の一種で、シャーディングプロセスは検証プロセスをスピードアップさせる。この仕組みにより、PoSの検証権を獲得した個人（バリデータ）は、イーサリアムのブロックチェーン全体の真偽を確認する必要はなく、その一部だけを確認すればよいことになります。ブロックチェーンが操作される可能性を避けるため、個々のバリデーターは定期的にシャード間で交代し、基盤となる「ビーコンチェーン」は、その上に構築されたシャードを調整するために使用されます。

PoSとシャーディングの導入に加え、イーサリアムの効率を向上させる役割を果たすと思われる他のコンセプトも数多く存在します。大量のトランザクションを処理するために設計されたブロックチェーンの追加レイヤーである「プラズマ」の導入から、イーサリアムネットワーク上の開発アプリケーションを最適化するために設計されたコーディングソリューションであるeWASMまで、あらゆるアップグレードが準備中です。

そして、Ethereum 2.0のパイプラインは確かにそうです。  

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2.0という神話

アップグレードに伴い、イーサリアム2.0は新しいプラットフォームというよりも、運用の見通しを変更したものです。実際、2022年1月にブロックチェーンの創設者は、新しいバージョンをイーサリアム2.0と呼ぶことをやめることにしました。技術的には、Eth1は「実行層」、Eth2は「合意層」と呼ばれるようになったが、簡略化のためにEthereum 2.0と呼び続けることにする。

イーサリアムのフルアップグレードが2023年までに全開になることはないため、2.0は2020年の発表以来、いくつかの明確なフェーズを経て到着しています。

フェーズ0では、その後のすべてのフェーズの基礎となるフレームワークであるBeacon Chainを立ち上げ、PoSメカニズムを使用してブロックを作成するバリデーターを管理しました。

2022年初頭、フェーズ1が導入され、主にシャードチェーンを展開することで構成されていました。前述の通り、これらの「ミニ」ブロックチェーンは、イーサリアムのエコシステム全体に取引データの作業負荷を分散しますが、この機能はフェーズ1.5とフェーズ2がリリースされるまで機能しないことに留意する必要があります。

フェーズ1.5は、Ethereum1.0とEthereum2.0のドッキング手順と考えることができる。このEthereum 1.0のメインネットとBeacon Chainの統合により、Ethereumのオリジナルブロックチェーンは、前のフェーズで導入された64シャードの1つとして機能することになります。

最後に、シャードの相互運用が完全に機能し、ネットワークがスマートコントラクトを扱えるようになるフェーズ2が待っているのである。Ethereum 2.0は技術的にはフェーズ1.5の後に運用可能とみなされるが、フェーズ2の後にのみ、別々のシャードチェーンがメインネットとして一緒に機能するようになるのである。

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最終的な結果

イーサリアム2.0の各フェーズが終了すると、ネットワーク全体のパフォーマンスが劇的に向上し、1秒間に最大10万件のトランザクションを処理できるようになります。  

このスピードはPoSメカニズムによるところが大きいが、このメカニズムを使用する際に懸念されるセキュリティは、最小限のバリデータ数（正確には16,384人）を規定することで相殺されている。このようにPoSのバリデーター数を大幅に増やすことで、ブロックチェーンはPoWシステムの分散性を維持し、非常に高い安全性を実現しています。

金融投資としてのイーサリアムに興味がある人にとって、これらのアップグレードは、通貨の市場価格の新たな高騰をもたらすはずです。取引手数料の削減と開発機会の増加により、イーサリアムが約束されたグローバルなブロックチェーンソリューションとしての地位をようやく確立したことで、イーサリアムの価値の長期トレンドは継続的な上昇となるはずです。

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A Gamechanger?

イーサリアム2.0の全機能がまだ確認されていないため、将来を正確にイメージすることは難しい。しかし、2.0ではProof of Workがネットワークから完全に削除され、stakingが採用されるため、結果として得られるメリットは、通貨と開発プラットフォームの両方としてのイーサリアムの普及率に大きな影響を与えるはずです。  

その結果、ブロックチェーン分野全体の検証メカニズムとしてProof-of-Workの終焉を見ることになるのだろうか。その可能性は十分にあります。18,465の暗号通貨が投資家の注目を集める中（2022年3月現在）、これらの通貨は自らの存在意義と魅力を高めるために、イーサリアムのPoSのパフォーマンスに注意深く目を光らせていることだろう。

Vitalik Buterin氏は、Bitcoinに代わるよりダイナミックなブロックチェーンを提供するためにEthereumを立ち上げたかもしれませんが、Ethereum 2.0はそれ以上に暗号の風景に広く影響を与える可能性があります。事実、暗号マイニングは今日ほど人気がないことはなく、イーサリアムのような規模のプレーヤーが動くと、世界も一緒に動く習性があります。