プルーフ・オブ・ワークからプルーフ・オブ・ステークへ:イーサリアム2.0とETH 2.0の革新的な影響について理解する

ビットコインの登場以来、イーサリアム2.0ほど暗号通貨の風景を劇的に変えた技術革新はほとんどありませんでした。2022年9月にイーサリアムが新しいコンセンサスメカニズムに移行した際、単なるブロックチェーンのアップグレードにとどまらず、分散型ネットワークの運用方法を根本的に再構築しました。イーサリアム2.0は、前例のないスケーラビリティの可能性と環境負荷の大幅な削減を兼ね備えた、暗号史上最も重要な瞬間の一つです。

なぜイーサリアムはアップグレードを必要としたのか:プルーフ・オブ・ワークの問題点

イーサリアム2.0を理解する前に、なぜ元のブロックチェーンが制約を抱えていたのかを認識することが重要です。イーサリアムは当初、ビットコインと同じコンセンサスメカニズムであるプルーフ・オブ・ワーク(PoW)に依存していました。PoWでは、世界中の何千ものコンピュータが複雑な数学的パズルを解くために競い合い、膨大な計算能力と電力消費を必要とします。

このモデルは三つの重大なボトルネックを生み出しました。第一に、取引処理速度が遅く、イーサリアムは1秒あたりの取引数に制限がありました。第二に、ピーク時のネットワーク混雑によりガス料金が急騰し、一般ユーザーにとって高額になっていました。第三に、環境コストが非常に高く、ビットコインや初期のイーサリアムは国全体のエネルギー消費に匹敵するエネルギーを消費しており、暗号通貨の持続可能性に対する懸念が高まっていました。

2021年から2022年にかけて、これらの制約はイーサリアムの主流採用を妨げる要因となっていました。イーサリアムの開発チームは、ビタリック・ブテリンなどのリーダーのもと、根本的な変革が必要だと認識していました。

マージ:イーサリアム2.0のプルーフ・オブ・ステークへの移行

解決策は「マージ」と呼ばれるもので、2022年9月15日に完了しました。この節目の出来事により、イーサリアムはPoWシステムからプルーフ・オブ・ステーク(PoS)コンセンサスメカニズムへと移行しました。これは、多くの人がブロックチェーン史上最も重要なアップグレードと考える変革です。

イーサリアム2.0のPoSシステムでは、エネルギーを大量に消費するマイニングリグの必要がなくなります。コンピュータがパズルを解くために競い合う代わりに、バリデーターは暗号通貨を直接ロックすることでネットワークを守ります。この根本的な変化により、イーサリアム2.0は計算競争ではなく経済的インセンティブによって取引を検証できるようになったのです。

技術的な面でも革新的でした。PoWでは専用ハードウェアを常時稼働させる必要がありましたが、イーサリアム2.0では標準的なコンピュータを使ってバリデーターがブロックを検証できます。イーサリアム財団はこの新システムを「コンセンサス層」と呼び、別のブロックチェーンではなく進化の一形態であることを明確にしています。

イーサリアム2.0のPoSシステムの仕組み:バリデーター、ステーキング、報酬

イーサリアム2.0の運用には、バリデーターがネットワークの安全性を維持する仕組みの理解が必要です。イーサリアム2.0のバリデーターになるには、最低32ETHを直接ブロックチェーンにロックする必要があります。これは正直に行動するインセンティブとなる誓約です。

システムはシンプルに設計されています。PoSアルゴリズムは、1日に約7200回、ランダムにバリデーターを選出し、新しい取引ブロックを提案させます。バリデーターが成功裏にブロックを追加すると、その報酬としてETHが直接ウォレットに送られます。報酬の額は、その時点でネットワークに参加しているバリデーターの総数によって変動します。

悪意ある行動を防ぐために、イーサリアム2.0はスラッシング(削除)メカニズムを導入しています。もしバリデーターが虚偽の情報を提出したり、不正行為を行ったりした場合、そのステークされたETHの一部が自動的に没収(スラッシュ)されます。オフラインになったり義務を怠ったりしたバリデーターも罰則を受け、ネットワークの信頼性を高めています。

この仕組みは、金融的インセンティブとネットワークの健全性を一致させる自己調整型のエコシステムを形成しています。

エネルギー効率と経済性:イーサリアムとイーサリアム2.0の比較

最も即効性があり称賛された違いは、環境への影響です。イーサリアム財団によると、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います。この驚異的な削減により、暗号通貨は環境負荷の高い技術から持続可能な技術へと変貌を遂げました。

具体的に言えば、PoWのイーサリアムは常時稼働する巨大な計算リグを必要とし、バリデーターごとにキロワット単位の電力を消費していました。一方、イーサリアム2.0のPoSバリデーターは、普通のコンピュータ上でブロックチェーンソフトウェアを動かしながらネットワークに参加します。これにより、安全性を保ちつつもエネルギー効率の高いシステムとなっています。

環境面だけでなく、イーサリアム2.0はネットワークの経済モデルも変えました。アップグレード前は、毎日約14,700ETHが新たに発行されていましたが、PoS移行後は1,700ETHに減少し、約88%の削減となっています。2021年のEIP-1559アップグレードにより、取引手数料の一部が焼却される仕組みと相まって、イーサリアムはデフレ化も可能となっています。

YChartsのデータによると、2022年5月から9月にかけて平均ガス料金は93%も低下しました。さらに、イーサリアム2.0は新しい取引バッチの確認を従来の13〜14秒から12秒に短縮し、確認速度の向上も実現しています。

イーサリアム2.0のロードマップ:未来を築く

マージはイーサリアムの進化の始まりに過ぎません。ビタリック・ブテリンとイーサリアム財団は、ネットワークを段階的に強化するための五つの主要アップグレードを計画しています。

サージは、「シャーディング」機能の導入を目指しています。イーサリアムのデータを小さな並列ユニットに分割し、複数のシャードに分散させることで、処理能力を飛躍的に向上させ、混雑を緩和します。

スカージは、ユーザーの安全性とプロトコルの堅牢性に焦点を当て、特に最大抽出可能価値(MEV)や検閲耐性の脆弱性に対処します。これにより、操作やフロントランニング攻撃に対してより耐性のあるネットワークを目指します。

ヴァージは、Verkle木と呼ばれる高度な暗号証明を導入し、バリデーターのデータ負荷を軽減します。これにより参加のハードルが下がり、ネットワークの分散性が促進されます。

パージは、古くなった冗長なデータを削除し、ストレージの空き容量を増やし効率を向上させる段階です。このフェーズでは、イーサリアム2.0は1秒あたり10万を超える取引処理も可能になると見込まれています。

スプルージは、ビタリック・ブテリンがユーモアを交えて「とても楽しい」と語る段階で、具体的な内容はまだ開発中です。

これらのアップグレードは、スケーラビリティに制約されたプラットフォームから、堅牢で効率的なグローバルコンピュータへとイーサリアムを変革する壮大なビジョンを示しています。

ETH 2.0への参加:誰でもできる委任ステーキング

フルバリデーターになるには32ETHのロックが必要ですが、イーサリアム2.0はより簡単に参加できる方法として委任ステーキングを導入しました。少額のETHを持つ人も、サードパーティの提供するバリデータプールに預けることで参加可能です。

Lido Financeや主要な暗号取引所、分散型金融(DeFi)プラットフォームなどが委任ステーキングを提供しており、少額からステーキング報酬を得ることができます。委任者はガバナンスの投票権を一部放棄しますが、バリデータの運用責任を負わずに済みます。

この仕組みにより、イーサリアム2.0への参加は大きく拡大しました。少なくとも0.01ETHから委任サービスを通じてステークできるため、資本の少ない参加者も気軽に参加可能です。ただし、委任したバリデーターが不正行為を行った場合、委任者も全てのステークを失うリスクがあります。

自己防衛:ETH 2.0の詐欺とその手口

イーサリアム2.0の注目度が高まるにつれ、詐欺師は初心者の混乱を悪用しました。イーサリアム財団は、「ETHをETH2トークンにアップグレードしなければならない」や、「Ethereum 2.0の専用コインが存在する」といった詐欺行為に対して警告しています。

この警告は非常に重要です。2022年9月のマージ後、すべてのイーサリアムベースのトークン(LINKやUNIなどの代替トークンやCryptoPunksのNFTも含む)は自動的にコンセンサス層に移行しました。ユーザーが何か操作を行う必要はなく、別の取引も不要でした。

同じ原則は、すべてのイーサリアムエコシステム資産に適用されます。元のETHトークンや関連トークンは、機能や価値において変わりません。唯一変わったのは、コンセンサスメカニズムだけです。これを主張するウェブサイトや取引所、サービスは詐欺の可能性が高く、資金を盗もうとしています。

イーサリアム2.0が暗号通貨の未来に与える永続的な影響

イーサリアム2.0は、大規模なブロックチェーンネットワークが持続可能で効率的なコンセンサスメカニズムに移行できることを証明しました。この成功は、PoSの採用を促進し、暗号通貨の環境責任に関する議論に影響を与えました。

ユーザー、開発者、投資家にとって、イーサリアム2.0はブロックチェーン技術が進化できる証拠です。Proof-of-WorkからProof-of-Stakeへの大規模な移行は、分散型システムの堅牢性を証明し、Web3アプリケーションやデジタルイノベーションの新たな可能性を開きました。今後もサージ、スカージ、ヴァージ、パージ、スプルージの各フェーズを経て、イーサリアム2.0は暗号コミュニティが描いたスケーラブルで持続可能なグローバルコンピュータへの道を歩み続けます。

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