ビットコイン（BTC）に次ぐ世界で2番目に人気のあるブロックチェーンプラットフォームであるイーサリアム（ETH）は、前任者がそうではないすべてのものになることを目指しています。ビットコインの制限のいくつかは、プルーフオブワーク（PoW）コンセンサスアルゴリズムに対する前者の主張や全体的なスケーラビリティの欠如など、イーサリアムを妨げています。ビーコンチェーン、マージチェーン、シャードチェーンを含むイーサリアムのマルチフェーズアップグレードは、いくつかのインフラストラクチャの変更を行うことで、イーサリアムネットワークのスケーラビリティとセキュリティを向上させることを目的としています。最も注目すべきは、プルーフオブワーク（PoW）コンセンサス方式からプルーフオブステーク（PoS）モデルへの変換であり、どちらもプロトコルにさまざまな違いがあります。
2013年、イーサリアムの作成者であるVitalik Buterinは、必ずしも金融を中心としないアプリやその他のメリットをサポートするブロックチェーンプラットフォームを提案しました。ブテリンは、開発者が分散化の力を利用して、ガバナンスシステム、融資プラットフォーム、データベースを構築し、デジタル空間で物理的資産を表現するなど、さまざまなことができる世界を見ました。
ブテリンはイーサリアムをグローバルスーパーコンピューターと見なしていますが、ネットワークは妥当な時間枠で数百のトランザクションを検証するのに苦労しています。イーサリアムで少量の取引を行うユーザーは、100％を超える手数料と追加費用を支払う必要があります。世界がネットワーク上で相互作用する方法に革命を起こすことを目指しているプラットフォームの場合、イーサリアムは間違いなくいくつかの疑わしいテクノロジーに基づいて構築されています。
幸いなことに、ブテリン、さまざまなネットワーク開発者、およびイーサリアム財団は、プロジェクトの制限を認識しています。イーサリアムのチームは、イーサリアムのブロックチェーンの制限により、機関投資家やその他の利害関係者がイーサリアムを採用できないことも理解しています。
イーサリアムのスケーラビリティの問題を解決するために、ブテリンとETHの乗組員は、イーサリアム2.0またはEth2と呼ばれるネットワークアップグレードの概要を説明しました。イーサリアム2.0は、イーサリアムの動作に基盤を変える変更をもたらしますが、実装には何年もかかります。 2020年以来、イーサリアムの開発者は、イーサリアムをこれまで以上に高速で、より安全で、よりアクセスしやすいものにすることを望んで、ネットワークのアップグレードを実現するためにたゆまぬ努力を続けてきました。
Ethereum 2.0は、ネットワークのコンセンサスアルゴリズムに大きな変化をもたらしました。イーサリアムがエネルギー集約型のプルーフオブワークアルゴリズムを実行する代わりに、Eth2アップグレードは、プルーフオブステークアルゴリズムに切り替えることを意味します。
PoSアルゴリズムは、スケーラビリティ、セキュリティ、アクセシビリティなど、ネットワークのさまざまな側面を調整することで、PoWアルゴリズムに比べて多くの利点をもたらします。
ブロックチェーンのコンセンサスに関しては、プルーフオブワークはビットコイン（世界初の暗号通貨）によって実装された元の方法でした。 PoWでは、マイナー、グラフィックスプロセッシングユニット（GPU）や中央処理装置（CPU）などのコンピューターパワーを貸し出すユーザーが、複雑なアルゴリズムを解決し、ブロックを検証します。ブロックは、ブロックチェーンネットワーク内で一定量のトランザクションを保持します。ブロックがいっぱいになると、マイナーによって検証され、ブロックチェーンにログオンします。
基本的に、二重支払いや重複したトランザクションを防ぐために、トランザクションのすべてのブロックが一意であることが証明されている必要があります。各ブロックには、その一意性を証明する独自の64桁の16進コードがありますが、鉱夫はそのコードを見つける必要があります。マイナーコンピューターによって貸与された電力は、16進コードを解決するために使用されるため、プルーフオブワークのモニカです。コンピューターは実際の力を利用して仕事をし、ブロックを解決しています。
残念ながら、ブロックの採掘は環境にやさしいものではありません。大量の電力を利用し、鉱山労働者の電気代を大幅に引き上げます。さらに、暗号通貨のマイニングは競争です。グラフィックカードが1枚しかない鉱山労働者は、数千とは言わないまでも数百のカードを使った操作と競合しています。コードを見つけた最初のマイナーだけがビットコインで報酬を受け取り、適切なマイニングリグに投資するためのお金があまりないユーザーを制限します。マイニングプールに参加するなど、マイニングだけに代わる方法もありますが、マイニング報酬は数十人の参加者に分配されます。
ただし、プルーフオブステークは、PoWコンセンサスアルゴリズムに固有の多くの問題を解決します。プルーフオブステークは、ユーザーがトランザクションを検証する必要があるという点でマイニングに似ています。ただし、PoSネットワークの参加者はバリデーターと呼ばれます。バリデーターは、ある量の暗号通貨をネットワークに賭ける、またはロックインするユーザーです。資金を固定するために、これらのユーザーは、バリデーターになりたいことをネットワークに通知します。バリデーターによって賭けられる資金が多いほど、これらのユーザーは参加に対する報酬を獲得できます。
バリデーターとして、ユーザーは参加しているネットワーク上で行われたトランザクションを検証する責任があります。バリデーターがトランザクションを検証すると、ブロックチェーンに送信され、バリデーターは報酬を獲得します。 PoWシステムと比較すると、高価なハードウェアを必要とせずに資金があれば誰でも参加できるため、PoSはよりアクセスしやすくなっています。
より多くのユーザーがネットワークに接続してトランザクションを検証するため、ネットワークのアクセシビリティはスケーラビリティの向上につながります。ネットワークを検証するユーザーが増えると、セキュリティと分散化も向上します。 PoSネットワークには、悪意のある攻撃者が攻撃する1つの中心点ではなく、ますます多くの安定点があります。 PoSはPoWネットワークでのマイニングよりも必要な電力が少ないため、環境へのPoSネットワークの影響も少なくなります。
ネットワークの分散化を強化すると、51％攻撃と呼ばれる攻撃を防ぐこともできます。これは、ノードの51％を制御し、意図しないトランザクションを検証する悪意のある攻撃者が関与するPoWネットワークで標準的な攻撃です。ある意味で、プルーフオブステークは51％の攻撃を防ぎます。これを試みるには、ネットワーク上のすべてのトークンの51％を保持する必要があるためです。 PoSネットワークですべてのトークンの51％を保持することはほとんど不可能に聞こえます。これを行うには、潜在的に数百のイーサリアムウォレットから一度に盗む必要があるためです。
アップグレードが完了すると、イーサリアムはすべてのプルーフオブステークのメリットを享受します。 PoSは、イーサリアムのスケーラビリティ、アクセシビリティ、セキュリティを向上させ、環境にやさしいものにします。しかし、イーサリアムを2.0ネットワークに移行するのは簡単な作業ではなく、ユーザーからの大量の入力と、変更を有効にするためにかなりの時間が必要です。
イーサリアムの2.0への移行は、さまざまな段階に分けられます。
イーサリアム2.0アップグレードのフェーズ0では、ビーコンチェーンと呼ばれるものが導入されています。 2020年12月1日に開始されたビーコンチェーンは、PoSへの移行を示し、ユーザーがイーサリアムを賭けて（ロックして）検証者になることを可能にします。とはいえ、フェーズ0はメインのイーサリアムブロックチェーンには影響しません。ビーコンチェーンはイーサリアムのメインネットの横に存在します。ただし、ビーコンチェーンとメインネットの両方が最終的にリンクされます。目的は、メインネットをビーコンチェーンで制御および調整されたプルーフオブステークシステムに「マージ」することです。
さらに、潜在的なバリデーターは、32 ETHを賭けることで、ビーコンチェーンへの関心を登録できます。 32 ETHが数万ドル相当のイーサリアムであることを考えると、ユーザーに32ETHを賭けるように求めるのは難しい注文です。賭けられた資金も2年以上保持され、イーサリアム2.0の発売準備が整ったときにのみリリースされます。初期のバリデーターは、プロジェクトの将来に非常に熱心に取り組むことが期待されているため、高いエントリー要件があります。
フェーズ1は2021年半ばに開始される予定でしたが、開発者がイーサリアム2.0の遅延の大きな理由として未完成の作業とコード監査を挙げたため、2022年初頭に延期されました。この次の段階では、ビーコンチェーンをメインネットとマージし、正式にPoSコンセンサスアルゴリズムに切り替えます。フェーズ1以降、Eth2はイーサリアムのトランザクションの全履歴を格納し、PoSネットワークでのスマートコントラクトをサポートします。イーサリアム2.0がネットワークからマイニングを削除するため、ステーカーとバリデーターが正式に行動に移します。多くの鉱夫が彼らの持ち株を手に入れ、バリデーターになるために彼らを賭けることが期待されています。
当初、開発者は、シャーディングを導入するためのイーサリアム2.0アップグレードのフェーズ1を意味していました。シャーディングは、データベース（この場合はブロックチェーン）をシャードと呼ばれるさまざまな小さなチェーンに分割する行為です。 Eth2には64個のシャードがあります。つまり、ネットワークの負荷を64個の新しいチェーンに分散します。シャードは、ハードウェア要件を下げることにより、ノードの実行を容易にします。このアップグレードは、メインネットとビーコンチェーンが統合された後に行われます。
Ethereum 2.0を使用すると、バリデーターや他のユーザーが独自のシャードを実行して、トランザクションを検証し、メインチェーンに過度の輻輳が発生しないようにすることができます。シャードネットワークがイーサリアムエコシステムに安全に入るには、プルーフオブステークコンセンサス方式が必要です。ビーコンチェーンにステーキングが導入され、シャードチェーンの更新が後で行われる準備が整います。
最後に、フェーズ2ではEthereumWebAssemblyまたはeWASMが導入されます。 WebAssemblyは、World Wide Web Consortiumによって作成され、Ethereumを現在よりも大幅に効率的にするように設計されています。 Ethereum WebAssemblyは、Ethereumスマートコントラクト実行レイヤー用に提案されたWebAssemblyの決定論的サブセットです。
現在、EthereumにはEthereum仮想マシンまたはEVMと呼ばれるものがあります。 EVMにより、イーサリアムをグローバルスーパーコンピューターとして実行できます。ユーザーは世界中でこのコンピューターにアクセスし、スマートコントラクトを実行し、分散型アプリケーション（DApp）と対話します。 EVMは、イーサリアムでコマンドを実行するために必要なすべてのコードを保存すると同時に、トランザクションのウォレットアドレスを容易にし、すべてのトランザクションのトランザクション（ガス）料金を計算します。
EVMは、スマートコントラクトを終了する必要があるかどうか（ガスの使用量が多すぎるかどうか）、DAppが決定論的かどうか（常に同じ入力と出力を実行するかどうか）など、さまざまなアクションを一度にサポートできます。 ）、またはスマートコントラクトが分離されている場合（何かがうまくいかない場合、そのコントラクトのエラーはより広いイーサリアムネットワークに影響を与えません）。ただし、イーサリアムネットワークは少し混雑しています。一度に多くのトランザクションが発生するため、EVMは当初の意図よりもはるかに低速です。イーサリアムのEVMは、特定の理解しにくいコードであるSolidityで記述されていることを考えると、アップグレードも困難です。 eWASMは、フェーズ2で実装されるEVMを置き換えるように特別に設計されました。
eWASMは、EVMよりもはるかに高速にコードをコンパイルし、ネットワーク内のプロセスを高速化します。 GasはeWASMを介してより効率的に機能し、eWASMはCやC ++などのさまざまな従来のコーディング言語と互換性があります。基本的に、eWASMは、イーサリアム開発をはるかに利用しやすくすることを目的としています。
残念ながら、前のステージの実装に苦労したため、ステージ2の立ち上げは大幅に遅れました。開発者は、eWASMがいつ発効するかわからない。
Ethereum 2.0は、Ethereumの将来に必要なアップグレードです。現在の状態では、ユーザーは途方もなく高いガス料金を支払い、長いトランザクション検証時間を経験し、プロセス中にかなりの量のエネルギーを消費しています。
イーサリアムでの基本的なトランザクションだけが、ネットワークのスケーラビリティの欠如によって影響を受ける要因ではありません。イーサリアムの問題は、非代替トークン（NFT）と、ローンや借入などの分散型ファイナンスの側面に影響を与えます。たとえば、イーサリアムでNFTを構築して取引すると、ネットワークの混雑により、ガス料金が数百ドルかかる可能性があります。
イーサリアム2.0の発売と同時に、ネットワークはあらゆる面ですぐにメリットを享受します。イーサリアムでのNFTの取引と作成は、シャーディングとプルーフオブステークコンセンサスアルゴリズムにより安価になります。イーサリアムの開発者は、eWASMの実装のおかげで、DAppの構築とスマートコントラクトのコンパイルをより簡単に行うことができます。 eWASMはワールドワイドウェブ標準に従って設計されているため、Ethereumliteクライアントのブラウザー内サポートを簡単に取得できます。最後に、イーサリアムのプルーフオブステークへの切り替えにより、環境への影響を最小限に抑えながら、ネットワークへのアクセスがこれまでになく容易になります。
Eth2の長期的な影響は、推測に委ねられています。イーサリアム（イーサリアムネットワークの自国通貨）は、必ずしもビットコインのような価値の高い資産であるとは限らないことに注意してください。代わりに、Etherは、ある領域から別の領域に値を移動するためにより多く使用されます。たとえば、ユーザーはEtherに投資してDAIに変換し、それを貸して利息を稼ぐことができます。多くの暗号専門家は、イーサリアム2.0がイーサリアムの価格を5桁の水準に引き上げることを望んでいますが、アップグレードにより、代わりにイーサリアムの価格が安定する可能性があります。
結局のところ、イーサリアムエコシステムを拡張することで、ERC-20資産を増やす余地が生まれます。 ERC-20は、すべてのイーサリアムベースの資産の技術標準です。すべてのERC-20トークンは同じルールのセットに従い、すべてのERC-20アセットが相互運用可能であることを保証します。ユーザーがイーサリアムネットワークに群がるとき、さまざまなDAppとやり取りする前に、イーサリアムに投資して他のERC-20トークンに変換します。ビットコインのエコシステムでは、投資された価値は長期間とどまり、資産の価格をゆっくりと上昇させることを意味します。イーサリアムを使用すると、ネットワークが改善されるほど、常に交換する価値が高まります。
もちろん、資産が安定する前に、Etherが大幅に上昇すると予想できます。問題は、ネットワークが拡大し多様化するにつれて、イーサリアムの価格はどのくらい高くなるかということです。イーサリアムエコシステム自体の外では、イーサリアム2.0の拡張されたユーザビリティは、暗号業界にプラスの影響を与える可能性があります。
たとえば、DApp開発者はEthereum 2.0のプルーフオブステーク機能を利用しているため、他のブロックチェーンネットワークにも注意が必要です。イーサリアムの競合他社は、開発やユーザーベースを維持するために、同様のスケーラビリティ機能を提供する必要があります。さらに、ビットコインは、その制限的なPoWコンセンサス方式から移行するよう圧力をかけられる可能性があります。
ステーキングなどのイーサリアム2.0の機能が影響を与えると、暗号通貨に関心のない個人や企業は、その経済的メリットを理解し始めます。従来の銀行と比較して高いステーキング金利を知っている場合、利害関係者はEth2に参加する可能性があります。
これまで以上に多くのユーザーがバリデーターになり、イーサリアムネットワークに参加し、ブロックチェーン全体について自分自身を教育します。 Eth2で学んだ知識は、他のネットワークに拡大し、暗号業界全体でより多くの参加をもたらす可能性があります。投資家は、銀行を置き去りにして、分散型金融（DeFi）貸付プラットフォームによって提供されるより高い金利に移行する可能性があります。市民は、すべての資金を銀行から広範なイーサリアムネットワークに移す可能性があります。イーサリアムにお金を移動すると、ユーザーは、銀行に手数料を請求したり、お金の移動を制限したりすることなく、資金を完全に管理できます。
間違いなく、イーサリアム2.0は、世界がイーサリアムの価値を理解する方法に影響を与えます。イーサリアム2.0が意図したとおりに機能する場合、イーサリアムは価値の高い商品から必要な資産に移行する可能性があります。あらゆる場所の企業や個人が、ネットワーク内でデータベースやアプリを構築し、日常の活動にEtherを利用する場合があります。イーサリアムに対する世界の見方の広範な変化は、確かにかけがえのない変化です。