マージ:イーサリアムの2022年9月のアップグレードがブロックチェーン最大のネットワークを変革した方法

マイニングからステーキングへ:Ethereumの歴史的な転換を理解する

2022年9月15日、Ethereumはブロックチェーン史上最も重要な技術的移行の一つを完了しました。エネルギー集約型のマイニングを放棄し、ステーキングベースのコンセンサスメカニズムに移行したのです。この巨大な変革は「The Merge(マージ)」と呼ばれ、Ethereumの実行層と2020年12月からProof-of-Stake (PoS)を別々に運用していたビーコンチェーンを統合しました。

長年にわたり、EthereumはBitcoinと同じコンセンサスメカニズムであるProof-of-Work (PoW)で運用されてきました。マイナーは複雑な数学的パズルを解く競争を行い、ネットワークを守る一方で膨大な電力を消費していました。DeFi (DeFi)、NFT (NFTs)、スマートコントラクトプラットフォームの爆発的な普及に伴い、Ethereumの制約が次第に明らかになってきました。ピーク時には取引手数料が$20 を超え、ネットワークは需要に効率的に対応できずに苦しんでいました。

この問題の解決策が「マージ」でした。これは、電力を消費するマイナーではなく、ETHをステークしてネットワークを維持するバリデーターによる運用へと移行することを意味します。この根本的な再設計は、環境持続性、ネットワークの安全性、そして大規模なスケーラビリティ向上の三つの重要な約束を実現しました。

技術的アーキテクチャ:何が変わり、何が変わらなかったのか

ETH保有者が最も理解すべき重要なポイントは:何も壊れていないということです。トークンの移行も、新しい暗号通貨の発行も、エアドロップもありませんでした。すべてのウォレットアドレス、スマートコントラクト、NFT、DeFiプロトコルは、2022年9月15日前後も後も同じように機能しています。

技術的には、マージは二つの別々のチェーンを結合しました:

  • メインネット:Ethereumの元々の実行層で、取引やスマートコントラクトを処理
  • ビーコンチェーン:2020年12月から稼働していた並列のPoSチェーン

この統合は機能の革命ではなく、ネットワークのコンセンサス取得方法の革命でした。

Proof-of-Work vs. Proof-of-Stake:根本的な変化

項目 Ethereum 1.0 (PoW) Ethereum 2.0 (PoS)
セキュリティモデル 計算能力 (マイニング) 経済的ステーク (ロックされたETH)
エネルギー消費 年間約215 TWh 年間約0.5 TWh (99.9%削減)
ブロック生成者 専用ハードウェアを持つマイナー 一般的なコンピュータを使うバリデーター
攻撃コスト マイニング機器の購入 32 ETHを取得しステークすること
分散性 大きな資本が必要 参入障壁が低い

PoWシステムでは、セキュリティは攻撃の計算難易度に依存します。悪意のある者はネットワークのハッシュパワーの51%を制御する必要があり、これは何十億円ものハードウェア投資を要する非常に高コストな行為です。

一方、PoSは経済的インセンティブによってセキュリティを確保します。バリデーターはETHを担保としてロックし、不正な取引を検証したりネットワークを攻撃したりしようとすると、そのステークを「スラッシュ(削減)」されて失います。この経済的ペナルティにより、攻撃は高コストかつ非採算的となり、正直な参加者には報酬がもたらされます。

なぜEthereumはこのアップグレードを必要としたのか:スケーラビリティ危機

2021-2022年、Ethereumは真の技術的制約に直面し、主要なスマートコントラクトプラットフォームとしての地位を脅かしていました。Layer 1の処理能力は約15TPSに制限されており、NFTブームやDeFiの立ち上げ、市場の変動時にはネットワークが混雑し、手数料が高騰しました。

競合するブロックチェーンプラットフォームはこの状況をチャンスと捉え、Solana、Polygon、Avalancheなどが低コスト・高速な確認を提供し、Ethereumから開発者やユーザーを奪い始めました。コミュニティ内では、Ethereumの高い手数料は「セキュリティを希少性で確保するための特徴」なのか、それとも採用を妨げるバグなのかについて議論が交わされました。

マージはこれに対処し、Proof-of-Stakeを今後のスケーリングソリューションの基盤としました。ArbitrumやOptimismといったLayer 2ネットワークは、Ethereumのセキュリティを継承しつつ、オフチェーンで取引を処理し、はるかに高速かつ低コストで運用しています。

バリデーション革命:誰がEthereumを守るのか

マージ後、ネットワークはバリデーター—ETH保有者がコインをステークしてコンセンサスに参加する人々—によって守られています。個人でバリデータノードを運用するには最低32 ETHが必要ですが、多くのユーザーにとっては高いハードルです。ただし、ステーキングプールや中央集権的な取引所のステーキングソリューションを利用すれば、0.1 ETHでも参加でき、比例した報酬を得られます。

2024年時点で、Ethereumのネットワークを守るバリデーターは90万人以上にのぼります。バリデータの集合は真に分散しており、最大のステーキングプールでも総ステークの30%未満を占めるに過ぎません。これは、ハードウェアメーカーや電力供給者が大きな力を持っていたマイニングと対照的です。

( バリデーションの経済学

バリデーターは二つの仕組みで報酬を得ます:

コンセンサス報酬: ブロック提案や他のバリデーターの提案に対して新たに発行されるETHを受け取る。年間リターンは通常3%〜5%程度。

MEV )Maximal Extractable Value###: バリデーターは、提案するブロック内の取引の順序を戦略的に操作し、取引の順序から利益を得ることができる。これにより追加収入が得られるが、大規模な運用者はMEVをより効率的に抽出できるため、バリデーターの中央集権化の懸念も生じる。

このプロトコルには不正行為に対するペナルティも含まれます:

  • 非活動リーク: オフラインのバリデーターは徐々に報酬を失い、再接続すると回復
  • スラッシング: 競合するブロックに署名したり、複数のブロックを確定させようとしたバリデーターは、そのステークの一部(通常1 ETH)を失い、重大な違反では全32 ETHを失うことも

これらの仕組みは、バリデーターのインセンティブを正直な参加に合わせつつ、攻撃を経済的に非合理にします。

環境への影響:Ethereumはグリーンに

Ethereumのエネルギー消費は、マージ前の約215テラワット時から、(0.5 TWh未満)にまで減少し、99.9%以上の削減を達成しました。これは、Ethereumが小さな郊外の町とほぼ同じ電力を消費するレベルになったことを意味します。マージ前の先進国並みのエネルギー使用と比べると、劇的な変化です。

この変革は、ブロックチェーン技術に対する大きな批判に応えるものでした。環境保護派は、BitcoinやEthereumがエネルギー浪費的な技術であり、気候変動を悪化させると指摘してきました。マージにより、Ethereumはこの議論から解放され、炭素意識の高い運用と両立できるネットワークとして位置付けられました。

この効率向上は、PoWの計算資源を使ったレースを排除したことに直接由来します。マイナーはもはや、難易度の高いパズルを解くために膨大なエネルギーを浪費する必要がなくなり、代わりに一般的なハードウェア上でソフトウェアを動かすだけで済むため、1取引あたりのエネルギー消費はキロジュールからミリジュールへと削減されました。

今後のロードマップ:Dencun、Proto-Danksharding、完全シャーディング

マージは一つのイベントでしたが、Ethereum 2.0は長期的な旅の始まりです。今後のアップグレードは、元々のビジョンをさらに推進します。

Dencun (2024)

Dencunアップグレードは、Proto-Dankshardingを導入し、重要なスケーリングの進展をもたらしました。Layer 2ネットワークは、Ethereumに一時的な「ブロブ」として取引データを投稿できるようになり、従来のコストの10〜100倍の削減を実現。これにより、高ボリュームのアプリケーションにとってEthereumの実用性が向上しました。

完全シャーディング (2025+)

長期的なロードマップには、完全なデータシャーディングが含まれます。これにより、Ethereumのバリデーターセットが分割され、異なるグループが並列で異なる取引バッチを処理できるようになります。このアーキテクチャは、セキュリティと分散性を維持しつつ、Ethereumの総処理能力を数万TPSにまで引き上げることを目指しています。

マージ後の手数料動向:なぜコストはまだ下がっていないのか

よくある誤解:マージは取引手数料を下げるはずだった。しかし実際には、間接的にしかその構造に影響しません。

Ethereumの手数料モデルは、供給と需要の原則に従います。取引は限られたブロックスペースを争い、EIP-1559による手数料市場メカニズムを通じて入札します(2021年8月)。需要が低ければ手数料も低くなり、需要が高まればコストも上昇します。マージはブロックスペースを約15TPSの理論上の最大値からわずかに増加させましたが(少しだけ)、この改善はDeFiやNFTの継続的な需要に比べてほとんど意味をなさないものでした。

実質的な手数料削減は、Layer 2ソリューションやProto-Dankshardingのような将来のアップグレードに依存します。これらの技術は、セキュリティを犠牲にせずに処理能力を向上させ、Layer 2の採用が進むことで、Ethereum Layer 1に直接送信される取引数が減少し、混雑と手数料の低減につながります。

Proof-of-Stakeの批判と中央集権化の懸念

技術的には成功したものの、PoSはPoWとは異なる懸念ももたらします。

ステークの中央集権化: 大手取引所やステーキングプールが大きなシェアを占めるケースが増えています。Liquid stakingのLidoは、一時期Ethereumのバリデーターの30%以上を支配しており、中央集権的なコントロールの懸念が指摘されています。

富の集中: PoSは、既存のETH保有者に有利に働きやすく、富裕層のバリデーターは報酬を再投資して複利効果を得ることで、時間とともに富の集中を促進する可能性があります。

「金持ちがより金持ちに」現象: PoWではハードウェアを購入してすぐに競争に参加できたのに対し、PoSはETHを取得する必要があり、これは希少資産の取得を意味します。

Ethereumコミュニティはこれらの懸念に対して、次のような対策を講じています:

  • ソロステーキングを奨励し、プール参加を抑制
  • 総ステーク量の増加に伴い、バリデーター報酬を減少させる(ネガティブフィードバックループ)
  • 多様なステーキング提供者を支援し、特定のエンティティによる支配を防止

また、スラッシングの仕組みは中央集権化の抑止にも役立ちます。大規模運用者がコンセンサスルール違反をすれば、巨額の損失を被るため、責任ある運用へのインセンティブが働きます。

DeFi、NFT、スマートコントラクトアプリケーションへの影響

マージは、DeFiプロトコルやNFTプロジェクト、その他のスマートコントラクトにコードの変更を一切必要としませんでした。2022年9月15日以前も以降も、アプリケーションは同じように動作しています。

しかし、EthereumのPoS基盤は、新たな分散型アプリケーションのプリミティブを可能にします:

  • 流動性ステーキングトークン: Lidoのようなプロトコルは、ステークされたETHを表すトークンを発行し、流動性を維持しつつステーキング報酬を得られる仕組みを提供
  • リステーキングプロトコル: バリデーターは、ステークしたETHを他のネットワークやサービスのセキュリティに再利用し、複数の報酬を得ることが可能
  • オンチェーンガバナンス: プロジェクトは、ステークホルダーの投票を通じてプロトコルパラメータを管理し、透明で分散化されたコンセンサス層を活用

マージは既存のエコシステムを壊すことなく、次世代のアプリケーションの土台を築きました。

タイムライン:ビーコンチェーンから完全展開へ

フェーズ 日付 マイルストーン
フェーズ0:ビーコンチェーンの開始 2020年12月1日 並列のPoSチェーンが開始、テストのためにメインネットから独立して稼働
フェーズ1.5:マージ 2022年9月15日 ビーコンチェーンのコンセンサス層と実行層が統合され、EthereumはPoSに切り替え
フェーズ2:Dencunアップグレード 2024年3月 Proto-DankshardingによりLayer 2のコスト削減が可能に
フェーズ3:完全シャーディング 2025年以降 データシャーディングによりネットワークを分割し、処理能力を大幅に向上

ビーコンチェーンのフェーズ(2020年12月〜2022年9月)は、約2年間の検証期間であり、バリデーターはPoSの仕組みを試し、エッジケースを特定し、新しいコンセンサスモデルへの信頼を築きました。この厳格なテスト期間なしには、マージは受け入れられないリスクを伴ったでしょう。

Ethereum 2.0に関する重要な質問への回答

マージ後、私のETHトークンは変わったのか?
いいえ。すべてのトークン残高、ウォレットアドレス、NFT、スマートコントラクトは変わりません。マージはコンセンサスメカニズムのアップグレードであり、トークンの移行ではありません。

Ethereum 2.0は別の暗号通貨なのか?
いいえ。「Ethereum 2.0」は一連のアップグレードのマーケティング用語です。ETHは引き続き一つの資産であり、主要取引所で取引されています。

どうやってステーキングに参加できるのか?
ソロステーキングには最低32 ETHが必要です。少額の場合は、ステーキングプールや取引所のサービスを利用すれば、どんな額でも参加でき、報酬も比例して得られます。年間リターンは通常3〜5%です。

今後のアップグレードで手数料はさらに下がるのか?
はい。Proto-DankshardingはLayer 2のコストを大きく削減しています。完全シャーディングや追加のLayer 2最適化により、処理能力はさらに向上し、取引コストも低減される見込みです。

Ethereumは今やデフレなのか?
可能性はあります。Ethereumは取引手数料を燃焼させており(2021年8月以降)、マージ後はバリデーターの報酬も控えめです。燃焼量が新規発行量を上回ると、ETHの供給は縮小し、技術的にはデフレ通貨となります。

結論:Ethereumの新時代

2022年9月15日のマージは、EthereumがProof-of-WorkからProof-of-Stakeへと移行した節目でした。これにより、エネルギー消費を99.9%削減し、経済的インセンティブによるネットワークの安全性を向上させ、長期的なスケーラビリティソリューションの土台を築きました。

ETH保有者にとって、これは意図的に摩擦の少ない移行でした。移行作業や新トークンの発行、特別な操作は不要で、ネットワークは単に進化しながらも後方互換性を維持し、コンセンサスメカニズムを再構築しました。

今後のEthereumのロードマップは、マージを超えて続きます。Proto-DankshardingはLayer 2の改善を通じて手数料削減の約束をすでに実現し、完全シャーディングやその他のスケーリング技術により、Ethereumは毎日何百万もの取引を処理しつつ、歴史的に特徴づけられた分散性と安全性を維持していきます。

このマージは、ブロックチェーンネットワークが驚異的な技術的変革を実行しながらも、ユーザー体験とエコシステムの安定性を保てることを証明しました。アップグレードの成功は、持続可能で安全、かつスケーラブルなEthereumネットワークの長期ビジョンを裏付けるものです。

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