イーサリアムの歴史における重要な節目を振り返り、キャンクン・アップグレードにおいてETH以外に注目すべきプロジェクトは？
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イーサリアムの歴史における重要な節目を振り返り、キャンクン・アップグレードにおいてETH以外に注目すべきプロジェクトは？
本稿では、イーサリアムの歴史における重要なハードフォークやアップグレードを振り返り、整理するとともに、カンクンアップグレードがもたらす可能性のある変化について紹介します。
Web3業界の深掘り報道に専念し潮流を洞察今日においても、ブロックチェーン技術はまだ新興技術と呼べる。ブロックチェーンに関連する基本的な概念（暗号学、非中央集権化、ピアツーピアネットワークおよびトランザクション）は数十年にわたり研究されてきたが、2008年にビットコインが登場するまで、これらの概念を実際に組み合わせて実用的な製品を作り出せるとは誰も信じていなかった。特にイーサリアムは、2015年になってようやく公開的かつ利用可能な形で世に現れた。当初予定されていた発展のタイムラインや詳細な内容は変化してきたものの、イーサリアムは計画に従って着実にプロトコルをアップグレードし続け、使いやすさ、安全性、機能性および非中央集権性の向上を継続している。
今年、イーサリアムは計画通りに2回の重要なアップグレードを行う予定だ。4月12日に完了した上海アップグレードと、第4四半期に予定されているカンクンアップグレードである。イーサリアム公式ドキュメントによると、2013年のホワイトペーパー発表から現在までに合計24のマイルストーンが存在し、その多くはフォークによるアップグレードであり、特に重要なものは12件ある。本稿では、イーサリアムの歴史における主要なハードフォークおよびアップグレードを振り返り、またカンクンアップグレードによってもたらされる可能性のある変化について紹介する。
フロンティア（Frontier）アップグレード - 2015年7月30日
2015年7月30日は、イーサリアムのジェネシスブロックが生成された日であり、イーサリアムの第1段階の開始日でもある。「フロンティア」のリリースは、イーサリアムブロックチェーンネットワークの正式稼働を意味した。この段階は主にブロックチェーン開発者を対象としており、ノード参加者は採掘（マイニング）の形で参加可能で、すでにスマートコントラクトのアップロードをサポートしていた。
フロンティアプロトコルの主な特徴は以下の通り：
ブロック報酬：マイナーがイーサリアムブロックチェーン上で成功裏にブロックを採掘すると、ETHで報酬を受け取ることができる。フロンティア段階では、ブロックあたりの報酬は5 ETHであった。
Gas：フロンティアリリース直後、各ブロックのGas上限はハードコードにより5000 Gasに設定された。つまりネットワーク上での大規模な活動は制限されていた。これはマイナーがイーサリアム上で作業を始め、初期ユーザーがクライアントをインストールできるようにするためのバッファ期間だった。数日後、このGas上限は自動的に解除され、ネットワークは計画通りにトランザクションおよびスマートコントラクトの処理を開始できた。
カナリアコントラクト：このコントラクトは、どのチェーンが攻撃を受けているまたは受けやすいかをユーザーに知らせるために使用される。カナリアコントラクトには0または1の値が割り当てられ、値が1の場合、クライアントはそのチェーンが不正であることを認識し、採掘時に無効なチェーンを回避できる。本質的に、カナリアコントラクトの機能により、イーサリアムのコア開発チームはネットワークに問題が生じた際にネットワークの稼働を一時停止できるようになった。イーサリアムの初期段階において、カナリアコントラクトは極めて中央集権的でありながらも不可欠な保護メカニズムだった。
可用性：すべての開発者の操作はコマンドライン経由で行う必要があり、グラフィカルユーザインタフェース（GUI）は存在しなかった。ネットワーク自体は利用可能であったが、ユーザインタフェースは非常に原始的であり、イーサリアムに精通し操作経験を持つユーザーのみが使用できた。
フロンティア版では、各ブロックのGas上限を5000 Gasにハードコードしていたが、約2ヶ月後の「フロンティア・サンディング（Frontier thawing）」アップグレードでこの制限が解除され、Gasのデフォルト価格は50 gweiに設定された。また、このアップグレードで「難易度爆弾（difficulty bomb）」が導入された。これはPoWからPoSへの移行を促す仕組みであり、計算能力が高すぎてマイナーがブロックを採掘できなくなった時点で、ネットワークがPoSへ移行する好機となる。つまり、イーサリアムの初期段階からすでにPoSへの移行計画があったのである。
こうしてイーサリアムは正式に準可用なPoWマイニング時代に入り、当時のイーサ価格は1 ETHあたり1.24米ドルだった。
ホームステッド（Homestead）アップグレード - 2016年3月14日
ホームステッドアップグレードはイーサリアムの第2の主要バージョンであり、イーサリアム初のハードフォークであり、ロードマップ上での第2段階の開始日でもある。このバージョンで最も重要な機能はスマートコントラクトの最適化と、スマートコントラクト言語Solidityに対する新たなコードの導入だった。また、このバージョンでデスクトップウォレット「Mist」がリリースされ、ユーザーはETHの保有・取引やスマートコントラクトの作成・デプロイができるようになった。後にMistプロジェクトは2019年初頭に終了を宣言した。
ホームステッドアップグレードは、最初に実施されたイーサリアム改善提案（EIP）の一つであり、EIP-2、7、8の3つのEIPを含む：
EIP-2：トランザクションを通じてスマートコントラクトを作成するコストを21000 Gasから53000 Gasに引き上げた。以前は、コントラクト内から別のコントラクトを作成する方法（推奨手法）よりも、トランザクション経由での作成コストの方が低かった。トランザクションによるコントラクト作成のGasコストを引き上げることで、EIP-2はユーザーが再びコントラクト内での作成方法に戻るように促した。
EIP-7：コードの再利用を容易にする新しい関数DELEGATECALLを追加。このオペコードはCALLCODEに似ているが、異なる点は送信元アドレスと金額を親スコープから子スコープに渡すことであり、つまり呼び出し先が元の呼び出しと同じ送信元と金額を持つことになる。
EIP-8：将来を見据えたネットワークアップグレード計画に関するEIPであり、devp2pネットワークプロトコルに対して前方互換性を持たせた。この改善により、イーサリアムネットワーク上のすべてのクライアントソフトウェアが将来のプロトコルアップグレードに対応できるようになった。
当時のイーサ価格は1 ETHあたり12.5米ドルだった。
DAOフォーク（DAO Fork） - 2016年7月20日
計画的なイーサリアムのアップグレードやハードフォーク以外にも、一度だけ計画外のフォークイベントが記憶に残っている。2016年、The DAOという名の分散型自律組織（DAO）プロジェクトがトークン販売で1億5000万米ドルを調達した。しかし6月に、The DAOのコントラクトがハッカーに悪用され、数千万米ドル相当のETHが不明な人物に盗まれた。イーサリアムコミュニティの大多数は、ハードフォークを実行して盗まれたETHを復旧し、脆弱性を修正することを決定した。しかし、ハードフォークはコミュニティ全員の合意を得たわけではなく、一部の参加者は元のチェーン上で採掘や取引を継続した。ETHが復旧されなかった元のチェーンは「イーサクラシック（ETC）」と呼ばれるようになった。こうしてイーサリアムは分岐し、ETHとETCの二つのネットワークが存在することになった。
当時のイーサ価格は1 ETHあたり12.54米ドルだった。
メトロポリス：ビザンチンアップグレード - 2017年10月16日
イーサリアムはすでにフロンティアとホームステッドという2つの大きなマイルストーンを経ており、次に予定されていたのは「メトロポリス（Metropolis）」アップグレードだった。しかし、メトロポリスの内容が多岐にわたったため、当時は2段階に分けて実施することが計画された：ビザンチン（Byzantium）とコンスタンティノープル（Constantinople）である。
今回のハードフォークには9つの改善提案（EIP 100、658、649、140、196、197、198、211、214）が含まれていた。オペコードやスマートコントラクトなどの基盤に関する更新に加え、「難易度爆弾」の発動を1年半後に延期し、ブロック報酬を5 ETHから3 ETHに削減した。難易度爆弾の撤去前、ブロック生成時間は約30秒に近づいていた。他のコントラクトに対する状態変更なしの呼び出し能力を追加し、イーサリアムのLayer2拡張を可能にするいくつかの暗号学的手法も追加された。
当時のイーサ価格は1 ETHあたり334.32米ドルだった。
メトロポリス：コンスタンティノープルアップグレード - 2019年2月28日
メトロポリスアップグレードの第2段階であるコンスタンティノープル（Constantinople）は、当初2019年1月中旬に708万番目のブロック高度で実施される予定だった。しかし1月15日、ChainSecurityという独立系セキュリティ監査会社が報告書を発表し、5つの主要システムアップグレードのうち1つが攻撃者による資金盗難のリスクを生むことを指摘した。この報告に基づき、イーサリアムのコア開発者およびコミュニティメンバーは投票でアップグレードを延期し、セキュリティ問題が解決されるまで待つことを決定した。
最終的に、イーサリアム財団は2019年2月28日に「メトロポリス」の最終段階、すなわち「コンスタンティノープル」と名付けられたハードフォークを実施することを決定した。このアップグレードには6つの改善が含まれ、PoSメカニズム導入前にブロックチェーンが凍結しないよう保証し、イーサリアム仮想マシン（EVM）におけるGasコストの最適化を行い、アドレス作成時の相互作用機能を追加した。興味深いことに、このアップグレードと同時に「サンクトペテルブルク（Petersburg）」という別のハードフォークも行われ、コンスタンティノープルに含まれていたEIP-1283が削除された。今回の5つの主要アップデートの中には、技術的な調整だけでなく、「難易度爆弾」の発動をさらに12ヶ月延期し、ブロック報酬を3 ETHから2 ETHに削減する内容も含まれていた。
また、EIP-1014では、コントラクトが正式にデプロイされる前にそのアドレスを事前に計算できる新しい命令CREATE2が導入され、これによりビットコインのライトニングネットワークのようなステートチャネルの概念をイーサリアムに持ち込むことが可能となった。つまり、あらかじめオフチェーンで計算を行い、その後対応するコントラクトをオンチェーンにデプロイして決済することができる。
当時のイーサ価格は1 ETHあたり136.29米ドルだった。
イスタンブール（Istanbul）アップグレード - 2019年12月8日
イーサリアム2.0は2020年に第1段階（フェーズ0）を開始する予定だったが、2.0が完全に稼働するまでは、多くのユーザーと開発者は依然としてイーサリアム1.Xを使用するだろう。そのため、1.Xの今後のアップデートも非常に重要である。今回のイスタンブールハードフォークは12月8日にアクティベートされ、6つの改善を含んだ：EVM内のGasコストのさらなる最適化、DDoS攻撃への耐性強化、SNARKsおよびSTARKs検証メカニズムを利用したLayer2ソリューションのパフォーマンス向上、イーサリアムとゼキャッシュ（Zcash）との相互運用性の実現、スマートコントラクトにさらなる創造的機能を可能にするなど。
ヴィタリック・ブテリン氏は、今回のアップグレードにより通常のTPS（1秒あたりのトランザクション数）が約5～10％向上し、Layer2技術のRollupにとっては約4倍の性能向上が見込まれると述べた。当時のイーサ価格は1 ETHあたり151.06米ドルだった。
ミュール氷河（Muir Glacier）アップグレード - 2020年1月2日
イスタンブールアップグレード完了からわずか1ヶ月も経たないうちに、イーサリアムは緊急かつ臨時的なアップグレードを再度行った。1ヶ月間に2度のハードフォークを行うことは非常に稀なことだった。理由は、ユーザーと開発者が最近のイーサリアムのブロック生成間隔がわずかに伸びていることに気づき、これがネットワークのTPS低下につながると懸念されたためである。イーサリアム開発者たちは協議を行い、ブロック高さ9,200,000で「ミュール氷河」というコードネームのハードフォークを行い、難易度爆弾を除去する案が提唱された。これは2019年12月31日頃に発生すると予想されていた。開発者のディスカッショングループのデータによれば、難易度爆弾除去前のブロック生成時間は増加を続け、1月6日頃には25～30秒に達する可能性があるとされていた。
当時のイーサ価格は1 ETHあたり127.18米ドルだった。
ベルリン（Berlin）アップグレード - 2021年4月15日
このバージョンから、アップグレードのコードネームはイーサリアム開発者会議Devconの順序に従うことになった。第1回Devcon 0はベルリンで開催された。イーサリアムは以前、イスタンブールアップグレードのために多くの改善を計画していたが、さまざまな理由で一部のEIPがイスタンブールに取り入れられず、ベルリンに繰り延べられた。今回のアップグレードではEVMのGasコスト問題の最適化や、複数のトランザクションタイプのサポート拡充が行われた。
当時のイーサ価格は1 ETHあたり2454米ドルだった。
ロンドン（London）アップグレード - 2021年8月5日
今回のアップグレードには5つのEIP（EIP-1559、EIP-3198、EIP-3529、EIP-3541、EIP-3554）が関与した。その中でイーサリアムに最も大きな影響を与えたEIPの一つがEIP-1559であり、これは既存の手数料構造を変更し、手数料をベースフィー（basefee）とマイナーフィーに分割し、ベースフィーの一部を焼却することでETHの流通量を削減しようとするものだった。
これによりイーサリアムの経済モデルが直接変わった。以前はブロックの取り込みがオークション方式であり、高いGas価格を提示した者が優先され、その全額がマイナーに入る仕組みだったが、EIP-1559ではGas料金を2つに分け、一方はマイナーに支払い、もう一方は焼却することで、イーサリアムをインフレ抑制（デフレ）時代に導いた。
当時のイーサ価格は1 ETHあたり2621米ドルだった。
パリアップグレード（ザ・マージ）- 2022年9月15日
今回のアップグレード（マージ）は、イーサリアムの実行層とコンセンサス層を直接変更するものであり、メインネットのコンセンサスメカニズムをPoWからPoSに移行する重要なアップグレードだった。このアップグレードにより、イーサリアムネットワークのルールに以下のような変更が生じた：
検証ノードの変更：従来のマイナーは検証者（バリデーター）に置き換えられる。検証者は32 ETHを預け入れ、必要なソフトウェアを実行してネットワークの検証およびブロック生成に参加する必要がある。
ブロック報酬の変更：従来のブロック報酬は廃止され、代わりにトランザクション手数料からの収益が得られる。
トランザクション手数料メカニズムの変更：新バージョンでは、トランザクション手数料は検証者に直接支払われるようになり、イーサリアム財団には支払われない。
動的ガス代メカニズムの改善：新バージョンでは「EIP-1559」という新機能が追加され、手数料価格を動的に調整することで、ユーザーがより迅速にトランザクションを完了し、過剰な手数料を回避できるようになった。
状態保存方式の最適化：新バージョンでは「Rollups」と呼ばれる技術を採用し、大量のデータをサイドチェーンに保存してからメインチェーンに集約することで、メインチェーンの負荷を軽減し、システム全体の効率と拡張性を向上させた。
コントラクト実行方式の改善：新バージョンでは「EVM 384」と呼ばれる新しい仮想マシンを追加し、コントラクトの実行効率とセキュリティを向上させた。
総じて、イーサリアムのパリアップグレードは、コンセンサスメカニズムの改善、トランザクション手数料の最適化、状態保存方式の改善、コントラクト実行効率の向上などを通じて、ネットワークの拡張性と効率を大幅に高めた。
当時のイーサ価格は1 ETHあたり1472米ドルだった。
上海アップグレード - 2023年4月12日
上海アップグレードは、イーサリアムネットワークが「マージ」を完了した後初めての大規模アップグレードであり、イーサリアムロードマップ上の重要なマイルストーンでもある。主な変更点は以下の3つ：
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上海アップグレードにより、イーサリアムのステーキング引き出し機能が解放された。これはネットワークの活性維持だけでなく、将来的な持続可能な発展にも寄与し、より多くの検証者を引き付けることにつながる。
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イーサリアム上で動作するLayer-2ソリューションのGas費を削減し、ある程度イーサリアムをより速く・安価に利用できるようにする。上海アップグレードはさらに、イーサリアム上のトランザクションGas費を最適化する。
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最大のスマートコントラクト対応ブロックチェーンネットワークとして、上海アップグレードはEOF（EVM Object Format）の導入により、この分野でのリーダーシップを維持する。
当時のイーサ価格は1 ETHあたり1917米ドルだった。
カンクン（Cancun）アップグレード - 2023年第4四半期（予定）
カンクンアップグレードは上海アップグレードに続くETHブロックチェーンの追加アップグレードであり、EIP-4844および可能性のあるEIP-6969を含み、イーサリアムL2のコスト削減と速度向上を推進する。これにより、イーサリアムLayer2の速度は10倍、場合によっては100倍に達し、コストはさらに低下する見込みである。
イーサリアムLayer1の手数料は常に高止まりしており、全体的な操作コストを下げるための改善が切実に求められている。現在、イーサリアム上のスケーリングソリューションの主力はLayer2のRollupsである。Rollupsは確かにユーザーのGas Fee節約に貢献している。例えば代表的なプロジェクトOptimismでは、Gas Feeの通常支出は0.001 gwei程度であり、イーサリアム第1層メインネットの通常支出よりもはるかに低い。ZK Rollupsのソリューションはさらに優れたデータ圧縮性能を持ち、署名データを含める必要がないため、費用はさらに低くなり、イーサリアム第1層メインネットの1%まで下げることが可能である。しかし、より広範なユーザーにとって、Rollupsソリューションを経てもなおGas Feeは相対的に重い負担である。さらに、イーサリアムの並列トランザクション処理効率は依然として低く、1秒間に処理できるトランザクション数は最高でも2桁にとどまっており、これらは新たな改善策によって拡張性を高める必要がある。
シャーディング（Sharding）は上記の問題を解決する強力な手段だが、現時点のイーサリアムではまだ実装できない。そこで、EIP-4844という改善案が適切なタイミングで提案された。これは上記のニーズとシャーディングアップグレードの実現の間で、現時点のイーサリアムに適用可能な妥協案を提供し、将来のデータシャーディング実現のための技術的土台を築くものである。そのため、EIP-4844は「プロト・ダンクシャーディング（Proto-danksharding）」とも呼ばれる。
EIP-4844は、イーサリアムに新しい種類のトランザクションを導入し、Blobと呼ばれる領域に低コストでデータを保存できるようにする。これにより、Layer2が以前Layer1に保存していたデータをBlobに保存できるようになり、Layer2のコストを大幅に削減できる。
注目を集めるEIP-4844以外にも、カンクンアップグレードで確定している改善案には以下が含まれる：
EIP-1153：一時的ストレージオペコード（Transient Storage Opcodes）を追加。これはブロック内部の通信を解決する専用の仕組みである。
EIP-6780：SELFDESTRUCTオペコードの機能を変更し、将来のイーサリアムアプリケーションにおけるVerkle Treeアーキテクチャの導入に備える。
ETH自体以外にも、カンクンアップグレードによって恩恵を受ける可能性のあるプロジェクトがある：
Layer2
カンクンアップグレードの最大の受益者は間違いなくLayer2である。先行者利益を持ち、L2のリーダー的存在であるArbitrumやOptimismに注目すべきだ。また、GMX、RDNT、MagicといったArbitrumエコシステム内のリーダープロジェクトも、L2の成長とともに恩恵を受けるだろう。その他、Optimistic Rollupをベースに改良を加えたMetisや、Optimismを模倣したBoba Networkといったプロジェクトも、カンクンアップグレードの恩恵を受ける可能性がある。
ZK-Rollups
業界内でより高度なソリューションと見なされているzkRollupも、カンクンアップグレードにより注目が高まるだろう。zkSync、StarkNet、Scrollはこの分野で最も有名な3つのプロジェクトである。これら3プロジェクトはまだトークンを発行していないが、その潜在力は無視できない。
zkSyncは、Matter Labsが開発したZK-Rollupアーキテクチャに基づくスケーリングソリューションである。支払い用途向けの1.0メインネットと、EVM完全互換の汎用2.0テストネットを備える。最近ではzkSyncが2.0エントランスをアップグレードし、任意のトークンでネットワーク手数料を支払えるようにしたことで、ユーザーの柔軟性が大きく向上した。
Starknetは、分散型のValidity-Rollupであり、イーサリアム上でL2として動作し、あらゆるアプリケーションがイーサリアムの合成性とセキュリティを損なうことなく大規模に拡張できるようにする。
Scrollは、zkEVMに基づくイーサリアム用zkRollupであり、L2ソリューションとしてイーサリアムの混雑問題を解決する。
その他
上記2つのカテゴリ以外にも、カンクンアップグレードは他のタイプのプロジェクトにも恩恵をもたらす。L2と同様の機能を持つクロスチェーンプロトコルや、Blobデータの保存期間が短いためデータ可用性層プロジェクトにも好影響を与える。代表例としては： Layerzeroは現在最も注目されているクロスチェーンプロトコルであり、一種のクロスチェーン通信プロトコルで、あるチェーン上の「情報」を別のチェーンに伝達できる。チェーン上に一連のスマートコントラクト（Endpoints）を配置することで、分散型の情報跨ぎサービスを実現する。
Celestiaはデータ可用性層プロジェクトであり、Cosmosアーキテクチャに基づき、他のL1およびL2にデータ層とコンセンサス層を提供し、モジュラーブロックチェーンを構築する。その原理はイーサリアムのシャーディング方式と同様で、Rollupの現在の取引手数料のボトルネックである「データ保存コスト」を一定程度低下させることができる。
EIP-4844の実施に伴い、L2は他のL1と比較してより競争力を持つようになり、将来の発展可能性も大きい。L2の取引手数料を大幅に削減するだけでなく、将来のDanksharding応用にも良い環境を提供し、将来的に容易にデータシャーディングを実現できる。より低い取引手数料、より良い取引体験、さらには新たなアプリケーションの創出を促進し、カンクンアップグレードはイーサリアムL2の転換点となるだろう。
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