イーサリアムの発展とアップグレードロードマップをGameFiの視点から考察する
TechFlow厳選深潮セレクト
イーサリアムの発展とアップグレードロードマップをGameFiの視点から考察する
イーサリアムはブロックチェーンゲームの先駆者として、常にGameFi分野の発展を牽引してきました。
Web3業界の深掘り報道に専念し潮流を洞察序論
最近、瓜田はプロジェクト側からの相談をよく受ける。どのパブリックチェーンにデプロイすべきか、各パブリックチェーンのパフォーマンス差異、エコシステム構成、プラットフォームトラフィックがそれぞれどうなっているのか、そしてそれがプロジェクトに与える短期的・長期的影響についてだ。今年はArbitrium、Sui、発行されそうになりながらまだ未発行のzkSyncなど、いくつかの注目パブリックチェーンプロジェクトが登場し、人々はパブリックチェーンに関する基礎知識と分析に対するニーズが高まっている。そこで私たちはパブリックチェーン研究チームを特別に結成し、現在市場で非常に活発で注目度が高いパブリックチェーンを包括的に整理することにした。
GameFiプロジェクト側およびユーザーの視点から、これらのパブリックチェーンがGameFiプロジェクトに対して提供するパフォーマンスレベル、ユーザーフレンドリーさ、支援の強度について、総合的に分析を行う。
はじめに
デジタル時代の波の中で、イーサリアム（Ethereum）はブロックチェーン世界の頂点に輝く星として存在している。その誕生以来、イーサリアムはブロックチェーンおよびスマートコントラクト技術の最前線を推進し続け、新たな歴史を不断に創造してきた。ブロックチェーンゲームの開拓者として、イーサリアムは一貫してGameFi分野の発展を牽引してきた。瓜田は、イーサリアムの発展とアップグレードの道筋を紹介し、このエコシステムが初期の起業プロジェクトからどのように世界最重要のパブリックチェーンエコシステムへと成長したのかを探る。
GameFi分野の発展を牽引する。瓜田がイーサリアムの発展とアップグレードの道筋を案内し、このエコシステムが初期の起業プロジェクトから世界最重要のパブリックチェーンエコシステムへとどのように進化したかを探る。
一、イーサリアムの起源と発展歴史
イーサリアムは誕生した日から、挑戦、革新、奮闘に満ちた、心躍る物語である。
2013年末、イーサリアムのヴィタリック・ブテリン（Vitalik Buterin）はイーサリアムのホワイトペーパーを発表し、ビットコインの設計思想の一部を継承しつつ、ブロックチェーン発展の新たな章を切り開いた。その後、2014年にイーサリアムはICOを開始し、42日間で約1800万ドル相当のビットコインを調達し、ブロックチェーン業界全体に衝撃を与えた。
2015年7月30日、イーサリアムは初のバージョン「Frontier（フロンティア）」を成功裏にリリースし、同年末には業界に極めて深い影響を与えるERC20という標準を提唱した。
しかし、その後の2016年はイーサリアムにとって最も動乱の年となった。2016年3月、イーサリアムは「Homestead」アップグレードを実施した。これは重要なネットワークアップグレードであり、安定性と安全性を向上させ、イーサリアムがより成熟した段階に入ったことを示していた。Homesteadアップグレードでは、イーサリアム仮想マシン、スマートコントラクト開発ツール、ネットワークプロトコルが改善され、多くの開発者や企業の参加を促した。しかし、長続きせず、2016年5月から6月にかけて、イーサリアムコミュニティは「The DAO事件」と呼ばれる重大な危機に直面した。The DAOは分散型自律組織であり、そのスマートコントラクトに脆弱性があり、攻撃者が大量のイーサを盗み出すことができた。この出来事はコミュニティの分裂を引き起こし、一方はハードフォークで盗まれたイーサを回復しようとしたが、他方はブロックチェーンの改変を拒否した。最終的にハードフォークが実行され、イーサリアムはイーサリアム（ETH）とイーサクラシック（ETC）という二つの異なるブロックチェーンに分岐した。イーサクラシックはコードへの干渉をしない原則を守り、イーサリアムの創世ブロックを維持し続けている。
2016年がイーサリアムが初期の起業プロジェクトからより成熟した複雑なブロックチェーンプラットフォームへと進化した年だとすれば、2017年はイーサリアムの真の繁栄の時期だった。2017年初頭、Ethereum Enterprise Alliance（EEA）が設立され、企業界におけるイーサリアムブロックチェーンの応用を促進することを目的とした。この連合にはマイクロソフト、IBM、インテルなどの大手企業が参加し、イーサリアム技術の共同研究・開発を行った。
2017年10月、イーサリアムは「Metropolis」アップグレードの第一段階「Metropolis Byzantium」を完了した。このアップグレードにより、より良いプライバシー保護、スマートコントラクトのセキュリティ向上、取引コストの削減といった一連の改善が導入された。「Metropolis Byzantium」はイーサリアムの機能性をさらに強化し、今後の発展の基盤を築いた。
メインネットのアップグレードとともに、ICO（Initial Coin Offering）の熱狂がブロックチェーン世界を席巻した。2017年、イーサリアムのスマートコントラクトプラットフォームは多数の新規プロジェクトの選択肢となり、多くの新暗号通貨およびブロックチェーンプロジェクトがICOを通じて資金を調達した。この熱狂により、イーサリアム価格は急騰し、大量の投資家と開発者の関心を呼び込んだ。イーサリアムの価格は2017年初の数ドルから年末には数百ドルまで上昇した。これにより、イーサリアムは暗号通貨市場において堂々の時価総額第2位に躍り出た。だが反面、取引とスマートコントラクトの急増により、イーサリアムの取引混雑と高いガス料金という深刻な問題も露呈した。これにより、イーサリアムコミュニティはネットワークのスケーラビリティとパフォーマンス向上に注目し始め、以降の継続的なアップグレードの伏線を張った。
2018年に入ると、イーサリアムは厳しい課題に直面した。2018年初頭、イーサリアムを含む暗号通貨は大幅な価格崩壊を経験し、イーサ価格は急落した。これは市場の不安定さを浮き彫りにし、投資家の懸念を呼んだ。暗号の冬の中でも、イーサリアムのアップグレードは止まらず、Ethereum 2.0の開発は重要な進展を見せ、「プルーフ・オブ・ワーク（PoW）」から「プルーフ・オブ・ステーク（PoS）」への移行という全体的なロードマップが確立され、スケーラビリティとエネルギー効率の向上を目指した。同時に、取引量の増加により、イーサリアムネットワークは依然として混雑と高取引料金の問題に悩まされた。これにより、ネットワークパフォーマンスとスケーラビリティへの関心がさらに高まり、これら問題の解決策に関する議論が活発になった。
2018年、世界中の規制当局は暗号通貨およびICOに対してより厳格な規制措置を講じ始めた。これにより、一部のICOプロジェクトが調査や制裁を受け、暗号業界は法的コンプライアンスの重要性に気づき始めた。市場の変動がある中、2018年は分散型金融（DeFi）エコシステムの台頭の年でもあった。DeFiプロジェクトはイーサリアム上で急速に発展し、分散型取引所、貸付プラットフォーム、ステーブルコインなどが登場し、イーサリアムエコシステムに新たな機会と革新をもたらした。
2019年はイーサリアムの革新の年だった。Ethereum 2.0プロジェクトは2019年に重要な進展を遂げ、Beacon Chain（ビーコンチェーン）のリリースを果たし、イーサリアムがよりスケーラブルでエネルギー効率の高いネットワークへと移行する兆しを見せた。2019年はDeFiエコシステムが爆発的に成長した年でもある。イーサリアム上に多数のDeFiプロジェクトが登場し、貸付プラットフォーム、分散型取引所、ステーブルコインなどが出現した。これらのプロジェクトは数十億ドルの資金を引き寄せ、金融分野に分散型の革新をもたらした。
DeFiの台頭とともに、規制当局はイーサリアムや他のブロックチェーンプロジェクトのコンプライアンスに注目し始めた。これにより、一部のプロジェクトは法規制に適合するために対策を講じる必要に迫られ、分散性とコンプライアンスのバランスに関する議論が生まれた。イーサリアム上のステーブルコイン、例えばUSDT、DAI、USDCは暗号世界の重要な資産となり、暗号取引に安定性と流動性を提供した。2019年にはブロックチェーンゲームの台頭も見られた。イーサリアム上のいくつかのゲームが多数のユーザーを惹きつけ始めた。こうしたゲームは通常NFT（非代替性トークン）を使用し、プレイヤーに真正な所有権と相互運用性を与えた。
登場から発展、成熟、そして頂点に至るまで、イーサリアムは絶え間ない変革と挑戦を経験し、スマートコントラクトプラットフォームとしての巨大な可能性を十分に証明してきた。初期のHomesteadアップグレードからハードフォーク、ICOの狂乱から規制強化、そしてDeFiとチェーンゲームの初期的台頭まで、イーサリアムコミュニティは常に技術進歩を推進し、ブロックチェーンの未来に無限の可能性を創出してきた。以下では、イーサリアムにおけるチェーンゲームの発展歴史に焦点を当てる。
二、イーサリアム上のチェーンゲームの台頭
チェーンゲームの発展歴史を整理するならば、まず最初に挙げられるのはイーサリアムエコシステムである。2017年から現在に至るまで、イーサリアム上では多数の現象級チェーンゲームが登場した。ここでは代表的なプロジェクトをいくつか選び、それらの発展歴と抱える問題について考察する。
チェーンゲームの先駆けといえば、多くの人が2017年のCryptoKitties（クリプトキティーズ）を挙げるだろう。厳密には最初のチェーンゲームではないが、イーサリアム上で広く知られ、流行した最初の現象級ゲームであった。これはデジタルネコの収集・繁殖をテーマにしたゲームであり、ERC-721を初めて採用し、初期のNFTプロジェクトとなった。各ネコは唯一無二のNFTとして存在し、ネコの里親になること、繁殖させること、売買することで、暗号コミュニティのFOMO（取り残される恐怖）感情を刺激した。1匹のクリプトネコが百万ドル以上で取引されたこともあり、一般のプレイヤーにとっては驚きだった。CryptoKittiesの成功は多数のプレイヤーやプロジェクト側にNFTへの関心を喚起したが、ゲームの人気に伴い、取引の混雑と高コストが日常化し、イーサリアムネットワークの拡張性の問題を露呈した。
2018年になると、Gods Unchainedが注目を集めた。これはイーサリアム上の「ハースストーン」のようなカードゲームで、プレイヤーは異なる属性を持つカードを収集、売買、バトルできる。このゲームはイーサリアム上でNFTを使用することでカードの安全性を確保し、チェーンゲームとカードゲームの蜜月期を開き、「万物皆可『Fi』」の時代をもたらした。しかし、イーサリアムネットワークの制限により、ピーク時には依然として取引遅延と高コストの問題に苦しんでいた。
前回のチェーンゲームブームの頂点に立ったのは、断然Axie Infinityである。Axieはイーサリアム上の収集・バトルゲームで、プレイヤーは仮想生物Axieを収集、育成、売買することでトークンを稼ぐことができる。2018年に登場したが、深刻な熊相場の時期に当たったため、当初はあまり注目されなかった。しかし2021年の強烈な牛相場により急成長し、ゲーム性とプレイヤーの熱意を大きく高め、「P2E（Play-to-Earn）」チェーンゲームの新たなブームを巻き起こした。ゲームギルドやマネー稼ぎスタジオが多数登場した。最盛期のAxieは月間売上が3億ドルを超え、『王者の栄耀』を上回り、世界で最も儲かるゲームとなった。「P2E」モデルの台頭は、GameFi時代の本格到来を意味し、DeFi＋NFTのモデルを通じて、ブロックチェーン技術に基づくゲーム資産の発展と売買を推進した。Axie Infinity以外にも、Alien Worlds、Cryptoblades、Sorare、Zed Runなど類似モデルのゲームが登場した。しかし、イーサリアムネットワークの混雑と高取引コストにより、ゲームの参入障壁と取引コストが高く、多くのプレイヤーの参加を制限していた。
チェーンゲームのもう一つの主要な流れは、「メタバース」系であり、Sandbox、Decentralandなどを代表例とする。これらはメタバース要素を持ち、土地販売を主な経済モデルとするメタバースゲームである。Decentralandを例にすると、これはイーサリアム上に構築されたバーチャル取引プラットフォームで、ユーザーはゲーム内でバーチャル土地や資産を購入、収集、売買できる。DecentralandはNFTによってバーチャル資産の真正な所有権を保証した。しかし、ゲームの最適化不足、体験の悪さ、イーサリアムネットワークの性能制限がゲームのさらなる発展を妨げた。下図に示すように、Decentralandの土地取引額と件数は2021年末にピーク（約3400万ドル）を迎えた後、減少を続け、現在ではピーク時の1％未満にまで落ち込んでいる。
01 イーサリアム上でのチェーンゲームの画期的特徴：
-
所有権と希少性：
ブロックチェーン技術により、ゲーム内のバーチャル資産は真正な所有権と希少性を持つようになった。プレイヤーは自分のゲーム資産を真正に所有・管理でき、これらの資産の供給量は限定されているため、バーチャル資産の価値と取引性が高まった。
-
経済エコシステム：
イーサリアム上のチェーンゲームはプレイヤーに実際の経済エコシステムを提供した。プレイヤーはゲーム内での努力と投入によりバーチャル資産の収益を得ることができ、それを売買、レンタル、他のプレイヤーとの交換ができる。この経済モデルはプレイヤーに実際の価値を獲得する機会を与え、ゲームの発展に大きな原動力を与えた。
02 イーサリアム上でのチェーンゲームが直面する問題と課題：
イーサリアム最大の問題は依然として拡張性にある。アーキテクチャの制限により、拡張能力が不十分で、取引速度が遅く、限られたスループットが高ガス料金を招いている。特にプロジェクトのNFTやトークン集中販売期間中には、しばしばガス戦争（Gas War）を引き起こし、ネットワークが停止し、取引料金が瞬時に極端に高くなることがある。これはユーザー体験に甚大な影響を及ぼす。
三、イーサリアム2.0アップグレード
イーサリアムは2020年4月末にETH2.0テストネットをリリースし、半年間のテストを経て、同年12月に正式に2.0メインネットを立ち上げた。これはイーサリアム2.0時代の到来を意味する。イーサリアム2.0は1.0メインネットに対する重大なアップグレードであり、パフォーマンス、拡張性、セキュリティ、持続可能性を向上させ、イーサリアムの利用と応用を加速することを目的としている。
なぜ2.0にアップグレードするのか
01 イーサリアム自身の高手数料と混雑問題
前述の通り、チェーンゲーム関連取引において、イーサリアムのガス料金の高さ、確認速度の遅さ、低効率などの問題は長年ユーザーから批判されてきた。一部のチームは外部アプリ（例：Flashbots）を開発し、取引効率の最適化とコスト削減を一定程度実現したが、増大し続ける取引需要の前では焼け石に水だった。この問題を根本的に改善するには、イーサリアムパブリックチェーン内部からアプローチし、基盤アーキテクチャをアップグレードしなければならず、ネットワークに本質的なパフォーマンス飛躍をもたらせる。
02 競合パブリックチェーンの台頭
現在のパブリックチェーン市場においてイーサリアムは依然として圧倒的なリーダー的地位を占めているが、後発のチェーンが次々と登場し、特にパフォーマンスやアーキテクチャにおいて絶えず革新を重ねており、一定程度でイーサリアムの市場シェアを脅かしている。以下は2020年以前（イーサリアム2.0アップグレード前）の主要パブリックチェーンのパフォーマンスとデータ比較であり、イーサリアムはTPS、取引手数料、ブロック生成効率などの指標で優位性を持っていない。このまま放置すれば、近い将来、市場シェアや時価総額の面で追い抜かれるリスクがある。
BSC、Solanaなどを代表とするパブリックチェーンは、イーサリアムEVMとの互換性を持ち、膨大なエコシステムの支援もあり、バイナンス、FTXなどの強力なスポンサーがいるため、自然にユーザーの恩恵と資金の優位性を得て、急速に成長し、イーサリアムのトラフィックを吸収した。一方、イーサリアム自体の混雑と高手数料は、これらの競合チェーンにとって絶好の成長チャンスとなった。これらすべてが、イーサリアムに迅速なアップグレードを迫り、パブリックチェーン王者の地位を維持せざるを得なくさせた。
03 ユーザーのパブリックチェーンに対するセキュリティとプライバシーの新要請
イーサリアムは創設以来、取引量は千倍に成長し、毎日の数千件からほぼ安定した百万件レベルまで到達した。急成長に伴い、大量の資金が暗号通貨領域に流入し、より質の高いアプリケーションと多数のユーザーを引き寄せたが、同時にユーザーはブロックチェーン技術に対するセキュリティ、プライバシー保護などの要求も高まっている。
金融分野の応用では、ユーザーはアドレスのプライバシーなどに強い要望を持っているが、ブロックチェーン世界の過剰な透明性は発展の制約要因となっている。安全を保ちつつプライバシー保護を実現する方法は、イーサリアムの将来の発展が解決しなければならない重要な課題の一つである。
アップグレードの主な内容
「ブロックチェーンの不可能三角」、すなわち非中央集権性、安全性、拡張性について聞いたことがあるかもしれない。イーサリアム2.0のアップグレードは、この三角の三側面それぞれに対応策を提示し、今回のアップグレードの主軸を形成している。
01 シャードチェーン (Shard Chains) - 拡張性問題の解決
シャードチェーンは、イーサリアムの取引効率と拡張性を大幅に向上させるアーキテクチャ機構である。イーサリアムの最新シャーディング案（Sharding2.0）では、すべてのネットワークリソースを異なるエリアに分割し、各シャードは新しいチェーンのように扱われ、それぞれビーコンチェーン（ハブチェーン）に接続される。これにより、各ノードはすべての取引を処理する必要がなくなり、一つのシャードのみを運営し、少量のデータのみを保存すればよくなり、作業効率が大幅に向上し、イーサリアムの拡張性問題を大きく緩和する。
シャーディング2.0案は、Rollup案（後続記事でRollup案とLayer2プロジェクトについて詳しく説明する予定）のために特別に設計されており、Rollup案はシャーディング案の延長線上にある。Rollupsにより、すべての取引処理と実行はオフチェーンで行われ、イーサリアムメインチェーンは取引データのみを保存する。データシャーディングとRollupsの混合実装により、理論上イーサリアムは秒間10万以上の取引を処理できるようになる。Rollupsは現時点での最適なスケーリングソリューションと見なされている。
02 プルーフ・オブ・ステーク（Proof of Stake） - 非中央集権性問題の解決
イーサリアム2.0のもう一つの重要なアップグレードは、プルーフ・オブ・ステーク（PoS）コンセンサスメカニズムの導入である。かつてイーサリアムはプルーフ・オブ・ワーク（PoW）に基づいて運営されており、大量の計算能力とエネルギーを消費していたが、PoWからPoSへの移行により、エネルギー消費を99％以上削減できる。
イーサリアム1.0のPoWコンセンサスでは、採掘者は取引の処理・パッケージングを通じてETHを獲得していた。一方、ETH2.0のPoSメカニズムでは、ユーザーはETHをステーキングすることでネットワーク上のバリデータとなり、対応するステーク証明を得ることができる。PoW方式では、バリデータノードになるには高価なマイニングマシンを購入し、十分な計算能力を持つ必要があったが、PoS方式ではバリデータノードの参入ハードルを効果的に下げられる。任意のユーザーが32ETHをステーキングすれば、ビーコンチェーンのランダムアルゴリズムにより選ばれた検証者委員会に参加する機会を得る。ブロック提案者が取引をパッケージングし、新区塊を提案し、他の検証者が新区塊を検証し、協力してブロック生成プロセスを完了する。参入ハードルの低下により、バリデータノードの参加者が増え、ネットワーク全体がより分散的・非中央集権的になる。
03 ビーコンチェーンとCasperメカニズム - セキュリティ問題の解決
シャーディングとPoSコンセンサスの導入は、拡張性と非中央集権性の問題を解決したが、新たなセキュリティ課題ももたらした。例えば、シャードによる51％攻撃、シャード間の二重支払い攻撃、PoSコンセンサスによる利害なし攻撃（nothing-at-stake attack）、長距離攻撃、単純攻撃などである。イーサリアムはビーコンチェーンとコンセンサスプロトコルCasperにより、これらのリスクを補完し、セキュリティ問題を解決する。
51％攻撃問題を解決するため、ビーコンチェーンはランダム性を提供し、毎回の検証者が予測不能となるようにし、各検証タスク後にすべての検証ノードを再シャッフルし、新たな検証委員会を選出することで、検証ノード同士の共謀を防ぎ、セキュリティを高める。また、ビーコンチェーンを通じてシャード間通信を実現し、すべてのシャードの状態と情報を記録することで、二重支払い問題を回避する。
Casperはイーサリアム2.0の核心コンセンサスプロトコルであり、システムノードを管理し、検証者に報酬と罰則を適用する。検証者はステーキングを行い、ビーコンチェーンに申請してノードになることで、プロトコルを実行できる。もし検証者が割り当てられたタスクを完了できなければ、ステーキングしたトークンを失うリスクがあり、最悪の場合ノードプールから除外され、検証作業に参加できなくなる。これにより、検証者は誠実に行動するよう強制され、報奨・罰則制度を通じてコンセンサスルールを遵守し、PoSの利害なし攻撃問題を大きく緩和する。
長距離攻撃とは、創世ブロックから始まり、元のメインチェーンよりも長いチェーンを作成し、取引履歴を改ざんして元のメインチェーンを置き換える攻撃を指す。単純攻撃とは、フォークチェーンが単位時間内で可能な限り多くのブロックを作成し、元のメインチェーンの長さを超える攻撃である。アップグレード後のイーサリアムは、各Epochの最初のSlotブロックをチェックポイントとし、投票によってチェーンの最終確定性を実現し、ブロックを確定・不可変とする。これにより、このようなリスクを回避する。
ETH2.0のアップグレードロードマップ
イーサリアム創設者ヴィタリック・ブテリンは、6つの簡潔な段階で将来のイーサリアム2.0アップグレードロードマップを描いている：The Merge、The Surge、The Scourge、The Verge、The Purge、The Splurge。各段階は特定のテーマと機能のアップグレードに焦点を当てる。
01 The Merge
The Mergeは、イーサリアムがPoSシステムへ移行することを意味し、高度な非中央集権性、拡張性、セキュリティ、持続可能性を持つネットワークというビジョンに向けた重要な一歩である。The Mergeは二つの主要なアップグレード（BellatrixとParis、提案EIP-3675およびEIP-4399）を通じて、イーサリアムの元の実行レイヤーと新たに構築されたPoSコンセンサスレイヤー（Beaconビーコンチェーン）を統合したものであり、2022年10月に完了した。
The Mergeによっていくつかの大きな変化がもたらされた。最も重要な変化は、全ノードが実行層とコンセンサス層の両方のクライアントを同時実行する必要があることだ。The Merge前は、単一クライアントで取引やブロックに関連するすべてのタスクを処理できたが、The Merge後は、実行層とコンセンサス層のクライアントがそれぞれP2Pネットワークを維持し、コンセンサス層クライアントがブロック伝播、証明、罰則を処理し、実行層クライアントが引き続き取引実行とステート管理を行う。
The Mergeの重要なアップグレード内容の一つが、シングルスロット最終確定性（SSF）。SSFは、イーサリアムのブロック最終確定時間を現在の64〜95スロット（約15分）から1スロットに短縮することを目指している。SSFを実現するには、正確なコンセンサスアルゴリズムの開発、署名集約プロセスの最適化、検証者参加のための最適な経済的手法の決定という三つの主要課題を解決する必要がある。これら課題にはすでに解決策が存在するが、実装には時間がかかる。興味のある方はヴィタリックの記事を参照するとよい。これらの問題について詳述している。
リーダー秘密
TechFlow公式コミュニティへようこそ
Telegram購読グループ：https://t.me/TechFlowDaily
Twitter公式アカウント：https://x.com/TechFlowPost
Twitter英語アカウント：https://x.com/BlockFlow_News
瓜田实验室W Labs
