一文回顾イーサリアム上海アップグレードの「前世今生」

著者：Hashkey Group

（記事は2月に公開されました）

あなたはイーサリアムの上海アップグレードについて聞いたことがありますか？この重要なアップグレードの具体的な内容を理解していますか？イーサリアムの上海アップグレードは、イーサリアムの合併（Ethereum Merge）以来、イーサリアムブロックチェーンの発展におけるもう一つの重要な出来事です。2022年9月のイーサリアムの合併により、ブロックチェーンネットワークはプルーフ・オブ・ステーク（PoS）コンセンサスメカニズムへの移行を完了しました。今回の上海アップグレードの重点の一つは、イーサ（ETH）をステーキングしているユーザーがそのイーサを引き出せるようにすることです。以下では、イーサリアムアップグレードの主要な内容、具体的な実施時期、そして多くの人が関心を持つであろう質問、イーサリアムの上海アップグレードが投資家や市場にどのような影響を与えるかについて詳しく説明します。

イーサリアムの上海アップグレードとは？

イーサリアムブロックチェーンの重要な更新として、イーサリアムの上海アップグレードの主要な目標の一つは、イーサリアムのビーコンサイン（Beacon Chain）スマートコントラクトにステーキングされているイーサ（ETH）を引き出せるようにすることです。2022年に実施されたイーサリアムの合併により、イーサの保有者はイーサをビーコンサインのスマートコントラクトにロックすることができました。イーサリアムが上海アップグレードを無事に完了すれば、大量のイーサが解放され、ブロックチェーンの発展や市場への影響が注目されることは間違いありません。これは間違いなく年度の重要な出来事です。

背景：イーサリアムの合併とプルーフ・オブ・ステークメカニズム

昨年完了したイーサリアムの合併（The Ethereum Merge）は、イーサリアムコミュニティが数年にわたって開発とテストを重ね、成功裏に実施された重要なアップグレードです。2020年、イーサリアムはプルーフ・オブ・ステークコンセンサスメカニズムを採用したビーコンサイン（Beacon Chain）を導入し、ビーコンサインはイーサリアムのメインチェーンと並行して運用を開始しました。いわゆる「プルーフ・オブ・ステーク」（Proof-of-Stake）コンセンサスメカニズムは、ブロックチェーンネットワークがマイナーによるマイニングを必要とせず、ネットワークノードが暗号通貨をロックすることによって、ネットワークの正常な運用と取引処理を維持することを目的としています。

ビーコンサインが成功裏に運用された後、イーサリアムブロックチェーンは無事に合併を果たしました。簡単に言えば、イーサリアムの合併は、イーサリアムの元々の実行層（execution layer）と新しいプルーフ・オブ・ステークコンセンサス層（すなわち「ビーコンサイン」）を統合することです。

イーサリアムのプルーフ・オブ・ステークメカニズムの下で、イーサリアムネットワークの取引を検証し、ブロックを生成するノードになるための一つのハードルは、イーサリアムのスマートコントラクトを通じて（別名「ステーキング」）少なくとも32イーサ（ETH）をロックすることです。一方で、市場には複数のステーキングサービスプロバイダーが登場し、ユーザーが自分のイーサをサービスプロバイダーに委託してロックし、報酬を得ることができるようになっています。プルーフ・オブ・ステークメカニズムの下で、検証ノードは取引を検証し、イーサリアムブロックチェーンの正常な運用を保護する役割を担います。この設計により、ブロックチェーンネットワークは大量のエネルギーを必要とする「プルーフ・オブ・ワーク」（Proof-of-Work）マイニングモデルに依存する必要がなくなり、イーサリアムのエネルギー消費を99.9%以上削減することを目指しています。

イーサリアムの合併は技術的に非常に難易度が高く、飛行中のロケットのエンジンを交換するようなものです。2022年9月15日、イーサリアムは無事に合併を実施しました。完了後、イーサリアムは次の重要なアップデートである上海アップグレード（Shanghai Upgrade）を迎え、主にステーキングされたイーサを引き出せるようにすることを目的としています。

Proof of Stake: The Making of Ethereum and the Philosophy of Blockchains、著者：Vitalik Buterin

上海アップグレードの歴史：イーサリアム創設者Vitalik ButerinとHashKey会長肖風博士

イーサリアムブロックチェーンの次の重要なアップグレードは、「上海」というコードネームが付けられ、イーサリアムと上海という都市との深い関係を示しています。

イーサリアムブロックチェーンのアップグレードに関する背景として、2015年の導入以来、イーサリアムブロックチェーンは以下のいくつかの重要なアップグレードを実施してきました：ビザンチウム（2017年）、コンスタンティノープル（2019年）、セントピータースバーグ（2019年）、イスタンブール（2019年）、ベルリン（2021年）、およびロンドンアップグレード（2021年）。

これらのアップグレードのコードネームは、イーサリアム財団が開催する年次大会DevConの都市にちなんで名付けられています。次の重要なアップグレードのコードネームは、HashKeyグループの会長である肖風博士が指摘したように、2016年の上海DevCon大会や当年に起こった歴史的な出来事に由来しています。上海DevCon大会の1年前（2015年）、HashKeyグループは子会社を通じてイーサリアムに投資し、イーサリアムの初期投資家の一人となりました。

HashKeyグループの会長である肖風博士は、以前に書籍『The Infinite Machine』の中国語版の序文を執筆するために招待され、彼とイーサリアムの共同創設者であるVitalik Buterinとの協力の経験について言及しました。2015年4月、Vitalikは上海に訪れ、二人は初めて会いました。

HashKeyグループ会長肖風博士

イーサリアムの初期段階において、肖風博士はVitalik Buterinとブロックチェーン技術の中国での応用を加速する方法について深く議論しました。2015年、肖風博士は万向ブロックチェーンラボの名義でイーサリアムに50万ドルを支援しました。この投資は、イーサリアムのブロックチェーンの発展の方向性を正軌に戻すのに実際に役立ちました。その後、Vitalik Buterinと肖風博士は引き続き緊密に協力し、毎年開催される万向グローバルブロックチェーンサミットや2016年の上海DevCon大会に積極的に参加しました。

肖風博士は『点対万物：イーサリアムと未来のデジタル金融』の序文で次のように述べています。「The Mergeは、イーサリアムの発展史における重要な瞬間であるだけでなく、ブロックチェーン技術の発展史における重要な瞬間でもあります！」

「The Mergeの後、イーサリアムは性能やスケーラビリティの面で大規模なアプリケーションをサポートできるようになります。イーサリアム財団によれば、10年以内にイーサリアムは1000万トランザクション/秒（TPS）を達成できるようになるでしょう。私の個人的な観察によれば、インターネットプロトコルの発展過程に類似して、今後数年のうちにブロックチェーンプロトコルも市場の力によって統合されたプロトコルスタックに推進されるでしょう。そして、イーサリアム以外の他のパブリックチェーンは、イーサリアムのサブチェーン、サイドチェーン、またはシャーディング、分区となる可能性があり、ブロックチェーンの世界が相互接続される理想的な世界を実現するでしょう。」 -- HashKeyグループ会長肖風博士。

イーサリアムの上海アップグレード：ステーキング者や投資家にどのような影響があるのか？

イーサリアムの上海アップグレードの重点は、ステーキング者が既にステーキングされたイーサ（ETH）を引き出せるようにすることです。

イーサリアムがプルーフ・オブ・ステーク（PoS）コンセンサスメカニズムを実施することで、このメカニズムの下でイーサの保有者は一定量のイーサをステーキングすることで、イーサリアムネットワークの検証に参加する資格を得ることができます。

2020年に導入されて以来、イーサリアムのビーコンサイン（Beacon Chain）はすでにイーサのステーキングを受け付けています。

2022年、イーサリアムの開発者は技術的な焦点をより明確にするために、イーサリアムの合併においてステーキングされたイーサの引き出し機能を含めませんでした。そのため、ビーコンサインのイーサのステーキング者は、イーサや関連するトークンの報酬を引き出すことができていません。

ビーコンサインにステーキングされているイーサの数量とステーキング者の数は、急速に倍増しています。

イーサリアムの上海アップグレードにおけるステーキングETH引き出し制限

イーサリアムが上海アップグレードを完了した後、大量のステーキング者がイーサを引き出す状況が発生するでしょうか？執筆時点で、ビーコンサインにステーキングされているイーサ（ETH）は、イーサの総供給量の13%以上を占めています。イーサリアムの上海アップグレードがステーキングされたイーサの引き出し機能を開放することを重点にしている以上、実施日が近づくにつれて、市場はイーサの投資家や関連市場関係者の可能性のある売却活動に注目しています。ステーキングされたイーサを引き出せることが確認されれば、ステーキングを解除し、他の機会に投資したい人々は、ついにイーサを引き出す選択ができるようになります。イーサを保有しているがステーキングしていない市場関係者にとっても、市場の動向の不確実性が彼らの行動に影響を与える可能性があります。

ビーコンサインにステーキングされているイーサが一度にすべて引き出せるようになると、大規模な市場の変動を引き起こす可能性があるか？その答えはあまり可能性が高くないです。なぜなら、イーサリアムの上海アップグレードには引き出し制限と待機メカニズムが含まれているからです。 イーサリアムは、ビーコンサインにステーキングされているイーサの引き出しに制限を設け、各エポック（約6.4分ごと）ごとに6つの検証ノードのみがステーキングされたイーサを引き出すことができます。この推定に基づくと、上海アップグレード後、イーサリアムは1日あたり約43,200イーサの引き出しを許可することになります。

推定によれば、すべてのビーコンサインのステーキング者が彼らのステーキングされたETHトークンを引き出し、新しいステーキング者の数がゼロである場合、そのプロセスには約300日かかるでしょう。

さらに、イーサリアム財団によれば、引き出しの速度制限はステーキングされたETHの総量に応じて調整されるとのことです。

イーサリアムの上海アップグレードはいつ実施されるのか？

イーサリアムの開発者の計画によれば、イーサリアムの上海アップグレードはイーサリアムの合併後の6〜12ヶ月以内に開始される予定です。遅延や潜在的な技術的問題を最小限に抑えるために、イーサリアムの開発者はイーサのステーキング解除を上海アップグレードの優先機能として扱うことを決定しました。これはイーサリアム改善提案「EIP-4895: Beacon Chain Push Withdrawals as Operations」に基づいています。

以下は、公開情報に基づいて整理されたイーサリアムの上海アップグレードの開発経緯です：

• 2022年10月：イーサリアムの上海アップグレードに向けて、イーサリアムの開発者は「Shandong」（山東）というコードネームのテストネットを立ち上げ、バグや潜在的な問題を探しました。

• 2022年12月：イーサリアムの開発者は2023年3月にイーサリアムのメインネットで上海アップグレードを実施する予定を立てました。

• 2023年1月：イーサリアムのコア開発者会議で、イーサリアムの開発者は上海アップグレードがイーサのステーキング解除を優先的に行うことを確認し、2月末までに上海アップグレードの公共テストネットを公開する計画を立てました。

イーサリアムの上海アップグレード後の技術的な道筋：シャーディング（Sharding）？

イーサリアムブロックチェーンのアップグレード計画とロードマップ。出典：@trent_vanepps.

実際、イーサリアムの上海アップグレードはビーコンサインのイーサのステーキングを解除するだけでなく、他の改善提案も含めることを考慮していました。しかし、遅延の可能性を減らすために、イーサリアムの開発者は上海アップグレードにこれらの提案を含めないことを決定しました。

これらの提案には、「proto-danksharding」と呼ばれる改善提案（EIP-4844）が含まれており、これはイーサリアムブロックチェーンが2段階でシャーディング（sharding）アーキテクチャを実施する第一歩です。イーサリアムの上海アップグレードが無事に完了すれば、上記のproto-danksharding提案は2023年内に正式に詳細が発表される見込みです。イーサリアムのアップグレードが計画通りに進めば、次の重要なアップグレードのテーマはデータシャーディングの実現となります。

簡単に言えば、データシャーディングの実現は、イーサリアムの一部の作業負担を、同時に協力する小型のブロックチェーンに分散させることを目的としています。シャーディングは、イーサリアムにより多くのストレージとデータアクセスの容量をもたらし、イーサリアムブロックチェーンをより迅速にし、スケーラビリティを向上させることが期待されています。同時に、シャーディングはレイヤー2ネットワーク（Layer-2）技術ソリューションの取引コストを低く抑えつつ、イーサリアムブロックチェーンのセキュリティの利点を維持することが期待されています。

イーサリアムブロックチェーンのシャーディングアップグレードは、2023年と2024年に導入される見込みです。

結論

イーサリアムの上海アップグレードは、イーサリアムブロックチェーンの発展における重要な瞬間となるでしょう。このアップグレードは、中国の都市上海にちなんで名付けられており、イーサリアムの発展初期における上海の関係と役割を反映しています。イーサリアムの上海アップグレードの主要な目標は、ビーコンサインにステーキングされたイーサを引き出せるようにし、ステーキング者に引き出しの選択肢を提供することです。イーサリアムの上海アップグレードは、イーサリアムブロックチェーンのスケーラビリティと分散化の構築を進めるための大きな一歩であり、イーサリアムの発展の歴史における重要な出来事となるでしょう。