Ethereumアップグレード「The Surge」:15 TPSから100,000+ TPSへの技術革新

イーサリアムは深刻なパフォーマンスの変革を経験しています。世界最大のスマートコントラクトプラットフォームとして、このethアップグレードプロジェクトは「The Surge」(激増)と呼ばれ、ネットワーク容量を10万件/秒以上に引き上げつつ、分散性とセキュリティを維持することを目的としています。現在のETH価格は$2.93Kであり、このアップグレードにより、ホルダーやエコシステムの参加者は実質的な利益を得ることができます。

なぜEthereumはアップグレードが必要なのか?現状とボトルネック

現在のEthereumメインネット(Layer 1)の処理能力は約15-30 TPSです。この数字は一見低くないように思えますが、実際のアプリケーションでは明らかな問題があります。ネットワークが混雑すると、ガス料金は数十ドルに跳ね上がり、単純なトークン送金のコストが取引自体の価値を超えることもあります。

これがThe Surgeが解決しようとする核心的な課題です:分散性と安全性を確保しながら、Ethereumを従来の決済ネットワークのように高速かつ効率的にする方法です。

Vitalik Buterinはこのethアップグレードのロードマップを設計する際、重要な理念を提唱しました——Ethereumは分裂したチェーンではなく、統一されたエコシステムであるべきだと。Layer 1、Layer 2、さらには将来の複数の並列処理層も、シームレスな一体感を持つべきだと。

The Surgeのコア柱:五つの技術的アプローチ

1. Layer 2 Rollups——真のスループットエンジン

Layer 2 RollupsはThe Surgeの主力です。彼らの仕組みは、複数の取引をチェーン外でまとめて処理し、その圧縮結果をEthereumメインネットに提出することです。これは、貨物列車のすべての貨物伝票を一つの報告書にまとめて提出するようなものです。

L2Beatのデータによると、過去1年間でLayer 2エコシステムのロック済資産(TVL)は216%増加し、38億ドルを突破しています。これは何を意味するのでしょうか?ユーザーが実際に「投票」している証拠です——Layer 2の成熟度と利用可能性が急速に向上しています。

Layer 2は主に二つのタイプに分かれます:

楽観Rollups:すべての取引が有効と仮定し、規定時間内に異議が唱えられなければ確定します。ArbitrumやOptimismはこの方式を採用し、高速かつ低コストです。

ゼロ知識Rollups:ゼロ知識証明を用いて取引の有効性を直接検証します。zkSyncなどのプロジェクトはこの道を進み、より強固なセキュリティ保証を提供しますが、複雑さも増します。

2. DAS(データ可用性サンプリング)——軽量ノード時代の到来

これはThe Surgeの中でも最も革新的な部分かもしれません。従来、Ethereumのノードはすべてのデータをダウンロードし検証する必要がありました。これにより、ノード運用コストはデータ量の増加とともに高騰し、最終的には中央集権化を招きかねません。

DASはゲームのルールを変えます。ノードはデータの一部だけを検証すれば、全体の整合性を保証できるのです。これは、大きな倉庫の中で、検査官がすべての品物を一つ一つ検査するのではなく、ランダムにサンプルを抽出して品質を判断するのに似ています。

PeerDASバージョンでは、異なるノードがそれぞれ異なるデータ断片を検証し、P2Pネットワークを通じて協力して全体の検証を行います。これにより、軽量ノードの実現が可能となり、ネットワーク参加のハードルが下がります。

3. Proto-Danksharding(データBlob)——既に進行中

2024年T1に開始されるDencunアップグレードでは、EIP-4844が導入され、「Blob」という新しい概念が登場します。BlobはRollup最適化のために設計されたデータ構造で、通常のcalldataよりもコストが大幅に低減されます。

この改善により、ArbitrumやOptimismの取引コストは大きく削減され、特定のシナリオではETH送金の費用が数ドルから0.24〜0.78ドルにまで下がっています。

4. Plasmaとデータ圧縮——二つのアプローチの併用

Plasmaはチェーン外の取引を処理し、メインネットには決済のサマリーだけを送信します。BLS署名の集約などの圧縮技術と組み合わせることで、オンチェーンのデータ容量をさらに削減できます。

5. Layer 1自体の最適化

重要なのは、Layer 2が主要な負荷を担う一方で、Layer 1も自己進化を続ける必要がある点です:

  • ガス上限の引き上げ:ただし、やりすぎるとノード運用コストが増加し、逆に分散性を損なう恐れがあります
  • EOF(Ethereum Object Format):スマートコントラクトの実行効率を向上させる
  • 多次元ガス価格設定:計算、データ、ストレージごとに料金を設定し、公平性を確保
  • ネイティブRollup:プロトコル層で複数の並列EVM実行スレッドをサポート

The Surgeのタイムライン:2024年から2026年+

2024年第1四半期:Proto-Dankshardingが実装され、BlobによりLayer 2コストが低減

2024-2025年:Arbitrum、Optimism、zkSyncなど主要なRollupがアップデートを完了し、SNARKsなどの新しい証明システムを導入、PeerDASや2D DASも拡大

2025年末:EOFが稼働し、多次元ガス価格設定が実現、ネイティブRollupがEthereumプロトコルに統合

2026年以降:Dankshardingの完全展開、Ethereumのシャーディングによる複数のデータシャード化、最終的には10万TPS突破を目指す

その後もThe Splurge(各種最適化)、The Verge(ステートレスクライアント)、The Purge(冗長データの整理)などの段階が続き、Ethereumの完全な進化のビジョンを描きます。

このethアップグレードがユーザー体験をどう変えるか

一般ユーザーにとって、The Surgeは次の三つの直接的なメリットをもたらします:

取引コストの激減:Layer 2はすでに費用を1ドル未満に抑えています。アップグレード後は、Ethereumメインネット上でもガス料金がより合理的になり、小額送金やNFTのやり取り、DeFi操作も経済的に行えるようになります。

取引速度の向上:現状の秒単位の確定からさらに高速化され、オンチェーンアプリのユーザー体験はWeb2に近づきます。

レイヤ間のシームレスな体験:Layer 1とLayer 2間の資産移動は、まるで同じウォレット内での操作のように簡単になります。複雑なクロスチェーンブリッジは不要となり、エコシステムは真の統一体へと進化します。

開発者にとっては、改善されたEVMの実行効率、より安価なストレージコスト、高いスループットは、より複雑なアプリケーションの構築を可能にします——高頻度DeFiプロトコルからオンチェーンゲーム、データ集約型アプリまで、多彩な展開が期待されます。

セキュリティの考慮:拡張性と安全性のバランス

拡張性は無料ではありません。より高いスループットは、より多くの検証作業を意味します。Layer 2の安全性は暗号証明システムの完成度に依存します。

Vitalikはまた、長期的には量子計算が脅威となることも指摘しています。Ethereumコミュニティはすでにポスト量子暗号の研究を進めており、未来の量子時代に備えています。

同時に、Layer 2システム自体にも実装の脆弱性や一時的なネットワーク障害、移行期間中のコスト変動リスクがあります。ユーザーはこれらのトレードオフを理解しておく必要があります。

未来展望:Danksharding後の道筋

The SurgeはEthereumの進化の一歩にすぎません。完全なDankshardingにより、データシャーディングが実現し、複数の並列データ可用性チェーンが稼働します。理想的には、Ethereumは世界中の数十億人のユーザーを支える、真のグローバル決済層へと進化します。

まとめ

The SurgeはEthereumの野心を象徴しています——層構造と暗号学の革新を駆使し、ブロックチェーンの根本的なパラドックスを解決しようとしています:分散性、安全性、拡張性のバランスをどう取るか。

技術的なロードマップを見ると、このethアップグレードは一気に進むものではなく、段階的かつ継続的な長期プロジェクトです。Layer 2の爆発的な成長、Proto-Dankshardingの実現、そして将来のDankshardingの完全展開が、明確な進化の道筋を描きます。

ETHを保有する投資家やEthereumエコシステムを利用するユーザーにとって、これはネットワークの実用性が大きく向上することを意味します。より低コスト、より高速、より良いユーザー体験——これらはもはや約束ではなく、徐々に現実となりつつあります。ただし、いかなる大規模なシステムアップグレードにも警戒心と継続的な注視が必要です。

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