ETH 2.0とは

ETH 2.0は、Ethereumの開発における4つのステージ (Frontier、Homestead、Metropolis、Serenity) のうち、最後のステージで実装されます。2.0にアップグレードされる際に、コンセンサスアルゴリズムがPoW (Proof of Work) からPoS (Proof of Stake) にアップグレードされる予定です。

なぜETH 2.0へのアップグレードが必要なのか

1. スケーラビリティの向上

ETH 1.0では1秒間に15件程のトランザクションしか処理することができません。ETH 2.0では64セグメント (将来的にはさらに増える可能性があります) が用意され、理論上1秒間に数千～数万件のトランザクションを処理できるようになります。これによりメインネットワークに処理能力が集中しすぎるという問題を解決し、スケーラビリティをさらに向上させることができます。

2. 環境持続可能性

現在、Ethereumの運営およびセキュリティの維持はPoW (Proof of Work) というコンセンサスアルゴリズムによって行なわれています。PoWは、セキュリティの確保や分散化の度合いにおいて一定の利点がありますが、ノードの運営には大きなコストを支払う必要があります。世界中のノードが膨大なコンピューティング・パワーを消費する中、最終的に正しいハッシュ値を見つけ、マイ二ング報酬を手にするのは1ノードだけです。PoWは非効率的で、環境資源の浪費にも繋がっています。PoS (Proof of Stake) は暗号資産をステーキングしてチェーン上にブロックとディールを作成する方式です。EthereumはPoSへ移行することにより、ネットワークの維持・運用のために大量のコンピューティングパワーと電力を浪費する必要がなくなります。

ETH 2.0開発のロードマップ

ETH2.0は1.0と同様、いくつかのフェーズに分かれています。最も重要なのは最初の3つのフェーズ (フェーズ0、1、2) です。

フェーズ0：ビーコンチェーン

ビーコンチェーンは、フェーズ0でEthereum 2.0に導入される、全く新しいブロックチェーンで、ネットワークを運営・維持するためにステークシステムに参加するバリデーターを管理する役割を担っています。すなわち、Ethereum 2.0エコシステムのコマンド＆コントロールセンターです。

このフェーズでは、Ethereum 2.0はスマートコントラクトや資産移転などの機能をサポートせず、検証手続きの運用のみをサポートするため、ユーザーは取引所に資産を移動することができません。

フェーズ1：シャード

フェーズ1の主な目標は、シャードチェーンの統合です。このフェーズでは、Ethereum 1.0と2.0が統合される予定です。シャードチェーンはEthereumネットワークの拡張メカニズムです。Ethereumブロックチェーンは64の異なるチェーンに分割され、データ処理タスクは多くのノードに分散して並行に処理されます。各シャードチェーンは、Ethereumネットワークにおける幹線道路の迂回レーンのようなもので、これにより、ネットワークの処理能力が大幅に向上し、より高いスループットがもたらされます。

フェーズ2：エクセキューション

現在、フェーズ2の定義や機能についてはまだ検討中ですが、現時点で判明していることは以下の通りです。シャードチェーンの機能はフェーズ2で全面的に改善され、各シャードはeWASM (ETH WASM) をベースにした仮想マシン (EVM) を管理する。スマートコントラクトに対応し、送金、出金、シャード間送金などの機能をサポート。またこのフェーズでは、Ethereum 1.0は2.0との統合を完了し、PoW (Proof of Work) の利用を完全に終了する。

画像参照元：https://eth2.ethereum.cn/

eWASM (ETH WASM) は、Ethereum 2.0が、Ethereum仮想マシン (EVM) に起因するボトルネック問題を解決するためのソリューションです。EVMは、Ethereumネットワークの内部ステートとすべての計算を担当し、タスクの実行速度やネットワーク全体の可用性に大きな影響を与えます。eWASMは、W3Cコミュニティグループが設計し、Google、Microsoft、Appleなどのトップエンジニアが開発したオープンスタンダードです。C/C++などのプログラミング言語や64bitのデータ処理に対応しており、ネットワークの処理速度やスループットを向上させるとともに、セキュリティや可用性を高めることが可能です。

Ethereum 2.0のバリデーターになるには？

バリデーターになるにはまず、デポジット・コントラクト (https://etherscan.io/address/0x00000000219ab540356cBB839Cbe05303d7705Fa#tokentxns) で32 ETHのステーキングを行い、Ethereum 1.0と2.0のクライアントを同時に稼働させる必要があります。バリデーターになった後は、ノードを長時間オンラインで稼働させる必要があります。ブロックのバリデーションごとにETHの報酬が得られ、年間利回りは約5～10％です。ただし、オフラインであるためにバリデーションを逃した場合、ビーコンチェーンを通じてEthereumネットワークから割り当てられたタスクに罰金が課され、悪意のあるバリデーションであった場合は32 ETHが没収されます。

デポジット・コントラクトへのETH2.0ステーキングは不可逆的な取引となります。Ethereum 2.0がフェーズ1に達し、シャーディングやスマートコントラクトを稼働できるようになるまで、2～3年の待機期間が必要になる可能性があります。つまり、バリデーターは少なくとも2年間は出金できないリスクを負わなければなりません。また、一度ビーコンチェーンにETHをステークすると、BETHが生成され、Ethereum 1.0のチェーンには戻せなくなります。これは、Ethereum 2.0のアップグレードが失敗した場合、損失を被る可能性があることも意味します。したがって、一般ユーザーがバリデーターになることはお勧めしません。