イーサリアム

**イーサリアム**（）とは、分散型アプリケーション（DApps）やスマート・コントラクトを構築するためのブロックチェーンプラットフォームの名称、及び関連するオープンソースソフトウェアプロジェクトの総称であり、イーサリアム・プロジェクトによって開発が進められている。イーサリアムを利用するのに必要な通貨（内部通貨）として「Ether（イーサ）」が用いられ、ユーティリティ通貨として使用される事が意図されている。また汎用コンピュータとして設計され、仮想マシン（Virtual Machine）が動かせる。

ビットコインと並びイーサリアムは、時価総額や1日の取引量から見て仮想通貨におけるトップ2である。

## 歴史

### イーサリアムの誕生
イーサリアムの構想は2013年にウォータールー大学の学生であったヴィタリック・ブテリンにより「Ethereum white paper」と書かれたのが始まりである。その構想はギャビン・ウッドにより学術的な整理がなされた。その後、2014年6月に「Ether」とビットコインを交換するクラウドセールが42日間かけて行われ、18億円相当のビットコインを調達した。

また、プラットフォームの開発においては、2014年2月にProof of Conceptの最初のフェーズ（PoC-1）として、プログラミング言語C++で実装されたクライアントがリリースされた。以降、順次開発が進められ、POC-9である「Olympic」を経て、2015年7月30日に最初のベータ版である「Frontier」がリリースされた。

2016年3月14日にはFrontierでのネットワークの安定性の確認やユーザビリティの向上を含めた改良がなされた「Homestead」がリリースされた。

### The DAO事件
The DAOはEthereumの仕組みを利用して、ブロックチェーン上で決めたルールに従い、資金を集めて投票し、利益が上がれば投資者に配分するというシステムである。投資者はイーサとDAOトークンを交換する事で資金を提供し、投票にDAOトークンを利用するものであった。

2016年4月5日から4月30日にかけて、DAOトークンのクラウドセールを開催し、当時のイーサの総流通量の14パーセント（当時150億米ドル）を調達した。

2016年6月17日、The DAOのスマートコントラクトのバグを悪用し、約360万ETH（当時5000万米ドル）が未知のハッカーによって盗まれ、その後Robin Hoot Group（RHG）と名乗る集団がおよそ720万ETHの確保とコミュニティへの返還を発表した。

6月17日から7月20日までの28日間はDAOトークンとETHが交換できない仕組みだったので、その間に開発者は解決策を見つける事を考えた。

6月28日にはThe DAOに投資された全てのイーサの残高を新しい払い戻し用のスマートコントラクトに移動させ、元の所有者が払い戻しできるようにするハードフォークを提案した。

7月15日、イーサリアムの開発チームはクライアントを作成し、クライアントがデフォルト設定でハードフォークするのかしないのかの投票を開始し、デフォルト設定ではハードフォークする事に決まった。こうしてThe DAO事件が起きる前のハッカーによる不正送金が起こる前の状態に戻った。

しかし、ハードフォークに反対するコミュニティが古いクライアントソフトウェアを実行し続けた事でEthereum Classicが誕生し、2つのイーサリアムネットワークが誕生した。

### ERC-721：NFT（非代替性トークン）規格
2018年1月、シビックハッカーであり主執筆者でもあるウィリアム・エントライケンの主導のもと、コミュニティ主導の論文（EIP＝Ethereum Improvement Proposal）が公開され、「ERC-721: Non-Fungible Token Standard」と呼ばれた。この提案で、イーサリアム初の正式なNFT規格である ERC-721 が導入された。

この標準化によって、イーサリアムは数十億ドル規模のデジタル・コレクティブル市場の中心的存在となった。

### Metropolis
Metropolis（メトロポリス）は、Ethereum の初期ロードマップにおける 第3フェーズの大型アップグレード である。Ethereum の開発フェーズは、Frontier、Homestead、Metropolis、Serenity（Ethereum 2.0）と順に設計されていた。

Metropolis はさらに Byzantium(ビザンチウム) と Constantinople(コンスタンティノープル) の 2 つのハードフォーク に分割されて実装された。

2017年10月16日に「Byzantium(ビザンチウム)」がリリースされ、Ethereum Virtual Machine（EVM）の改善、ガスコストの調整、セキュリティ機能の強化を中心としたアップグレードであり、さらに zk‑SNARK などの暗号化技術もサポートされた。

2019年2月28日には「Constantinople(コンスタンティノープル)」がリリースされ、スマートコントラクトの効率化、ガス使用量の最適化、マイニング報酬の調整を目的とした。

### プルーフ・オブ・ステークへの移行
「Metropolis」と呼ばれるバージョンがリリースされ、今後は「Serenity(Ethereum 2.0 )」と呼ばれるバージョンがオープンソースとして開発が進められ、コンセンサスアルゴリズムをプルーフ・オブ・ステークへ移行する事で、イーサリアムの本番リリースとなる予定である。PoS(プルーフ・オブ・ステーク)を採用したEthereumを「合意レイヤー」と呼び、PoW（プルーフ・オブ・ワーク）を採用したEthereumを「実行レイヤー」と呼ぶ。それぞれ「ETH2」と「ETH1」を呼称としたが、2022年1月25日にそれぞれ「合意レイヤー」と「実行レイヤー」に呼称を変えた。

「Serenity」の主な目的は、ネットワークのトランザクション・スループットを毎秒最大数万トランザクションまで向上させることである。また、トランザクションの検証作業をシャードと言われるバリデーターのグループごとに分け、トランザクションの検証作業を効率化することで、イーサリアムで問題となっていたスケーラビリティ問題の解決を目指す。この技術をシャーディングといい、各グループ毎のチェーンをシャードチェーンという。その第一歩として2020年12月1日にシャードチェーンからの命令の整理と調整をするのハブとして機能するPoS（proof-of-stake）ブロックチェーンであるBeacon Chainを作成した。将来は64個のシャードチェーンを導入をする事でトランザクションに多くのバイパスを作る予定であり、また「実行レイヤー」は「合意レイヤー」の中でシャードチェーンとなる予定である。

### The Merge
The Merge（旧称 Ethereum 2.0）は、イーサリアムのコンセンサス・プロトコルをプルーフ・オブ・ワーク（PoW）からプルーフ・オブ・ステーク（PoS）へ移行させた Bellatrix、Paris、Shapella の3つのアップデートの総称である。

2022年6月8日にパブリックテストネット「Ropsten」にて、コンセンサスアルゴリズムを「プルーフ・オブ・ステーク（PoS）」へ移行し、8月11日にはテストネット「Goerli」が移行した。

2022年9月6日に「Bellatrix」が実施され、PoSビーコンチェーンを更新してスラッシング（経済的ペナルティ）を導入した。

2022年9月15日に「Paris」がブロック高15537393において実行され、イーサリアムのメインネットをビーコンチェーンへ統合し、ルーフ・オブ・ステーク（PoS）へ以降した。しかし、移行して数時間後、PoWチェーンでマイニングを行っていたマイナーらが中心となってイーサリアムがハードフォークをし、PoWを維持するためにイーサリアムPoWとイーサリアムFairが誕生した。

2023年4月12日に「Shapella(Shanghai–Capella)」が実行され、ステーキングされたETHおよび報酬の引き出しをビーコンチェーンから引き出せるようになった。

### 直近のアップグレード

#### Dencun
2024年3月13日、「Dencun」{別名 Deneb–Cancun}アップグレードが実施された。このアップグレードには EIP-4844{Proto-Danksharding}が含まれており、「ブロブ（blobs）」と呼ばれる汎用データ可用性のためのデータ構造が導入された。ブロブとは、ここではレイヤー2が、レイヤー1にデータを記録するため専用のデータ容量のことを指す。

ブロブデータは一時的にのみ保存されるため、通常のコールデータを使用する場合に比べて格段に低コストである。これにより、イーサリアムのレイヤー2（L2）ネットワークは、圧縮されたトランザクションデータをレイヤー1（L1）に投稿するコストを大幅に削減できるようになった。

#### Pectra
2025年5月7日にPrague–Electra（通称「Pectra」）アップグレードが実施された。このアップデートでは複数の改善が行われ、主なものとして以下が含まれる。

* EIP-7251：各バリデーターのステーキング量を従来の正確に32 ETHから、32 ETHから2048 ETHまでの範囲で柔軟に設定できるようにした。
* EIP-7702：外部所有アカウント（EOA）がスマートコントラクトの機能を利用できるようにした。

#### Fulu-Osaka
2025年12月3日にFulu-Osaka (通称「Fusaka」)アップグレードが実施された。Fusakaは実行レイヤーアップグレード Osaka とコンセンサスレイヤー Fulu starを組み合わせた造語であり、イーサリアムブロックチェーンをベースレイヤーとして利用するレイヤー2チェーンからの大規模なトランザクションスループットをイーサリアムが処理できるようになる。これはEthereumのネットワーク性能とユーザー体験を向上させることを目的とする。

一番主要な機能はブロブ（Blob）データ管理の最適化とPeerDASの導入であり、ノードの負担軽減やレイヤー2ネットワークのデータ投稿コストを削減し、手数料の低廉化スケーリングを容易にしている。

次に、The Merge以前あった不要な項目（例: 難易度）の削除やトランザクションGas使用量の上限設定、大きな数値のmodular exponentiation（モジュラー累乗計算）を行うMODEXPプリコンパイルの入力サイズ上限を設定することで、ノード運用コストの削減や処理効率の向上を目指す。

さらに、事前にブロック提案者を把握可能にする仕組みやEVM命令追加、パスキーを使ったウォレットによるシードフレーズ不要で生体認証等による鍵管理が可能となる仕組みが登場する。それにより、トランザクション処理やウォレット操作をスムーズにしている。

最後に、開発者・運用支援として、JSON-RPCによるフォーク設定確認やブロブパラメータ調整の仕組みを提供し、開発・テストやノード運用の精度と柔軟性を向上させている。

## 技術的特徴

### イーサリアムのネットワーク構造とコンセンサス
Ethereumは、約12秒ごとにトランザクションの集合であるブロックを生成するピアツーピアネットワークである。各ブロックには、前のブロックの系列を識別する暗号学的ハッシュが含まれ、この連鎖はブロックチェーンと呼ばれる。

ネットワーク参加者であるノードは、限定されたピアと接続してブロックや未検証トランザクション（メンプール）を共有し、情報を迅速にネットワーク全体へ伝播させる。ノードは必要に応じて、ジェネシス状態からすべてのトランザクションを順に実行することで、ブロックチェーンの状態コピーを作成できる。

Ethereumは2022年にプルーフ・オブ・ステーク（PoS）に移行しており、任意のアカウントが32ETH以上をステーキングしてバリデーターとして登録できる。各エポック（32スロット、1スロット12秒）ごとにバリデーターは、ブロック提案者またはアテスターとして擬似ランダムに割り当てられる。バリデーターは正しい提案・承認を行うことで報酬を得るが、矛盾した行動や非アクティブの場合はステークの一部を失う。累積アテステーションの重みが最も高いチェーンが正統チェーンとみなされ、バリデーターはネットワーク全体の合意形成を維持するインセンティブを持つ。

### Ether
イーサリアムでは、内部通貨「イーサ」（Ether、シンボル：ETH）が規定され、GAS代といった取引手数料の支払いやスマート・コントラクトを履行するための手数料およびマイニングの報酬として用いられている。

### ネットワーク
イーサリアムでは、イーサリアム・ネットワークと呼ばれるP2Pのネットワーク上でスマート・コントラクトの履行履歴をブロックチェーンに記録していく。またイーサリアムは、スマート・コントラクトを記述するチューリング完全なプログラミング言語を持ち、ネットワーク参加者はこのネットワーク上のブロックチェーンに任意のDAppsやスマート・コントラクトを記述しそれを実行することが可能になる。ネットワーク参加者が「Ether（イーサ）」を目当てに、採掘と呼ばれるブロックチェーンへのスマート・コントラクトの履行結果の記録を行うことで、その正統性を保証していく。このような仕組みにより特定の中央管理組織に依拠せず、P2P全体を実行環境としてプログラムの実行とその結果を共有することが可能になる。

### イーサリアム仮想マシン
イーサリアム仮想マシン（EVM : Ethereum Virtual Machine）とはEthereumにおけるスマートコントラクトを実行するためのプログラム環境である。EVMで実行するプログラミング言語としてSolidityやVyper、Serpent、LLL、Banboo等が用いられている。

### アカウント
イーサリアムには、ユーザーアカウント（外部所有アカウント）とコントラクトアカウントの2種類のアカウントがあり、両方ともアドレスを持つ。両者はETH残高を持ち、任意のアカウントにETHを送信したり、他のコントラクトのコードを実行したり、新しいコントラクトを作成したりできる。ブロックチェーン上および状態上では、アカウントアドレスによって識別される。

ユーザーアカウントは秘密鍵を持つアカウントであり、トランザクションを送信できる。またコントラクトアカウントは秘密鍵を持たないが、EVMで実行できるプログラムであるスマートコントラクトのコードが関連付けられ、コントラクト内の関数を呼び出す事ができる。

### アドレス
Ethereumのアカウントアドレスは、16進数を示す共通接頭辞「0x」と、ECDSA公開鍵（曲線はsecp256k1）のKeccak-256ハッシュの右端20バイトを連結して構成される。16進表記では1バイトが2桁で表されるため、アドレスは「0x」に続く40桁の16進数で表される（例：0xb794f5ea0ba39494ce839613fffba74279579268）。スマートコントラクトのアドレスも同様の形式を持つが、生成方法はアカウントの送信者と作成トランザクションのノンスに基づいて決定される。

### GAS代
トランザクションを作成する際、送信者はGAS代とGASリミットを指定する。GAS代とはEthereumにおける取引手数料であり、単位はGweiである。GASリミットとは送信者がトランザクションに対して払えるガスの上限を定めたものである。マイナーは獲得できる報酬を最大化するために、ガス代の高いトランザクションを優先的に処理するので、取引が増加するとGAS代が高騰するという問題点がある。近年、イーサリアム上の取引量が増加しているため、GAS代の慢性的な高騰が課題となっており、ArbitrumやOptimismといったセカンドレイヤーのブロックチェーンによるスケーラビリティ拡大などの対策が講じられつつある。

## コミュニティ

### イーサリアム改善提案
イーサリアム改善提案（EIP：Ethereum Improvement Proposal）とは、イーサリアムに新しい機能を提案し、そのプロセスや環境を説明する設計書である。また、EIPに付与されるラベルをイーサリアムコメント要求（ERC : Ethereum Request for Comments）という。代表的なEIPとしてEIP-20があり、トークン作成に関する提案書である。これをラベルにしたものがERC-20である。

### 代表的なコミュニティ
; イーサリアム財団
:イーサリアム財団は、イーサリアムの関する開発プログラムの作成や、世界のイーサリアムの開発者・研究者向けに対して年に1度の会議である「Devcon(デブコン)」を主催する。2020年以降はCOVID-19の影響によりDevconの開催を延期している。
* Devcon 1 - 2015年11月9日-13日 イギリス（ロンドン）
* Devcon 2 - 2016年9月19日-21日 中国（上海）
* Devcon 3 - 2017年11月1日-4日 メキシコ（カンクン）
* Devcon 4 - 2018年10月30日-11月2日 チェコ（プラハ）
* Devcon 5 - 2019年10月8日-11日 日本（大阪）- 大阪市住之江区のATCホールにて開催した。
* Devcon 6 - 2022年10月11日-14日 コロンビア（ボゴタ）

; Ethereum Research
:Ethereum Researchとは、イーサリアムのコア開発者らで議論する掲示板である。

; ConsenSys
:ConsenSysとは、イーサリアムを専門に扱うブロックチェーンソフトウェア技術企業。

## アプリケーションとプロジェクト
### ERC-20トークン
イーサリアムのトークン規格「ERC-20（Ethereum Request for Comments 20）」は、イーサリアムブロックチェーンと互換性を持つ暗号資産を作るための規格である。2015年11月にFabian Vogelstellerによって提案されたこの規格は、スマートコントラクト内にトークン用のAPIを実装している。この規格は、あるアカウントから別のアカウントへのトークンの転送、アカウントの現在のトークン残高の取得、ネットワーク上で利用可能なトークンの総供給量の取得などの機能を提供する。ERC-20の処理を正しく実装したスマートコントラクトはERC-20トークンコントラクトと呼ばれ、Ethereum上で作成されたトークンを追跡するのに役立つ。数多くの暗号通貨がERC-20トークンとして登場し、イニシャル・コイン・オファリング（ICO）で配布された。

### 非代替性トークン

イーサリアムでは、トークン規格「ERC721」や「ERC1155」を用いて非代替性トークン（NFT）と呼ばれるユニークで不可分なトークンの作成が可能である。 NFTはユニークであるため、コレクターズアイテム、デジタルアート、スポーツの記念品、仮想不動産、ゲーム内のアイテムなどを表現するために使用されてきた。

### ENS
ENS（Ethereum Name Service）とはイーサリアムアドレスやコントラクトアドレスを「○○.eth」のように人が理解できる名前に変換できる分散型アプリケーション（DApp）であり、非代替性トークン（NFT）に活用されている。これは、EIP-137とEIP-162とEIP181という3つのイーサリアム改善提案（EIP）によって仕様が規定されている。

### 分散型金融

分散型金融（DeFi）とは金融機関のように中央の管理者を必要とせず自律的に運営され、パブリック型ブロックチェーン上でスマートコントラクトを活用して構築・運用される分散型の金融サービスのことであり、Ethereumのユースケースの一つになっている。ユーザーに利息を獲得させるマネー・マーケット・ファンドなど、企業や政府の管理外にある伝統的な金融商品を分散型アーキテクチャで提供している。 分散型金融アプリケーションは通常、Web3対応のブラウザ拡張機能やアプリケーションを介してアクセスされ、MetaMaskのようにウェブサイトを介してユーザーがEthereumブロックチェーンと直接やりとりできるようになっている。 これらのDAppsの多くは、複雑な金融サービスを構築するために接続し、連携することができる。

DeFiプラットフォームの例としては、MakerDAOやCompoundなどがある。 Ethereum上のトークンの分散型取引所であるUniswapは、流動性が2000万ドルだったのが、2020年には29億ドルにまで成長した。 2020年10月の時点で、110億ドル以上が様々なDeFiプロトコルに投資されている。 さらに、「Wrapping」と呼ばれるプロセスを通じて、特定のDeFiプロトコルは、さまざまな資産（ビットコイン、金、石油など）をイーサリアム上で利用・取引可能にし、さらにイーサリアムの主要なウォレットやアプリケーションのすべてと互換性を持たせられる。

## 脚注

### 出典

## 参考文献
* 
* 
* コンセンサス・ベイズ株式会社『図解即戦力 ブロックチェーンのしくみと開発がこれ1冊でしっかりわかる教科書』、技術評論社、2019年。。

## 関連項目
* イーサリアム・クラシック

## 外部リンク
* イーサリアム
* Ethereum Community Forum 
* ethereum・GitHub - 開発リポジトリ
* White Paper・ethereum - 日本語解説
* Enterprise Ethereum Alliance 
* HelioWallet - Ethereum Wallet