延期が続いていたイーサリアムのハードフォークであるコンスタンティノープルですが、3月1日の早朝に実行され無事に完了しましたね。

特に混乱もなく、粛々と行われた感じですが、これほど揉めなかったハードフォークがかつてあっただろうか?と思うほどです。

さて今回は、行われたハードフォーク「コンスタンティノープル」の詳細から、イーサリアムとはどんな仮想通貨なのかに迫ってみたいと思います。

ハードフォークとは?

Fork IMG 01

日本時間2019年3月1日の未明にかけて、イーサリアムのハードフォーク、Constantinople(コンスタンチノープル)とSt.Petersburg(サンクトペテルブルク:英語読みはセントピータースバーグ)が行われました。

今回のハードフォークは、本来なら今年(2019年)の1/14に行われる予定でしたが、セキュリティに関する問題が見つかったため、今回の日程に延期されました。

このハードフォークとは一体どのようなものなのか?

少しおさらいをしておきたいと思います。

このハードフォークのフォーク(fork)とは、食器のフォークのように「枝分かれする」とか、「分岐する」という意味で使われます。

植物の枝分かれにも同じ単語が当てられます。

ハードフォークの他には、ソフトフォークと呼ばれるものもあります。

その違いを簡単に表にまとめてみました。

ハードフォーク(HF) ソフトフォーク(SF)
上位互換性無しのアップグレード アップデート

他にも違いはあるのですが、全体像から徐々に絞ってお伝えして行きます。

フォークとは分岐を意味していることは先にお伝えしましたが、フォーク(分岐)はブロックチェーン上では常に起こっています。

フォークは、意図的に行われることもありますが、どちらかというと自然発生的なものが多いです。

そしてその度に、長く伸び続ける方が正しい分岐であると認識されて、ブロックチェーンが伸び続けていくのです。

この時、短い方に入ってしまったデータは、伸びていくチェーンに移動します。

なぜなら短い方に居続けると、正式な取引として承認されないことになるからです。

先の表にもある通り、『ハードフォーク』は上位互換無しのアップグレードであり、『ソフトフォーク』は、アップデートに当たります。

まずはイメージしやすい『ソフトフォーク』からお伝えしていきます。

ソフトフォーク

アップデート(ソフトフォーク)とは、iOSやAndroid、WindowsやmacOSのそれと同じです。

iOSやAndroidをアップデートしても、アップデートする前と同じように使うことができます。

対して、ハードフォークは違います。

ハードフォーク

上の表には『上位互換性無しのアップグレード』と表現しましたが、イメージ的にはスマホの機種変更が一番近いでしょう。

それもガラケーからスマホに機種変更するくらいの手間になります。

iPhoneからAndroid機種に変更する、もしくはその逆の場合であっても、非常に手間取るのは間違いありません。

ガラケーからスマホに変えるとなれば、互換性などほぼありません。

何より問題なのは、過去のデータやアプリが使えなくなる点です。

例えば、同じアプリが用意されていたとしても、データの同期が面倒だったり、以前の機種に保存していたデータは使えないなどの問題が起こります。

ハードフォーク とは、このように過去データとの互換性を犠牲にしても、ブロックチェーンの性能(パフォーマンス)を高めるために必要な分岐を行うことを指すのです。

そしてそれはまさに、ガラケーからスマホにアップグレードするようなものなのです。

ハードフォークというと、最近ではビットコインキャッシュ(BCH)が話題になりましたね。

BCHのハードフォークは、開発チームが方向性の違いから対立。

それが表面化して、BCH(ABC)とBCH(SV)に別れました。

この騒動は様々な弊害を発生させましたが、何よりコインの分裂という結果を生み出し、市場に大きな影響を与えてしまったのは事実です。

このようにハードフォークというと、コインの分裂が起こるのではないか?と思われる方があるかも知れません。

ですが、今回のイーサリアムのハードフォーク「コンスタンティノープル」と「St.Petersburg」では、ETHの新コインが派生する可能性はほぼゼロでした。

なぜなら今回は、イーサリアムのアップグレードが目的のハードフォークだったからです。

予定されていたハードフォーク:コンスタンティノープルとSt.Petersburg

metropolis IMG

イーサリアムのロードマップには、開始当初から以下の4つのアップグレードが予定されており、今回のハードフォークは、3番目の『Metropolis』の後半になります。

これまでに、2度のアップグレードが行われていますが、その内容を以下の表にまとめました。

2015年5月頃:Frontier(フロンティア)

実行年月日 2015年5月頃
名称 Frontier(フロンティア)
内容 アップグレードハードフォーク
詳細
  • ETHを開発者向けに公開。
  • Gethコマンドラインで操作が可能。
  • バグが発生した場合の巻き戻し実験開始。
  • マイニング・アドレス間の資金移動・スマートコントラクト作成・トランザクションの送信等のテストに成功。

2016年3月頃:Homestead(ホームステッド)

実行年月日 2106年3月頃
名称 Homestead(ホームステッド)
内容 アップグレードハードフォーク
詳細
  • Frontierアップデートのバグ修正。
  • スマートコントラクト記述用コードの公開とブロックチェーンへの記録開始。
  • 署名検証の厳格化。
  • ディフィカルティ(マイニング難易度)を自動調節するプログラムの追加。
  • GASの増加。不足の場合は処理されない。

2016年7月20日:DAO事件(クラッキング)

実行年月日 2016年7月20日
名称 DAO事件(クラッキング)
内容 ハードフォーク
詳細
  • DAppsの脆弱性を突かれて約8000万米ドルのETHがクラッキング。
  • 中央開発陣は資金流出を避け、ハードフォークを決定。
  • 一部反対派が分岐前のブロックチェーンを利用したEthereum Classicが派生誕生。

2017年10月16日:Metropolis ・Byzantium(メトロポリス・ビザンチウム)

実行年月日 2017年10月16日
名称 Metropolis ・Byzantium(メトロポリス・ビザンチウム)
内容 アップグレードハードフォーク
詳細
  • スマートコントラクトにプライバシー保護を可能にするzk-SNARKs技術を採用。
  • 契約内容の第三者確認を不可。
  • セキュリティの強化。
  • マイニング報酬の変更(5ETH→3ETH)
  • マイニング難易度の調整(ディフィカルティボムの調整)

2019年3月1日:Metropolis・Constantinople(メトロポリス・コンスタンチノープル)

実行年月日 2019年3月1日
名称 Metropolis・Constantinople(メトロポリス・コンスタンチノープル)
内容 ハードフォーク
詳細 詳細は後述します。

未定:Serenity・Casper(セレニティ・キャスパー)

実行年月日 未定
名称 Serenity・Casper(セレニティ・キャスパー)
内容 ハードフォーク
詳細 PoW → PoSへの移行

未定:Serenity・Sharding(セレニティ・シャーディング)

実行年月日 未定
名称 Serenity・Sharding(セレニティ・シャーディング)
内容 ハードフォーク
詳細 ブロックを分割し、同時並行処理するためのアルゴリズムの実装

このように、ハードフォーク(アップグレード)を繰り返す度に、ETHはそのパフォーマンスをアップしてきました。

同じく今回のハードフォークも、仮想通貨としてのETHだけでなく、プラットフォームとしてのイーサリアムのパフォーマンスを高めることが目的です。

では今回のハードフォーク、コンスタンティノープルとSt.Petersburgでは、どのような変更が行われたのかを詳しく見ていきたいと思います。

ETHのハードフォーク(コンスタンティノープル+St.Petersburg)の変更点詳細

metropolis IMG 02

コンスタンティノープルが実行されることで、イーサリアムは大幅に改善されることになります。

その改善点は、以下の5つです。

  • gasが少なくて済むように、「ビットワイズ・シフティング」プロセスの効率向上
  • コントラクト同士の効率的な検証を、オフチェーン上でアドレスが生成される前に、アドレスを決めて取引を可能にする
  • ステートチャネルで、特定のアドレスハッシュを生成するラージ・スケールコードのオプティマイズ化
  • マイニング報酬の減少「3ETH→2ETH」と「ディフィカルティボム」の延長
  • ストレージ使用の効率化における、Gas計量法の変更と、Gasコストを削減

大部分はパフォーマンスに関するものです。

イーサリアムと似た機能(スマートコントラクトプラットフォーム)を持った新規通貨(EOS・NEO・ETC等)が次々と出てきている中、イーサリアムのパフォーマンスアップはすぐに解決しなければならない問題です。

問題解決のため、開発者たちはEVM(※1)(Ethereum・Virtual・Machine:イーサリアム・バーチャル・マシン)を改善しようとしています。

それが今回のコンスタンティノープルに当たります。

※1
EVMとはスマートコントラクトに関するコードを実行するエンジンのようなもの。

5つの改善点は、通称EIP(※2)(Ethereum Improvement Proposal)として提案されています。

※2

EIP(イーサリアム改善案)とは、ETHコミュニティーメンバーなら誰でも提案ができる掲示板のようなもの。

レビューに対してコミュニティの大部分が提案に賛成したら、アップグレード時に含まれるようになる。

EIPとコンスタンティノープル実行内容の関係は以下の表の通りです。

EIP Ethereum:EIPの内容
EIP145 gasが少なくて済むように、「Bitwise shifting instructions(ビットワイズ・シフティング)」プロセスの効率向上
EIP1052 コントラクト同士の効率的な検証を、オフチェーン上でアドレスが生成される前に、アドレスを決めて取引を可能にする
EIP1014 ステートチャネルで、特定のアドレスハッシュを生成するラージ・スケールコードのオプティマイズ化
EIP1234 マイニング報酬の減少「3ETH→2ETH」と「ディフィカルティボム」の延長
EIP1283 ストレージ使用の効率化における、Gas計量法の変更と、Gasコストを削減

それでは一つずつ、説明していきます。

EIP145

gasが少なくて済むように、「Bitwise shifting instructions(ビットワイズ・シフティング)」プロセスの効率向上

今回は新たなBitwise shifting instructionsを、EVMに加えることになります。

Bitwiseとはスマートコントラクトのデータ。

shiftingとはそのデータを動かすプロセスのこと。

instructionsとはその命令です。

端的に言えば、スマートコントラクトを動かす命令を、アップグレードされたバージョンでは、今までの10分の1以下のgasで実行できます。

このgasというのは、スマートコントラクトを動かす時の燃料であり、手数料です。

つまり今までより格段に安く、しかも効率よくスマートコントラクトを実行させることができるということです。

EIP1052

コントラクト同士の効率的な検証を、オフチェーン上でアドレスが生成される前に、アドレスを決めて取引を可能にする

コントラクト同士の効率的な検証のアップデートとは、スマートコントラクトが他のスマートコントラクトの検証をより効果的に行えるようにしたものです。

複数のスマートコントラクトが関わるものを実行する時、これまでのようにコードをオフチェーン上で読み込むのではなく、ハッシュによる承認ができるようにしたのです。

これでコードの短縮と不要なプロセスの削減ができるので、処理速度が大幅にアップします。

技術的な内容は、長くなるので説明を省かせていただきますが、ポイントは処理速度が速くなり、より短時間でスマートコントラクトが実行できるようになるのです。

EIP1014

ステートチャネルで、特定のアドレスハッシュを生成するラージ・スケールコードのオプティマイズ化

3つ目はステートチャネルをイーサリアムのネットワークに加えるものです。

ステートチャンネルは、BTCのLN(Lightning Network:ライトニングネットワーク)や、イーサリアムのRaiden Networkと同じです。

ステートチャネルを使うとメインのブロックチェーン上ではなく、ペイメントチャネル上で契約の承認を行うことができます。

こうすることでスループットが向上し、秒間トランザクションの改善ができます。

GitHubページでは、

「このアップデートによりまだメインのチェーンにブロードキャストされていないトランザクションをリファレンスできる」

という旨の説明があります。

またBTCのLNと同じように、マイクロペイメント(少額決済)を行うこともできます。

先日話題に上っていた、TwitterでのBTCの『投げ銭』が、ETHでも可能になる(かも知れない)ということです。

日本ではチップ文化が根付いていないので、『投げ銭』はまだまだ馴染みが薄いですが、FBやTwitterの『いいね』でチップが受け取れるようになれば、SNSの新たな世界が開けるという見方もあります。

EIP1234

  • マイニング報酬の減少「3ETH→2ETH」と「ディフィカルティボム」の延長
  • ブロック報酬減とディフィカルティボム

4つ目はブロック報酬の調整とディフィカルティボムの遅延です。

コンスタンティノープルのハードフォークで、一番注目が集まっている提案です。

この提案が何なのかを理解する前に2つのキーワードについて確認をしておきましょう。

マイニング報酬

イーサリアムのマイニング成功報酬は、今まで3ETHでしたが、今回のハードフォークで、この報酬が2ETHになります。

ディフィカルティボム

次に『ディフィカルティボム』ですが、これは先のマイニング成功報酬とも関係していますし、イーサリアムの最終アップグレードSerenity(セレニティ)で、PoWからPoSに移行することにも関係しています。

この『ディフィカルティボム』とは、マイニングの難易度を示す指数のことであり、ディフィカルティ値の下限限界を示しています。

『ディフィカルティボム』値を下回ると、イーサリアムがマイニングされないアイスエイジ(氷河期)が来ると言われています。

ディフィカルティボムの値は本来、徐々に増え続けるものですが、その開始を遅らせたのが今回のコンスタンティノープルです。

これによってディフィカルティボムが始まるのは2020年の1月14日になります。

EIP1283

ストレージ使用の効率化における、gas計量法の変更と、gasコストを削減

5つ目は、EIP145のgas調整と並行しているのと同時に、前回ハードフォークが延期の原因になった、セキュリティ的に問題があるgasをプールできる機能を削除するSt. Petersbergになります。

コンスタンティノープルが引き起こすデメリットとは

GPU mining IMG

ここまで今回のハードフォーク、コンスタンティノープルの内容を見てきましたが、いかがだったでしょうか。

先にも記しましたが個人的には、これだけの開発力を持っているイーサリアムのスゴさに、改めて驚かされたのが正直なところです。

さて、今回のハードフォークで最も注目されているのが、マイニング報酬が3ETHから2ETHに下がったことです。

PoW(※3)からPoS(※4)に移行するための準備の一つではありますが、このマイニング報酬の減額にはマイナス要因が生み出される可能性があります。

※3

PoW(Proof of Work)とは、取引の承認(Transaction:トランザクション)という労働力(Work)を提供した人に対して、報酬を出すマイニング方式。

膨大な計算が必要なため、マイニングのためには大量の電力が必要になる。

※4

PoS(Proof of Steak)とは、そのcoinを多く持っている人が、coinを支える役目を担うマイニング方式。

例えばcoin100枚持っている人は、1回くじが引けるとしたら、100枚持っている人は1回しか引けないが、10,000枚持っている人は100回くじを引くことができる。

このように、coinの枚数に応じて取引の承認権が得られ、承認回数に応じて報酬が支払われる。

PoWに比べて消費電力は少なく済むが、『持つ者に富が集中する』というデメリットがあると言われている。

その一つが、マイナーの撤退によるトランザクション(契約承認)の停滞です。

仮に、1ETHの価格を120ドルと仮定します。

これまで1ブロックを300ドルのコストで作っていた場合、報酬が3ETHなので得られる額は360ドルになります。

今までは60ドルの利益が出ていましたが、今回のハードフォークで報酬が2ETHに下がりました。

そうなると得られる報酬は240ドルに下がってしまい、マイナーは60ドルの赤字になってしまいます。

このままの状態が続いてしまうと、マイナーは撤退する以外に選択肢がなくなります。

逆に、元の利益(60ドル)が得られるようになるには、2ETHで360ドルの価格が必要になります。

つまり1ETHが180ドルとなり、今の1.5倍の価格が必要になるわけです。

もっと正確にシミュレーションをしてみたい人は、CoinGeckoにシミュレーションマシンがありますので、やってみても面白いかも知れません。

hashrate simulation IMG

出典:CoinGecko

ただしこのシミュレーションは報酬が3ETHのままなので、算出された金額を1.5で割る必要があります。

一方ハードフォーク後のハッシュレートを見てみると、微妙に下がってきてはいますが、大きな変化はないようです。

特に、今回のマイニング報酬の減額は、以前から発表されていましたし、次のハードフォークSerenity(セレニティ)で、PoWからPoSに移行するのも発表済みです。

その結果、大きな混乱がなかったという見方が一般的でしょう。

もう少し先の話をすると、PoWからPoSに移行した場合、マイニングの方法が変わりますので、PoWに使用しているマイニングマシンは必要なくなります。

BTCの価格が下落した時、大量のASICマイニングマシンが投棄されたと話題になりました。

イーサリアムがPoSに移行した時、それと同じことが起こる可能性は十分にあります。

イーサリアムのマイニングはGPU(Graphics Processing Unit)方式ですから、GPUメーカーに対する影響度も決して小さくは無いでしょう。

先のことは置いておくとしても、報酬弦楽によるマイナーの撤退が起こる可能性は十分にあり得ます。

今後しばらくは、ハッシュレートを見張っておいて、マイナーの動きに注目してお来ましょう。

コンスタンティノープルのまとめ

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今回はイーサリアムのコンスタンティノープルを取り上げて、その変化点からETHの特徴を見てまいりました。

いかがだったでしょうか。

途中にも記しましたが、イーサリアムのコンスタンティノープルをリサーチして、改めてETH開発コミュニティの技術力の高さに驚いています。

これだけのハードフォークを粛々と、大きな混乱も無くやってしまえるというのは、本当に驚きです。

BTCが仮想通貨という新たな歴史を切り開いたのなら、イーサリアムはスマートコントラクトで仮想通貨と現実をつなぐ役目を果たしたのではないかと思います。

アメリカ取引所の記事で取り上げたステーブルコインも、今話題のDEX(分散型取引所)も、DeFi(ディファイ:分散型金融)も、その始まりはイーサリアムのプラットフォーム上に作られています。

市場は、様々な要因に左右されますが、技術力の高さを正当に評価していないように思える時があります。

技術的に理解するのは難しいという側面もあるのでしょうが、仮想通貨の世界はまさにそうした技術的なものに支えられている世界でもあります。

イーサリアムのハードフォークを見直して改めて、ロードマップやホワイトペーパーの重要性を感じさせられた今回の記事となりました。

さて次回は、これだけの開発力を備えた開発チーム、特にイーサリアムを世に送り出した創立メンバーに焦点を当てると共に、ロードマップや今仮想通貨界隈でウワサされているEthereum2.0に迫りたいと思っています。

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