【徹底解説】イーサリアムが抱える４つの問題点と課題解決策とは？

現在、仮想通貨の市場規模がビットコインに継ぎ２位のイーサリアム。

 

相場価格も順調に上がってきているイーサリアムへの投資を考える方も多いのではないでしょうか？

 

そんなときに気になるのが、「問題点」と「解決策」ですね。

 

そこで今回は

・イーサリアムの問題点

 

・問題点に対するイーサリアムならではの解決策

 

の２点についてご解説します。

 

そもそも仮想通貨が抱えている最大の問題はスケーラビリティ

ここではまずイーサリアムだけでなく仮想通貨全体が抱えているスケーラビリティ問題に対するイーサリアムならではの改善策について解説します。

 

というのも、まずイーサリアムを利用する場合、その取引のデータは毎回記録されなくてはなりません。

 

スケーラビリティとはそんな「イーサリアムを使いたいから記録してほしい」という要望に応じて取引記録をつけていく能力のことです。

 

しかし、現在イーサリアムの利用者がどんどん増えていくことでブロックチェーンがキャパオーバーになった状態になっています。

 

つまり、取引記録を一括管理しているブロックチェーン上に一定時間内に書き込むことのできる情報量は限られているので、イーサリアム利用者の取引に遅延が生じてしまっています。

 

これこそがスケーラビリティ問題です。

 

もう一度整理すると、スケーラビリティー問題が起こる原因は、

 

①利用者が増えることで処理しなければならない取引記録が増えること

 

②にもかかわらずブロックチェーンに一定時間内に書き込むことのできる情報量は限られていること

 

が挙げられます。

 

イーサリアムにおける解決策：３つの新技術を導入

イーサリアムがスケーラビリティ問題解決のために生み出した新技術は３つあります。

• ①Plasma　Cash
• ②Raiden　Network
• ③Sharding

です。

 

中でも

• ①Plasma　Cash
• ②Raiden　Network

はオフチェーンでの技術です。

 

つまり、これまでイーサリアムのブロックチェーン上で処理していた取引記録データをブロックチェーンの外で処理することでブロックチェーンにかかる負荷を軽減し、処理速度を上げようというものです。

 

それに対し、③Shardingはオンチェーンでの技術です。

 

つまり、イーサリアムのブロックチェーン上での技術です。

 

新技術①Plasmaとその進化系Plasma　Cash　とは？

Plasmaのポイントは一定時間内にブロックチェーン上で処理しなければならない情報量が減る点です。

 

これによりスケーラビリティ問題を改善することができます。

 

というのも、Plasmaは従来までのブロックチェーンとは他にブロックチェーン（プラズマチェーン）を複数形成しこれまでメインブロックチェーンに保存されてきた膨大なデータ量を代わりに分散して保存することで、その負担を軽減することができるという新技術です。

 

この技術により１秒当たりのトランザクション（取引）の処理能力をかなり向上させることができると見込まれました。

 

しかし結果的にスケーラビリティ問題は確かに改善されましたが新たな課題点が生まれてしまいました。

 

その課題点とはセキュリティ対策のためにユーザーがプラズマチェーンの全てのデータをダウンロードしなければならないというものです。

 

その新たな課題点を解決するために誕生したのがPlasma　Cashという新技術です。

 

Plasmaの課題点を改善するPlasma　Cashとは？

Plasma　CashのポイントはPlasmaのスケーラビリティ問題を改善する機能に加え、「ユーザーが保存しなくてはならないデータ容量が大きい」という課題点を解決し、さらにこれまでになかった新たなメリットを生み出す点にあります。

 

というのも、Plasma　CashにはプラズマチェーンにプラズマコインというIDつきのトークンを預けることで、仮に取引所がハッキングされて自分の資金が盗まれたり不正送金が行われたとしても、そのIDを簡単に追跡することができるという機能があります。

 

Plasmaとはセキュリティ対策の方法が根本から異なり、Plasma　Cashは普段私たちが何か高価なものを家の金庫に保管する際に、金庫に保管するだけでなくそのものにGPS機能を搭載するようなイメージです。

 

たとえ自分のものが盗まれてしまったとしてもその後を追って取り戻すことができますね。

 

つまり、Plasma　Cashの新たなセキュリティ対策の仕組みにより、以前のPlasmaの「ユーザーが自身のプラズマチェーンの全てのデータをダウンロードしなければならない」という負担をなくすのみならず、もし万が一取引所がハッキングされてもイーサリアムの保持者は自分のイーサリアムを取り戻すことができるようになるのです。

 

新技術②より速く、より安くを実現するRaiden　Networkとは？

Raiden　Networkのポイントは全体で共有しているブロックチェーンを利用する回数を減らし、これまで取引記録の処理にかかっていた時間を減らすことで、より速く取引を実現することができる点です。

 

このRaiden　NetworkはビットコインのLightning　Networkを参考にした技術であり、その仕組みはほぼ同じであると言われています。

 

というのもこれまではブロックチェーン上での記録処理が終わらなければその取引は完了しないため、取引量が増えたり一時的に集中してしまうことで取引に時間がかかってしまっていました。

 

一つ一つの取引記録をすべてブロックチェーンに書き込むわけですから当然のことですよね。

 

しかし、このRaiden　Networkはこれまでブロックチェーンに書き込まれていた、いわば「過程」の部分をブロックチェーンの外で処理するため、ブロックチェーン本体には「結果」の部分だけを書き込めば良いことになります。

 

こうすることでスケーラビリティ問題が改善されるのみならず手数料も安くでき、「より速く、より安く」取引をすることが可能になります。

 

新技術③PoSへ移行後に導入可能なShardingとは？

Shardingのポイントは取引記録を処理するのにかかる時間を短くすることで仕事の効率を上げることができる点です。

 

Sharding自体はイーサリアム独自の技術というわけではありませんがブロックチェーン上で取引処理を分割し複数のグループでその処理内容を検証するというものです。

 

本来ブロックチェーンのみでこなしていた検証作業をブロックチェーン上で複数グループが同時並行して行うわけですから取引処理にかかる時間は大幅に削減されますね。

 

ですが、現段階ではイーサリアムにShardingを施すことはまだできません。

 

というのも、グループごとに独立し検証作業を実施するため、マイニングに必要なパワーであるハッシュパワーの大きさが各々のグループで異なります。

 

そうすると現段階でイーサリアムが採用しているマイニングにおけるコンセンサスアルゴリズムであるPoWだと膨大な計算をこなした仕事量で取引記録を書き込む権利が獲得できてしまうので51％攻撃の危険性があります。

 

 

そこでまずは、PoWからPoSへの移行が必要になります。

 

PoSはより多く、より長くその仮想通貨を保有している人にマイニングする権利が与えられます。

 

ですから、51％攻撃を防止できるわけです。

 

ヴィタリック氏は４月３０日に自身のTwitter上でShardingの準備が着々と進んでいることを報告しました。

Sharding is coming.https://t.co/Aqo9MBiCj0 pic.twitter.com/FXEQeiKGDr

— vitalik.eth (@VitalikButerin) April 30, 2018

また、今年の３月２９日にイーサリアムの開発者であるヴィタリック・ブテリン氏が来日し、東京大学で技術者向けの講演を行いましたがその場でも、Shardingの概要についての説明がありました。

 

Sharding導入が間近なことは読み取れますが、PoSを前提とした技術であることを考えるとまだ時間がかかるかもしれませんね。

 

ここまで、仮想通貨全体が抱えるスケーラビリティ問題に対するイーサリアムならではの解決策・改善策として３つの新技術について解説してきました。

 

確かにこれらの新技術は提案されているだけでまだ導入されてはいません。

 

しかし、将来的には確実にこれらの新技術が導入されることが見込まれます。

 

そうすればETHの利便性と信頼度が上がり、それに伴って相場価格も上がるでしょう。

 

これからの、動向に注目です。

以上、ここまでの内容がイーサリアムが仮想通貨におけるスケーラビリティ問題をどのように解決するか？という点の解説でした。

イーサリアムが抱える４つの問題点と解決策を解説

ここからはイーサリアム独自の問題点と解決策について解説します。

 

イーサリアムは独自の技術を次々に開発してきましたがそれゆえに起こってしまっている独自の問題もあります。

 

現在のイーサリアムの特徴をおさらい

イーサリアムが抱える問題点を知るにはまず、イーサリアムの特徴をしっかりおさえる必要がありますね。

 

「そういえばイーサリアムってどんな仮想通貨だっけ？」という方のために、イーサリアムの大きな特徴３つについて解説します。

 

「そんなこと知ってるよ」という方は次にイーサリアムの問題点とその解決策について解説しますので、そちらからお読みください。

 

イーサリアムの特徴①プラットフォームとしてのイーサリアム

「イーサリアム」には二つの意味があることをご存知ですか？

 

一つは通貨としてのイーサリアムであり、正式にはイーサと呼ばれしばしば価格チャートなどでは「ETH」と表記されます。

 

 

もう一つはプラットフォームとしてのイーサリアムです。

 

 

後程、解説するスマートコントラクトとよばれるシステムを実行する基盤としての役割を担っています。

 

つまり、イーサリアムの送金システムを支えているわけですね。

 

イーサリアムの特徴②ブロックチェーン技術を用いたスマートコントラクト

 

 

そんなブロックチェーンは絶対安全と言われてきましたが、データ改ざんのリスクが全くないわけではありません。

 

というのもいくら複数人で取引記録を確認すると言ってもその監視網を万が一くぐり抜けた場合、ハッキングが成功してしまいます。

 

そこで、イーサリアムの開発者ヴィタリック・ブテリン氏は取引が行われた瞬間に自動で記録してしまうスマートコントラクトという技術をイーサリアムに導入しました。

 

取引が行われたと同時に記録することでデータ改ざんの余地を与えないというわけです。

 

安全性を高める画期的な技術ですね。

 

イーサリアムの特徴③現在のところ発行量に上限なし

仮想通貨も含める一般的な通貨には発行量に上限があります。

 

無限に発行される通貨では、いつでも手に入ってしまい、価値が低いため人はあまり魅力を感じないものです。

 

ですが、通貨としてのイーサリアムには現在のところ発行上限がありません。

 

ここまで仮想通貨の中での市場規模が大きくなったイーサリアムですが、イーサリアムが誕生して正式に市場に出回ったのは2015年のことです。

 

つまり、まだ３年程しか経っていないわけですね。

 

しかし、開発者であるヴィタリック・ブテリン氏はその素晴らしい才能で現在も２４歳という若さで次々に新技術を開発し、イーサリアムの質を向上させています。

 

まだまだ成長段階にあるイーサリアムですから発行上限を今のところは設けていないのではないかと考えられます。

 

その通貨としての希少性を抜いても世界中の投資家から注目を集め相場価格を上げているわけですから、いかにイーサリアムの技術が画期的であり魅力的であるかがわかりますね。

 

イーサリアムの問題点①Gasにおける個人送金の際に発生する手数料高騰

私たちが取引所を介して送金を行う際には通常、取引所に手数料を支払うだけで済みますが取引所を介さずに個人的に相手のアドレスに送金する場合には手数料を自分で計算してトランザクション（取引記録の承認）を実行してくれるマイナーに支払う必要があります。

 

私たちがその手数料を払う際、Gasを購入しマイナーに支払います。

 

手数料は具体的にはGas　Price（ガス価格）×Gas　Limit（ガスリミット）で求めることができます。

 

 

 

ですが、マイナー達はガス価格の額の大きさを見て自分のやるトランザクションに優先順位をつけるためより速くトランザクションを実行してもらうためにはより多くのガス価格を設定する必要が出てきてしまいます。

 

これが、手数料高騰の原因というわけです。

 

解決策：手数料決定の方法を変更する

この手数料高騰の根本的な原因は「いかにマイナーにより早く自分のトランザクションを選んでもらえるようなガス価格設定をするか」という競争原理、つまり第一価格オークションの原理にあると言えます。

 

ですからこの第一価格オークションの原理を変える必要がありますね。

 

そこでイーサリアムの開発者ヴィタリック氏はこの第一価格オークションの原理に変わる均一価格オークションの原理を手数料決定方法に盛り込むことを自身のTwitterで提案しました。

One proposal for improving stability and user-friendliness of gas price markets: https://t.co/1AXsan7u9c

Not dependent on Casper, sharding or abstraction; if well reviewed and people agree it's a significant improvement, it could technically be implemented as a change to mainnet

— Vitalik Non-giver of Ether (@VitalikButerin) 2018年7月2日

というのも、この均一価格オークションは複数人落札者がいる場合に全員の落札者の落札額を最低の落札者の価格に合わせるというものです。

 

 

これによりトランザクションが集中してしまったときの過度な手数料高騰を防ぐことができます。

 

しかし、この方法にはまだ「自身のトランザクションを自由にブロックに組み込んで落札価格を釣り上げてしまうことができる」といった課題点があります。

 

例えば、５人の中から価格が高い順に３人選ぶとなって「１０．２０．３０．４０．５０」を提示した時、「３０．４０．５０」の人が落札者として選ばれこの３人は３０を支払えばOKということになります。

 

ですが、もし落札価格をつりあげようとあえて１００を提示した人がいたとき、「２０．３０．４０．５０．１００」の場合では「４０．５０．１００」を提示した落札者が選ばれ、この３人は４０を支払わなければならないことになります。

 

 

均一価格オークションの原理では落札者の最低価格が落札価格として採用されるため1人で価格をつりあげようと企んでも先ほど例に挙げたように簡単に吊り上げられるわけではありませんが、複数人で意図的に協力するなどした場合に価格つり上げのリスクは高まります。

 

とはいえ、先ほどのツイート内でヴィタリック氏はシャーディングなどの技術に依存したものではないため必要ならすぐにでも導入できるとも言っています。

 

イーサリアムの問題点②マイニングにおけるPoWによる非効率さ

先ほども解説しましたがPoW（Proof　of Work）は、コンセンサス・アルゴリズムというマイニングの際に誰がブロックチェーンに記録を書き込むのか、そして誰が報酬を得るかを決める方式のうちの一つです。

 

 

ですが、この仕事量の多さがトランザクション実施の遅延を招いて先程のような手数料高騰という問題が起きてしまったり、この仕事のために莫大な量の電気が消費されたりといったように非効率な点が目立ちます。

 

解決策：PoWからPoSへ移行するCasperを実施

 

PoWからPoSに移行する計画であるCasperを実施することでトランザクションの実施にかかる時間が短縮され、取引の遅延が緩和されることが期待されています。

 

また、マイニングの権利を得るためにマイナーが競う必要もなくなるためマイニングに必要な電気量も減らすことができると期待されています。

 

このCasperは開発が着々と進んでいて現在、テスト段階にあります。

 

イーサリアムのアップデートの最終段階である「セレニティ」で正式な導入が予定されています。

 

イーサリアムは正式に市場に出回り始めた２０１５年からハードフォークとよばれるアップデートを数回実施し、名前を付けてきました。

 

ハードフォーク名称	実施時期	実施内容
①    フロンティア	2015年7月	機能の不具合の修正
②ホームステッド	2016年3月	採掘難易度を決定する調整アルゴリズムの変更
③  メトロポリス ビザンティウム	2017年10月	コンセンサス・アルゴリズムの移行準備
④  メトロポリス コンスタンティノープル	2018年10月第2週（予定）	コンセンサス・アルゴリズムの移行準備完了（予定）
⑤セレニティ	未定	Casper実施（予定）

 

セレニティに至る前にコンスタンティノープルと呼ばれるアップデートを行いメトロポリスを完了する必要があります。

 

このコンスタンティノープルのアップデートが今年の10月の第2週に予定されています。

 

セレニティはそのあとの実施となりますのでCasper導入はもう少し時間がかかりそうです。

 

イーサリアムの問題点③マイニング専用マシンによる中央集権化の懸念

中国の仮想通貨マイニングを主に行っているBitmainという企業がイーサリアム用ASIC（特定用途向け集積回路）であるAtminer E3というマイニング専用マシンを開発しました。

 

このマシンは名前の通りイーサリアムのマイニングに特化したものなので富の集中化が起き、ヴィタリック氏が最も重きを置いていると言っても過言ではない非中央集権化という理念が脅かされるのではないかという懸念があります。

 

そこで、このＡＳＩＣに対する処置をヴィタリック氏が特別にとるのかどうかについて注目を集めてきました。

 

ですが、ヴィタリック氏を含めあまりＡＳＩＣに対して何か特別に具体的な処置を取るつもりはないようです。

 

では、それはなぜでしょうか？

 

解決策：PoWからPoSへ移行するCasperを実施

それはＰｏＷからＰｏＳに移行するCasperを実行すればＡＳＩＣに対して個別に対応を取らなくても問題がなくなるからです。

 

というのも、このＡＳＩＣはPoWを前提にしたものです。

 

前に書いた通りＰｏＷでは、より仕事量の多いマイナーがブロックチェーンのブロックに記録を書き込む権利が得られます。

 

ですから、より効率的に仕事をこなせるＡＳＩＣに簡単にマイニングの権利が得られてしまい、富の集中化が起きるのではないかと懸念されていたわけですね。

 

 

ですが、マイニングする仮想通貨の保有量、保有期間でマイナーが決まってしまうならＡＳＩＣのようなマイニングマシンは必要なくなります。

 

 

Casperの実施がＡＳＩＣの中央集権化に対する解決策になるわけです。

 

ですからヴィタリック氏も完成を急いでいます。

 

イーサリアムの問題点④ICOによる規制の影響を受けやすい

 

ＩＣＯでは近年詐欺被害が跡を絶ちません。

 

というのも、これまでのＩＣＯの仕組みでは投資家が開発者に対して権限を持たないため開発者は投資家から一度集めた資金を持ち逃げしてしまうことができてしまいます。

 

すると当然、ＩＣＯに規制がかかります。

 

 

すると正当な目的で資金調達したいと考えていた開発者が資金調達をしにくくなる上、ＩＣＯ内での投資や資金調達に使われるイーサリアムの需要は下がってしまいます。

 

 

ＩＣＯの規制の影響を受けやすいのです。

 

解決策：DAICOによって少しでも市場を健全な状態にする

このようなＩＣＯの状況を見てヴィタリック氏はＤＡＩＣＯという新しいシステムを提案しました

 

このシステムは非中央集権的な組織という意味を持つＤＡＯの考え方を盛り込んだものであり、投資家側に権限を与えるものです。

 

具体的には開発者の一度に開発のために使える資金額を投資家が決めるという権限です。

 

また投資家は開発の進捗状況を見て今後もその仮想通貨に投資を続けるかどうかを決めることが出来ます。

 

そして、開発者は投資を続けてもらうために開発に力を入れます。

 

このようにＩＣＯが少しでも健全な市場になれば、市場が活性化し、イーサリアムの需要の増加も見込めるでしょう。

イーサリアムの問題点と解決策に関するまとめ

今回の記事では二つの内容について話しました。

1. PoW系の仮想通貨が抱えるスケーラビリティ問題をイーサリアムはどのように解決するのかという点
2. そもそもイーサリアム自体が抱える問題点とその解決方法にはどのようなものがあるのかいう点

 

の２点です。

 

イーサリアムは２０１５年に正式に市場に出回り始めてからアップデートを続け、その時々の課題点に対する解決策を見出してきました。

 

直近の大きなアップデートはコンスタンティノープルというCasperによるＰｏＷからＰｏＳへの移行の準備を完了するものでしたね。

 

CasperによってＰｏＷからＰｏＳへ移行されれば様々な問題点が改善され色々な面での利便性が高まるだけでなく、ヴィタリック氏の理想である非中央集権的な仮想通貨に近づくことは間違えなさそうです。

 

今後に注目しましょう。