ブロックチェーンの可能性のあくなき追求：イーサリアムの仕組みと意図

生徒:
先生、前回はビットコインについて教えてもらったけど、今回はイーサリアムについても教えてもらえる？ ビットコインとは少し違う仕組みで動いているって聞いたんだけど。。。
そもそもどんな背景でいつ頃誕生したのか生い立ちをまず教えてくれる？

イーサリアムの生まれた背景

先生:
もちろんよ！
イーサリアムは2013年にヴィタリック・ブテリンという人が発表したブロックチェーンプラットフォームなの。ビットコインが「デジタルゴールド」としての価値保存に特化しているのに対し、イーサリアムはスマートコントラクトを使って、プログラム可能な機能をブロックチェーン上で実現しようとしているというのが一番の違いね。

生徒:
うーん、なんだか難しいね。。。
ヴィタリックがイーサリアムを立ち上げようとした理由をもう少し詳しく教えてくれる？

先生: もちろんよ。ヴィタリックがイーサリアムを立ち上げようと思った背景には、彼がビットコインの限界を感じたことが大きく関わっているの。

先生:
ヴィタリックはもともと、ビットコインやブロックチェーン技術に強い関心を持っていて、暗号通貨の雑誌「Bitcoin Magazine」のライターとして活動していたの。それを通じて、ビットコインの仕組みを深く学んでいったわ。

生徒:
そうなんだ。ヴィタリックはビットコインにどんな限界を感じていたのかな？

先生:
ビットコインは確かに画期的な仕組みだけど、基本的にはお金と同じような「送金」や「価値保存」の機能に特化していて、それ以上のことをするには柔軟性が足りないと感じたの。例えば、「条件を満たしたら自動的に支払いを行う」といった複雑なルールを組み込むのは難しい仕組みだったのよ。
だからヴィタリックは「ブロックチェーンの可能性をもっと広げたい」と考えたのね。つまり、単なる送金ネットワークじゃなくて、プログラムが自由に動かせる分散型のコンピュータのようなものを実現できると考えたのよ。
具体的にはヴィタリックは、「改ざんされないデータを記録できるブロックチェーンの仕組みを、金融だけでなく契約や情報管理など多くの分野で使える」と考えたの。従来のシステムが持つ中央集権的な課題を解決し、より透明で信頼性のある仕組みを提供する可能性を見出したのよ。

生徒:
なるほど、ビットコインに限界を感じた、というよりはブロックチェーン技術にもっと大きな可能性を感じていたんだね。

先生:
そうなのよ！
それでヴィタリックは、スマートコントラクトという仕組みを使って「条件が満たされたら自動的に契約を実行する」方法を考案したの。これによって、金融サービスや契約書の自動化、さらには分散型アプリケーション（dApps）の開発が可能になったのよ。

イーサリアムのユースケース

生徒:
「改ざんされないデータを保存できる仕組み」をお金の取引以外に応用しようとしたのはなぜなんだろう？ よく使われているクラウドサーバーの技術でも同じことを行うシステムを作ることはできると思うんだけど。

先生:
確かにクラウドサーバーでもデータを保存できるけど、それは運営者の信頼に依存しているのよね。一方、ブロックチェーンは中央の管理者がいなくても、技術そのものがデータの透明性と改ざん不可能性を保証するのがポイントなのよ。

生徒:
なるほど！
中央管理ではなく分散管理にすることによって解決できる課題ってどんなものがあるんだろうね。

先生:
不正や腐敗、情報の隠蔽、透明性の欠如が挙げられるわね。
例えば、選挙での不正や資金の流れの不透明さが一部の地域で問題視されることがあるけど、ブロックチェーンを使えばこれらを改善できる可能性があるのよ。

生徒:
確かに選挙での不正は絶対に防がなくてはいけない問題だよね。
でも選挙の投票って匿名性も重要視される気がするから完全にオープンなシステムだと色々不都合が生まれちゃったりしないかな？

先生:
その通りね。
でもブロックチェーンを使えば、票が正確にカウントされる透明性を確保しつつ、投票者の匿名性を保つ仕組みも設計できるの。例えば、ゼロ知識証明を使えば匿名性と透明性を両立できるわ。

生徒:
それはいいね！
それをもうちょっと発展させると法律のシステム化を目指すとかいうこともできそうじゃない？
今ってどんな法律が作られて、存在して、執行されているかって国民が理解するのってかなり難しいと思うんだけど、もし全ての法律を立法から司法までブロックチェーンでトレース・可視化することができたら、よりアジャイルな民主主義を構築できるかも！

先生:
確かに、ブロックチェーンを使えば、立法や司法のプロセスを透明化できる可能性があるわ。法律がいつどのように立法され、適用されたかを追跡できれば、より民主的な仕組みになるわね。

生徒:
契約の透明性についてはどう考えればいいかな？
契約は普通紙で行われると思うんだけど、ブロックチェーンを使った契約というのはどういうことなのかな？

先生:
ブロックチェーンを使った契約は、スマートコントラクトという形で実行されるの。簡単にいうと条件が満たされると、自動的に契約が履行される仕組みよ。これにより、紙の契約書や仲介者が不要になり、実行の透明性が確保されるの。

生徒:
契約履行システム自体は、ブロックチェーン上ではなくても実現できると思うんだけど…。分散システムである必要はあるのかな？

先生:
確かに、中央集権的なシステムでも契約履行は可能だけど、信頼性や改ざん防止という点ではブロックチェーンの方が優れているわね。また、ブロックチェーンなら仲介者が不要だからコスト削減も期待できるのよ。
DeFi（分散型金融）という名前を聞いたことあるかもしれないけどあれは、銀行のような中央管理者を介さずに、スマートコントラクトを使って融資や送金、資産管理などを実現する仕組みなの。透明性と自由度が高いのが特徴よ。

生徒:
例えば銀行などを介さずに人と人との間でのお金の貸し借りなんかをより簡単に行うことができるってことかな？
確かに友達とのお金の貸し借りとかって返してってお願いしたりするの面倒くさかったりするし、下手したら人間関係にヒビが入っちゃったりもするもんね。簡単に且つしっかりと管理してくれるシステムがあったら嬉しいかも。

先生:
その通りよ。DeFiを使えば、ユーザーが直接お金を貸し借りできるわ。借り手は暗号資産を担保にして資金を借り、貸し手は利子を受け取れるの。すべてスマートコントラクトで管理されるから仲介者が不要なの。

生徒:
それは便利そう！
イーサリアムの話の中でNFTというのも聞いたことあるんだけどNFTマーケットはどういうものなのかな？

先生:
NFTマーケットは、デジタルアートや音楽、ゲームアイテムなどの「唯一無二のデジタル資産」を売買するためのプラットフォームよ。ブロックチェーンを使って所有権を記録することで、その資産がオリジナルであることを証明できるの。

生徒:
NFTを使うとブロックチェーンの技術を使って本物だということを担保することができるんだね？例えば有名アーティストのライブ音源みたいなのがあったりすると、それをNFT化することでこれは本人が作成した本物のコンテンツだよと保証してくれるみたいな。

先生:
そうね。NFTを使えば、有名アーティストが作成した「公式の本物」であることを担保できるわ。例えば、ライブ音源をNFT化すれば、その音源がアーティスト本人から発行されたことが証明されるの。

生徒:
AIが進化して、AIが生成した偽物のコンテンツとかも今後増えてきちゃうと思うからこういう本物だということを担保するシステムって大事になってくるかも。
しかも分散的に処理されるからたとえ権利者がいなくなった後でもデジタルの価値がプラットフォームとして保証されることになるんだね！

イーサリアムの仕組み

生徒:
イーサリアムの生まれた背景と意図については理解できた気がする！
次は仕組みについても少し教えてもらえるかな？
まず暗号通貨としてのETHとブロックチェーンプラットフォームとしてのイーサリアムの関係はどんな関係なのかな？

先生:
イーサリアムはブロックチェーンプラットフォームとして機能していて、その上で暗号通貨であるETHが動いているの。ETHは、イーサリアム上でスマートコントラクトを実行する際の手数料として使われるほか、バリデーターがステーキングするためのトークンとしても重要な役割を果たしているのよ。

生徒:
それって米国のシステムを利用するのにドルを利用するのと同じ関係性？
それとももっと技術的に繋がりがあるのかな？

先生:
似ている部分もあるけど、もっと深い技術的な繋がりがあるわ。
イーサリアムのブロックチェーン上で取引やスマートコントラクトを実行するためには、ETHがガス代として必要になるの。ETHがないとブロックチェーンの仕組み自体が動かない仕組みになっているのよ。

生徒:
報酬の仕組みに関係しているんだね。
ビットコインの場合は、マイナーがハッシュ値を計算することでブロックを生成していくということだったけど、イーサリアムもブロックチェーンの技術で動いているんだよね。実際取引やスマートコントラクトを実行するときにはどんなことが行われているのかな？

先生:
イーサリアムでは、バリデーターという役割の人たちがブロックを生成し、それを検証して記録しているの。トランザクションが発生すると、スマートコントラクトが条件を満たしているかを検証し、その結果がブロックに記録されるのよ。

生徒:
ビットコインとは違って単純な「計算能力」によってブロックを生成しているのではなく、ランダムに抽出されたバリデーターがブロックを提案して、他のバリデーターが承認することで取引情報がブロックとして登録されるというイメージだね。

ビットコインは10分に1個くらいブロックが作られるということだったけど、イーサリアムはどのくらいの頻度でブロックが作られているのかな？

先生:
イーサリアムでは約12秒に1つのブロックが生成されているわ。これがビットコインよりも速い取引処理を可能にしているのよ。

生徒:
バリデーターはどのくらいいるのかな？
新たなブロックとして登録されるためには全てのバリデーターが承認する必要があるの？

先生:
現在のイーサリアムには130万以上のバリデーターが登録されているわ。
ブロック生成のプロセスでは、

• ランダムに選ばれた一人のプロポーザーがブロックを提案し

• さらにランダムに選ばれた128人のアテスターがそのブロックを検証するの。

• その後、ネットワーク全体の2/3以上の同意が得られることでブロックが確定する

仕組みよ。

生徒:
なるほど、ブロックの提案、（1のプロポーザー）ブロックの検証、（128のアテスター）ブロック更新の伝達（ネットワーク全体の2/3、約90万のバリデーター）というプロセスを経てブロックが正式にチェーンに追加されたことになるんだね。この仕組みのことを Proof of Stake と呼ぶという理解であってる？

先生:
そうよ！Proof of Stakeは、ステーキングを通じてネットワークのセキュリティを保ちながら、ブロック生成と承認を行う仕組みなの。

生徒:
報酬についてなんだけど、バリデーターに参加すると報酬をもらえると思うんだけど、具体的にはどの役割の人がもらえるんだろう。
プロポーザーとアテスターかな？

先生:
報酬はプロポーザーとアテスターがそれぞれの役割に応じてもらえるの。プロポーザーはブロック提案の報酬、アテスターは検証の報酬を受け取るわ。

生徒:
ETHはどんなタイミングでどのくらい発行されているの？

先生:
ETHはブロック生成時に発行されるわ。現在は年間約0.5～1％の発行率に抑えられているけど、トランザクション手数料の一部がバーンされて価値を維持する仕組みもあるのよ。

生徒:
イーサリアムのブロックチェーンには、イーサリアム上で行われたスマートコントラクトなどの情報が全て記録されているの？

先生:
そうね。ただし、すべての詳細データではなく、必要なトランザクション情報や実行結果だけが効率的に記録されているのよ。

生徒:
なんとなく、ビットコインよりとてつもなく長いチェーンになりそうだね…。

先生:
その通りよ。今のデータ量は

ビットコイン:　約 500GB（全ノードが保持するデータ量）
イーサリアム:　約 1TB（1000GB）以上（フルノードのデータ量）

になっているわね。

イーサリアムはスマートコントラクトや多様なアクティビティがある分、データ量が膨大になりがちなの。これに対応するために新しい技術（シャーディングやロールアップ）も開発されているのよ。

生徒:
なるほど、イーサリアムは機能が盛り沢山で知らなければいけない情報がたくさんあったけど少なくともどういう仕組みで動いていてどんなことを目指しているのかは、よく分かった気がする！

先生:
良かったわ！ヴィタリックは「誰もが平等に使える分散型のインターネット」を目指しているの。だからこそ、単なる通貨としてではなく、もっと幅広い可能性を持つイーサリアムを作り上げたのよね。また何かわからないことがあったら質問してね。

注意書き

このNoteはchatgptとの会話をベースに記述されています。背景チェックをしていない部分もあるため正しくない記述が含まれている可能性があります。もし誤った記述を見つけられた場合はコメントで教えていただけるとありがたいです。