世界をリードするスマートコントラクトプラットフォームであるEthereumは、反復的なアップグレードを通じてプロトコル層を継続的に進化させています。2023年のDencunアップグレードに続き、Ethereumコミュニティは、2024年後半から2025年初めにかけてPectraアップグレードを展開する予定です。Sepolia Pectraアップグレードのテストネットは2025年3月5日に完了しました。このアップグレードには、実行層（コードネーム「プラハ」）と合意層（コードネーム「エレクトラ」）の両方に改良が統合されており、口座の抽象化、ステーキングメカニズム、アルゴリズムの最適化などのコア領域がカバーされています。

Pectraアップグレードとは何ですか？

Pectraは、実行レイヤーのアップグレード（Prague）とコンセンサスレイヤーのアップグレード（Electra）の組み合わせから派生した、Ethereumプロトコルレイヤーのハードフォークアップグレードです。このアップグレードには、19の正式提案（EIP）と7つの議論提案が含まれており、次の領域に焦点を当てています。

1. アカウントシステム改革: 一時的なスマートコントラクトアカウントとアカウント抽象化を介して拡張し、ユーザーの操作の複雑さを減らす。
2. ステーキング効率の向上: バリデーターの制限と引き出しプロセスを最適化して効率を向上させる。
3. 暗号サポート拡張: ゼロ知識証明などの技術の開発効率を向上させるための新しいプリコンパイル済み契約を紹介します。

アップグレードの背景

イーサリアムの継続的なアップグレードは、基礎プロトコルのスケーラビリティニーズとエコシステムの開発との矛盾から生じています。ネットワークは歴史的にいくつかの課題に直面してきました:

• アーキテクチャの制約: イーサリアムのアカウントモデルは、外部アカウント（EOA）と契約アカウント（CA）に分かれています。一般ユーザーはEOAを通じて秘密鍵とガス手数料を管理する必要があり、バッチトランザクションの実行の際には操作の敷居が高くなります。さらに、現行のバリデーターシステムでは、32 ETHの単一ノードステーキング制限があり、大規模なステーキング機関は複数のバリデーターノードを展開する必要があり、ハードウェアコストとネットワーク負荷が増加します。

• パフォーマンスボトルネック: レイヤー2のスケーリングソリューションが増加するにつれて、イーサリアムメインネットはより多くのデータ可用性（DA）リクエストを処理する必要があります。既存のデータシリアライズ形式（RLP）および署名検証メカニズムは、ブロックの伝播速度を制限し、孤立ブロック率が2.1%のピークに達し、ネットワークの安定性に深刻な影響を与えています。

• 開発者のニーズ: 新しいアプリケーションシナリオ（完全同型暗号化やプライバシー計算など）では、より効率的な暗号プリミティブのサポートが必要とされています。しかし、既存のEVM事前コンパイル済み契約は、限られた数の暗号アルゴリズムのみをサポートしており、開発者は基礎の計算を自ら実装する必要があり、コードの複雑さとセキュリティリスクが増加しています。

これらの課題は、イーサリアムコミュニティに対し、Pectraアップグレードを通じて体系的な最適化を行い、そのコア競争力を維持するよう促しています。これにより、イーサリアムは「パブリックチェーンの王」としての地位を確立しています。

Pectraアップグレードの主な機能

ユーザーエクスペリエンスの向上

Pectraのアップグレードは、アカウントの抽象化（AA）の過渡的な解決策を導入しています。EIP-3074は、外部アカウントがリレーコントラクトにトランザクション制御を委任できるようにし、ユーザーが単一の署名で複数段階の操作（例：転送リクエスト→トークンスワップ→ガス支払い）を完了できるようにします。その結果、ユーザーはもはやETHを保有してガス料金を支払う必要がなく、USDCやDAIなどの他のトークンで支払うことができます。

EIP-7702は、一般のウォレットが単一のトランザクション内でスマートコントラクトロジックを実行できるようにする一時的なスマートアカウント機能をさらに実装しており、リミットオーダーの設定や自動再投資戦略などを実行できます。データによると、このような改善により、DeFiユーザーの操作ステップが50%削減され、ガスコストが18〜32%削減されることが示されています。

ステーキングエコノミクスの最適化

ステーキングインフラストラクチャーに関して、EIP-7251は個々のバリデータのステーキング上限を32ETHから2048ETHに引き上げ、aggreGate.iod署名メカニズムを導入します。この改善により、大規模なステーキングサービスプロバイダーのノード数を98%削減し、ハードウェアの保守コストを年間約2億3000万ドル節約できます。さらに、EIP-7002により、ステーキング引き出しをスマートコントラクト経由でトリガーできるようになり、流動性ステーキングデリバティブ（LSD）の資本利用率を現在のレベルより11ポイント向上させ、93%に向上させます。

開発者の拡張性を向上させる

EIP-2537は、BLS12-377やBW6-761などの暗号曲線に対するネイティブサポートを導入し、ゼロ知識証明（ZKP）の検証速度を40-60%向上させます。zkRollupソリューションでは、これにより証明生成時間を23秒から9秒に短縮できます。EIP-7588は、軽量クライアント向けにデータ同期プロトコルを最適化し、モバイルDAppsがオンチェーンの状態をより低遅延で検証できるようにします。

ネットワークパフォーマンスの向上

SSZコンテナ標準化（EIP-7495）とPeerDAS拡張（EIP-7623）により、ブロック伝播速度が15%向上し、データ可用性サンプリング（DAS）のノードカバレッジ率は78%から94%に向上する見込みです。これにより、将来のシャーディングアップグレードのための技術的な基盤が整い、イーサリアムメインネットのデータスループットが4〜6倍に向上する可能性があります。

キーEIP提案

EIP-7251: ステーキングリミットの増加

• 技術的な実装: 1つの検証者の最大有効残高を32 ETHから2048 ETHに増やし、aggreGate.iod署名メカニズムを導入します。拡大されたステーキングスケールによる収益の中央集権化を避けるために、検証者の報酬は引き続き32 ETHに基づいて計算されます。
• アプリケーションシナリオ: バリデータの統合、ステーキング報酬の自動複利化など。

EIP-3074: アカウント抽象化拡張

• テクニカル実装: EVMでAUTHおよびAUTHCALLオペコードを導入し、外部アカウントが中継契約にトランザクションを代理で送信することを許可します。ユーザーは、対象契約、パラメータ、およびガス制限を含むオフラインメッセージに署名し、中継契約が署名を検証した後にトランザクションを実行します。
• アプリケーションシナリオ: ソーシャルリカバリ（ニーモニック管理なし）、他者によるガス手数料支払い、クロスチェーン操作のバッチ処理など。

EIP-7702: 一時的なスマートコントラクトアカウント

• 技術的な実装: convertToContractAccount関数を介してアカウントストレージ構造を動的に変更し、トランザクションの実行中に外部アカウントをスマートコントラクトアカウントに変換できるようにし、一時的にコントラクトロジックを展開し、トランザクション終了後に元の状態を復元できます。従来のプロキシコントラクトソリューションと比較して、ガス消費が35%削減され、コントラクトの相互作用の遅延が200ms減少しています。
• アプリケーションシナリオ: トークンスワップ、流動性の追加、イールド再投資などを1つの取引で完了し、NFTロイヤルティの自動配布など。

EIP-2537: 暗号プリコンパイル拡張

• 技術実装: EVM内で事前コンパイルされた契約を導入し、BLS12-377とBW6-761曲線のグループ操作およびペアリング検証をサポートします。 BLS12-377の署名検証速度は14,500 gas/opに達し、既存の楕円曲線ソリューションよりも62%の効率向上を実現しています。
• アプリケーションシナリオ: zkSNARKsの検証、オンチェーンプライバシー計算、耐量子性署名アルゴリズムの開発など。

結論

Pectraのアップグレードは、Ethereumの技術ロードマップにおける重要なマイルストーンであり、Ethereumの長期的な発展のための堅固な基盤を築くことを目指しています。ネットワークのスケーラビリティと効率性を向上させることで、Pectraは将来さらに多くのユーザーや企業を歓迎するためにEthereumを準備しています。
テストネットの検証が進むにつれて、Pectraのアップグレードは2025年にメインネット展開を完了する見込みであり、これによりイーサリアムのリーディングポジションがさらに強化される予定です。

現在抑制されている市場から将来のナラティブが生まれるための重要な一歩となる可能性があり、それを目撃することを楽しみにしています。