イーサリアムのガス代削減策と最新アップデート

イーサリアムは、分散型アプリケーション（DApps）の基盤として広く利用されていますが、そのガス代（取引手数料）の高さは、長年の課題として認識されてきました。ガス代の高騰は、DAppsの利用を阻害し、特に小規模な取引や頻繁な操作を行うユーザーにとって大きな負担となっています。本稿では、イーサリアムのガス代削減策と、それを実現するための最新アップデートについて、技術的な詳細を含めて解説します。

1. ガス代高騰の背景

イーサリアムのガス代は、ネットワークの混雑状況と取引の計算量によって変動します。ネットワークが混雑しているほど、取引を処理するために必要な計算資源が増加し、ガス代が高騰します。また、スマートコントラクトのコードが複雑であるほど、計算量が増加し、ガス代が高くなります。初期のイーサリアムは、トランザクション処理能力に限界があり、需要の増加に伴い、ガス代が高騰する傾向がありました。さらに、DeFi（分散型金融）アプリケーションの普及により、イーサリアムネットワークの利用が急増し、ガス代の高騰を加速させました。

2. ガス代削減策の概要

イーサリアムのガス代削減策は、大きく分けて以下の3つのアプローチに分類できます。

• レイヤー2ソリューション： イーサリアムのメインチェーン（レイヤー1）の外で取引を処理し、その結果をメインチェーンに記録することで、ネットワークの混雑を緩和し、ガス代を削減します。
• EIP（Ethereum Improvement Proposals）の導入： イーサリアムのプロトコルを改善するための提案であり、ガス代の効率化や計算量の削減を目指します。
• ネットワークのアップグレード： イーサリアムの基盤となる技術を改良し、トランザクション処理能力を向上させることで、ガス代の安定化を図ります。

3. レイヤー2ソリューションの詳細

レイヤー2ソリューションは、イーサリアムのスケーラビリティ問題を解決するための重要な手段です。代表的なレイヤー2ソリューションには、以下のものがあります。

3.1. ロールアップ

ロールアップは、複数のトランザクションをまとめて1つのトランザクションとしてメインチェーンに記録することで、ガス代を削減します。ロールアップには、Optimistic RollupとZK-Rollupの2つの主要なタイプがあります。

3.1.1. Optimistic Rollup

Optimistic Rollupは、トランザクションが有効であると仮定し、不正なトランザクションがあった場合に、異議申し立て期間を設けて検証を行います。異議申し立て期間中に不正が発見されなければ、トランザクションは有効とみなされます。Optimistic Rollupは、比較的実装が容易であるという利点がありますが、異議申し立て期間中の資金ロックというデメリットがあります。

3.1.2. ZK-Rollup

ZK-Rollupは、ゼロ知識証明（Zero-Knowledge Proof）と呼ばれる暗号技術を用いて、トランザクションの有効性を証明します。ゼロ知識証明を用いることで、異議申し立て期間を設ける必要がなく、高速なトランザクション処理が可能になります。ZK-Rollupは、セキュリティが高いという利点がありますが、実装が複雑であるというデメリットがあります。

3.2. サイドチェーン

サイドチェーンは、イーサリアムのメインチェーンとは独立したブロックチェーンであり、独自のコンセンサスアルゴリズムを使用します。サイドチェーンは、メインチェーンよりも高速なトランザクション処理が可能であり、ガス代も低く抑えることができます。しかし、サイドチェーンのセキュリティは、メインチェーンよりも低い場合があります。

3.3. ステートチャネル

ステートチャネルは、2者間のトランザクションをオフチェーンで処理し、最終的な結果のみをメインチェーンに記録することで、ガス代を削減します。ステートチャネルは、頻繁なトランザクションを行う場合に有効ですが、2者間のトランザクションに限定されるというデメリットがあります。

4. EIP（Ethereum Improvement Proposals）の導入

EIPは、イーサリアムのプロトコルを改善するための提案であり、ガス代の効率化や計算量の削減を目指します。代表的なEIPには、以下のものがあります。

4.1. EIP-1559

EIP-1559は、イーサリアムのトランザクション手数料メカニズムを改革する提案であり、ベースフィーと優先手数料を導入しました。ベースフィーは、ネットワークの混雑状況に応じて自動的に調整され、トランザクションの処理に必要な最小限のガス代となります。優先手数料は、トランザクションを優先的に処理するためにユーザーが支払う手数料です。EIP-1559の導入により、ガス代の予測可能性が向上し、ガス代の変動幅が縮小しました。

4.2. EIP-3855

EIP-3855は、PUSH0命令を導入する提案であり、スマートコントラクトのコードサイズを削減し、ガス代を削減します。PUSH0命令は、定数0をスタックにプッシュするための命令であり、既存のPUSH命令よりもガス代が安価です。EIP-3855の導入により、スマートコントラクトのガス効率が向上し、ガス代の削減に貢献します。

4.3. EIP-4844

EIP-4844は、プロトダンクと呼ばれる新しいデータ可用性レイヤーを導入する提案であり、ロールアップのスケーラビリティを向上させ、ガス代を削減します。プロトダンクは、ロールアップのトランザクションデータを効率的に保存し、検証するための仕組みを提供します。EIP-4844の導入により、ロールアップのトランザクション処理能力が向上し、ガス代の削減に貢献します。

5. ネットワークのアップグレード

イーサリアムの基盤となる技術を改良し、トランザクション処理能力を向上させることで、ガス代の安定化を図ります。代表的なネットワークのアップグレードには、以下のものがあります。

5.1. The Merge（PoSへの移行）

The Mergeは、イーサリアムのコンセンサスアルゴリズムをプルーフ・オブ・ワーク（PoW）からプルーフ・オブ・ステーク（PoS）に移行するアップグレードです。PoSは、PoWよりもエネルギー効率が高く、トランザクション処理能力も向上します。The Mergeの完了により、イーサリアムのエネルギー消費量が大幅に削減され、ガス代の安定化に貢献します。

5.2. シャーディング

シャーディングは、イーサリアムのネットワークを複数のシャード（断片）に分割し、各シャードで並行してトランザクションを処理することで、トランザクション処理能力を向上させる技術です。シャーディングの導入により、イーサリアムのスケーラビリティが大幅に向上し、ガス代の削減に貢献します。

6. 最新アップデートの動向

イーサリアムの開発は、常に進化しており、ガス代削減のための最新アップデートが継続的に行われています。現在、EIP-4844の導入に向けた開発が進められており、2024年中の実装が期待されています。また、シャーディングの実装に向けた研究開発も活発に行われており、将来的なイーサリアムのスケーラビリティ向上に貢献することが期待されます。さらに、レイヤー2ソリューションの開発も加速しており、Optimistic RollupやZK-Rollupの性能向上、新たなレイヤー2ソリューションの登場などが期待されています。

7. まとめ

イーサリアムのガス代削減策は、レイヤー2ソリューション、EIPの導入、ネットワークのアップグレードという3つのアプローチによって推進されています。レイヤー2ソリューションは、ネットワークの混雑を緩和し、ガス代を削減するための即効性のある手段です。EIPの導入は、イーサリアムのプロトコルを改善し、ガス代の効率化や計算量の削減を目指します。ネットワークのアップグレードは、イーサリアムの基盤となる技術を改良し、トランザクション処理能力を向上させることで、ガス代の安定化を図ります。これらの取り組みにより、イーサリアムのガス代は徐々に削減され、DAppsの利用が促進されることが期待されます。今後のイーサリアムの開発動向に注目し、ガス代削減策の進捗を注視していくことが重要です。