イーサリアム（ETH）のガス代高騰問題と解決策を解説

イーサリアムは、分散型アプリケーション（DApps）を構築・実行するためのプラットフォームとして、ブロックチェーン技術の進歩とともに重要な役割を果たしてきました。しかし、その普及と利用拡大に伴い、ガス代（取引手数料）の高騰が深刻な問題となっています。本稿では、イーサリアムのガス代高騰の根本原因を詳細に分析し、現在提案されている、あるいは実装が進められている様々な解決策について、技術的な側面を含めて解説します。

1. ガス代高騰の根本原因

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決定されます。ガス代高騰の根本原因は、主に以下の3点に集約されます。

1.1 ネットワークの混雑

イーサリアムのブロックチェーンは、取引を処理するために限られた帯域幅を持っています。DAppsの利用者が増加し、特にDeFi（分散型金融）やNFT（非代替性トークン）といった分野での取引が活発化すると、ネットワークが混雑し、取引の処理待ち時間が長くなります。この混雑を解消するために、ユーザーはより高いガス代を支払うことで、優先的に取引を処理してもらう必要が生じます。

1.2 取引の計算量

イーサリアムのスマートコントラクトは、複雑な計算を実行することができます。スマートコントラクトのコードが複雑であるほど、取引の実行に必要な計算量が増加し、ガス代が高くなります。特に、ループ処理やストレージへの書き込みといった処理は、ガス代を大幅に増加させる要因となります。

1.3 EIP-1559の導入とその影響

2021年に導入されたEIP-1559は、ガス代のメカニズムを改善することを目的としていました。EIP-1559以前は、ガス代はオークション形式で決定され、ネットワークの混雑状況によって大きく変動していました。EIP-1559では、ベースフィーとプライオリティフィーという2つの要素でガス代が構成されるようになりました。ベースフィーは、ブロックチェーンによって自動的に決定され、ネットワークの混雑状況に応じて変動します。プライオリティフィーは、ユーザーがマイナーに支払うインセンティブであり、取引の優先度を上げることができます。EIP-1559の導入により、ガス代の予測可能性は向上しましたが、ネットワークの混雑時にはベースフィーが高騰し、結果的にガス代が高くなるという問題も生じています。

2. ガス代高騰に対する解決策

イーサリアムのガス代高騰問題に対する解決策は、大きく分けてレイヤー1（L1）の改善とレイヤー2（L2）の導入の2つのアプローチがあります。

2.1 レイヤー1（L1）の改善

2.1.1 シャーディング

シャーディングは、ブロックチェーンを複数のシャード（断片）に分割し、並行して取引を処理することで、ネットワークのスケーラビリティを向上させる技術です。各シャードは、独立して取引を処理し、ブロックを生成することができます。これにより、ネットワーク全体の処理能力が向上し、ガス代の低下が期待されます。シャーディングの実装は非常に複雑であり、セキュリティ上の課題も存在するため、慎重な検討が必要です。

2.1.2 Proof of Stake（PoS）への移行

イーサリアムは、現在Proof of Work（PoW）というコンセンサスアルゴリズムを採用していますが、PoSへの移行を進めています。PoSでは、取引の検証者を「バリデーター」と呼び、バリデーターはETHを預けることで取引の検証に参加します。PoWと比較して、PoSはエネルギー消費量が少なく、スケーラビリティも向上するため、ガス代の低下に貢献すると期待されています。The Mergeと呼ばれるPoSへの移行は完了しましたが、さらなる最適化が必要です。

2.2 レイヤー2（L2）の導入

レイヤー2は、イーサリアムのメインチェーン（L1）の上に構築されるスケーリングソリューションです。L2では、取引をオフチェーンで処理し、その結果のみをL1に記録することで、ネットワークの混雑を緩和し、ガス代を低下させることができます。L2には、様々な種類が存在します。

2.2.1 ロールアップ

ロールアップは、複数の取引をまとめてL1に記録する技術です。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。

• Optimistic Rollup：取引が有効であると仮定し、異議申し立て期間を設けます。異議申し立てがあった場合、取引の有効性を検証するための計算が行われます。Optimistic Rollupは、実装が比較的容易ですが、異議申し立て期間中の資金のロックアップが必要となります。
• ZK-Rollup：ゼロ知識証明（Zero-Knowledge Proof）と呼ばれる暗号技術を用いて、取引の有効性をL1に証明します。ZK-Rollupは、異議申し立て期間が不要であり、セキュリティも高いですが、実装が非常に複雑です。

2.2.2 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採用することができます。サイドチェーンは、L1との間で資産を移動することができます。サイドチェーンは、L1よりも高速な取引処理が可能ですが、セキュリティ上のリスクも存在します。

2.2.3 ステートチャネル

ステートチャネルは、2者間の取引をオフチェーンで直接行う技術です。ステートチャネルは、特定の条件下でのみL1に取引を記録するため、ガス代を大幅に削減することができます。ステートチャネルは、頻繁に取引を行う2者間の取引に適しています。

3. その他の解決策

3.1 ガス代の最適化

スマートコントラクトの開発者は、コードの最適化によってガス代を削減することができます。例えば、不要な処理を削除したり、より効率的なデータ構造を使用したりすることで、ガス代を削減することができます。また、Solidityコンパイラのバージョンを最新に保つことも、ガス代の最適化に役立ちます。

3.2 ガス代予測ツールの利用

ガス代予測ツールは、ネットワークの混雑状況に基づいて、最適なガス代を予測するツールです。ガス代予測ツールを利用することで、ユーザーは無駄なガス代を支払うことなく、効率的に取引を行うことができます。

3.3 代替のブロックチェーンプラットフォームの検討

イーサリアム以外にも、ガス代が比較的低いブロックチェーンプラットフォームが存在します。例えば、Polygon、Avalanche、Binance Smart Chainなどは、イーサリアムと比較してガス代が低く、DAppsの開発・実行に適しています。これらのプラットフォームを検討することも、ガス代高騰問題に対する解決策の一つとなります。

4. まとめ

イーサリアムのガス代高騰問題は、ネットワークの混雑、取引の計算量、EIP-1559の導入などが複合的に絡み合って発生しています。この問題に対する解決策としては、L1の改善（シャーディング、PoSへの移行）とL2の導入（ロールアップ、サイドチェーン、ステートチャネル）が挙げられます。また、ガス代の最適化、ガス代予測ツールの利用、代替のブロックチェーンプラットフォームの検討なども有効な手段となります。ガス代高騰問題の解決は、イーサリアムの普及とDAppsの発展にとって不可欠であり、今後も様々な技術革新と改善が期待されます。これらの解決策が組み合わさることで、イーサリアムはよりスケーラブルで、利用しやすいプラットフォームへと進化していくでしょう。