イーサリアム（ETH）のガス代を削減する最新技術紹介

イーサリアムは、分散型アプリケーション（DApps）を構築するための主要なプラットフォームとして広く認識されています。しかし、ネットワークの利用が増加するにつれて、トランザクション処理に必要なガス代が高騰するという課題に直面しています。この高騰は、DAppsの利用を妨げ、開発者や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を削減するための最新技術について、詳細に解説します。

1. ガス代高騰の背景

イーサリアムのガス代は、トランザクションを処理するために必要な計算リソースの量によって決定されます。トランザクションが複雑であるほど、より多くの計算リソースが必要となり、ガス代も高くなります。また、ネットワークの混雑状況もガス代に影響を与えます。ネットワークが混雑している場合、トランザクションを優先的に処理してもらうためには、より高いガス代を支払う必要があります。

初期のイーサリアムは、トランザクションの需要が比較的低かったため、ガス代も低く抑えられていました。しかし、DeFi（分散型金融）やNFT（非代替性トークン）などのDAppsの人気が高まり、ネットワークの利用が急増したことで、ガス代は大幅に上昇しました。特に、2020年以降、ガス代の高騰は深刻化し、多くのユーザーがイーサリアムの利用を断念せざるを得ない状況も生じています。

2. ガス代削減技術の概要

イーサリアムのガス代を削減するための技術は、大きく分けて以下の3つのカテゴリに分類できます。

• 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）の外でトランザクションを処理し、その結果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。
• EIP（Ethereum Improvement Proposals）: 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、ガス代を削減するための様々な提案が含まれています。
• スマートコントラクトの最適化: スマートコントラクトのコードを最適化することで、トランザクションに必要な計算リソースを削減し、ガス代を削減します。

3. レイヤー2ソリューションの詳細

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のみ、チャレンジメカニズムを通じて検証を行います。このアプローチにより、トランザクションの処理速度を向上させることができます。代表的なOptimistic Rollupとしては、ArbitrumやOptimismなどがあります。

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使用して、トランザクションの有効性を検証します。ゼロ知識証明を使用することで、トランザクションの検証に必要な計算リソースを削減し、ガス代を削減することができます。代表的なZK-Rollupとしては、zkSyncやStarkNetなどがあります。

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。サイドチェーン上でトランザクションを処理することで、ガス代を削減することができます。代表的なサイドチェーンとしては、Polygon（旧Matic Network）などがあります。

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、頻繁にトランザクションが発生するアプリケーションに適しています。代表的なステートチャネルの実装としては、Raiden Networkなどがあります。

4. EIP（Ethereum Improvement Proposals）の詳細

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善するための提案であり、2021年8月に実装されました。EIP-1559は、ベースフィーとプライオリティフィーという2つの手数料を導入しました。ベースフィーは、トランザクションを処理するために必要な計算リソースの量に基づいて決定され、ネットワークにバーンされます。プライオリティフィーは、トランザクションを優先的に処理してもらうために支払う手数料であり、マイナーに支払われます。EIP-1559の実装により、ガス代の予測可能性が向上し、ガス代の変動が抑制されました。

4.2. EIP-4844 (Proto-Danksharding)

EIP-4844は、Dankshardingと呼ばれるスケーリングソリューションの最初のステップであり、2024年頃の実装が予定されています。EIP-4844は、Blobトランザクションと呼ばれる新しいトランザクションタイプを導入し、レイヤー2ソリューションがより効率的にデータをメインチェーンに記録できるようにします。EIP-4844の実装により、レイヤー2ソリューションのガス代が大幅に削減されると期待されています。

5. スマートコントラクトの最適化

5.1. コードの効率化

スマートコントラクトのコードを効率化することで、トランザクションに必要な計算リソースを削減し、ガス代を削減することができます。具体的には、不要なコードの削除、アルゴリズムの最適化、データ構造の選択などが挙げられます。

5.2. ストレージの最適化

スマートコントラクトで使用するストレージの量を削減することで、ガス代を削減することができます。具体的には、不要なデータの削除、データの圧縮、ストレージレイアウトの最適化などが挙げられます。

5.3. キャッシングの利用

頻繁にアクセスされるデータをキャッシュに保存することで、ストレージへのアクセス回数を減らし、ガス代を削減することができます。

6. 今後の展望

イーサリアムのガス代削減技術は、現在も活発に開発が進められています。レイヤー2ソリューションの成熟、EIPの継続的な改善、スマートコントラクトの最適化技術の進化により、イーサリアムのガス代は今後さらに削減されると期待されます。特に、EIP-4844の実装は、レイヤー2ソリューションのガス代を大幅に削減する可能性があり、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ステップとなるでしょう。

7. 結論

イーサリアムのガス代高騰は、DAppsの普及を妨げる大きな課題です。しかし、レイヤー2ソリューション、EIP、スマートコントラクトの最適化など、様々なガス代削減技術が開発されており、これらの技術の導入により、イーサリアムのガス代は今後さらに削減されると期待されます。これらの技術を理解し、適切に活用することで、DAppsの開発者やユーザーは、より効率的にイーサリアムを利用できるようになるでしょう。イーサリアムのエコシステム全体の発展のためにも、ガス代削減技術の継続的な研究開発と普及が不可欠です。