イーサリアム（ETH）のガス代効率化技術最新まとめ

イーサリアムは、分散型アプリケーション（DApps）を構築・実行するための主要なプラットフォームとして広く利用されています。しかし、ネットワークの利用が増加するにつれて、ガス代（トランザクション手数料）の高騰が深刻な問題となっています。このガス代の高騰は、DAppsの利用を阻害し、イーサリアムの普及を妨げる要因の一つです。本稿では、イーサリアムのガス代効率化のために開発・導入されている様々な技術について、詳細に解説します。

1. ガス代の仕組みと問題点

イーサリアムにおけるガス代は、トランザクションを実行するために必要な計算リソースの量に応じて決定されます。ガス代は、トランザクションの複雑さ、ネットワークの混雑状況、そしてユーザーが設定する優先度（ガスプライス）によって変動します。ガス代はETHで支払われ、マイナーへの報酬として分配されます。

ガス代の高騰は、主に以下の要因によって引き起こされます。

• ネットワークの混雑: DAppsの利用者が増加すると、トランザクションの処理待ち時間が長くなり、ガスプライスが高騰します。
• 複雑なスマートコントラクト: スマートコントラクトのコードが複雑であるほど、実行に必要な計算リソースが増加し、ガス代が高くなります。
• 投機的なガス代設定: ユーザーがトランザクションを迅速に処理するために、高すぎるガスプライスを設定することがあります。

これらの問題点を解決するために、様々なガス代効率化技術が開発されています。

2. ガス代効率化技術の概要

イーサリアムのガス代効率化技術は、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、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。
• 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、ガス代効率化に関連するEIPも多数存在します。
• 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、実行に必要な計算リソースを削減し、ガス代を低減します。

2.1. レイヤー2ソリューション

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アプローチです。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。

2.1.1. 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。

• Optimistic Rollup: トランザクションが有効であると仮定し、異議申し立て期間を設けます。異議申し立てがない場合、トランザクションは有効とみなされます。
• ZK-Rollup: ゼロ知識証明（Zero-Knowledge Proof）を用いて、トランザクションの有効性を証明します。これにより、異議申し立て期間を設ける必要がなく、より高速な処理が可能です。

2.1.2. サイドチェーン

サイドチェーンは、イーサリアムとは独立したブロックチェーンであり、イーサリアムのメインチェーンと双方向通信が可能です。サイドチェーンは、独自のコンセンサスアルゴリズムを使用し、より高速なトランザクション処理と低いガス代を実現します。

2.1.3. 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します。これにより、ガス代を大幅に削減できますが、2者間のトランザクションに限定されます。

2.2. EIP（Ethereum Improvement Proposals）

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、ガス代効率化に関連するEIPも多数存在します。代表的なEIPには、以下のものがあります。

2.2.1. EIP-1559

EIP-1559は、トランザクション手数料の仕組みを大きく変更する提案であり、2021年に実装されました。EIP-1559では、ベースフィーとプライオリティフィーの2つの手数料が導入されました。ベースフィーは、ブロックのガスリミットに応じて動的に調整され、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、トランザクションを迅速に処理するためにユーザーがマイナーに支払う手数料です。EIP-1559は、ガス代の予測可能性を高め、ガス代のバーン（焼却）メカニズムを導入することで、ETHの供給量を減少させる効果があります。

2.2.2. 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、データ可用性レイヤーを導入することで、ロールアップのガス代を大幅に削減することを目的としています。EIP-4844は、2024年のDencunアップグレードで実装される予定です。

2.3. 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、実行に必要な計算リソースを削減し、ガス代を低減できます。スマートコントラクトの最適化には、以下のテクニックがあります。

• 不要なコードの削除: スマートコントラクトで使用されていないコードを削除することで、コードサイズを削減し、ガス代を低減できます。
• データ構造の最適化: 効率的なデータ構造を使用することで、データの読み書きに必要な計算リソースを削減できます。
• アルゴリズムの最適化: より効率的なアルゴリズムを使用することで、計算量を削減し、ガス代を低減できます。
• キャッシュの利用: 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、データの読み込みに必要な計算リソースを削減できます。

3. 最新のガス代効率化技術の動向

イーサリアムのガス代効率化技術は、常に進化しています。近年、特に注目されている技術は以下の通りです。

• ArbitrumとOptimism: Optimistic Rollupを実装したレイヤー2ソリューションであり、高いスループットと低いガス代を実現しています。
• zkSyncとStarkNet: ZK-Rollupを実装したレイヤー2ソリューションであり、より高速なトランザクション処理と高いセキュリティを提供します。
• Polygon Hermez: ZK-Rollupを実装したレイヤー2ソリューションであり、Polygonエコシステムとの連携を強化しています。
• EIP-4844の進捗: EIP-4844の開発が進んでおり、2024年のDencunアップグレードでの実装が期待されています。

4. まとめ

イーサリアムのガス代効率化は、DAppsの普及とイーサリアムの持続的な成長にとって不可欠な課題です。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、様々な技術が開発・導入されており、ガス代の削減に貢献しています。特に、Optimistic RollupとZK-Rollupを実装したレイヤー2ソリューションは、高いスループットと低いガス代を実現しており、今後の発展が期待されます。また、EIP-4844の導入により、ロールアップのガス代がさらに削減される可能性があります。これらの技術の進化により、イーサリアムはより多くのユーザーにとって利用しやすいプラットフォームとなるでしょう。