イーサリアムのガス代削減を目指すプロジェクト紹介

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、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、特に小規模なトランザクションや頻繁なトランザクション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を目指す主要なプロジェクトを紹介し、それぞれの技術的なアプローチ、現状、そして将来展望について詳細に解説します。

1. レイヤー2スケーリングソリューション

イーサリアムのガス代問題を解決するための最も有望なアプローチの一つが、レイヤー2スケーリングソリューションです。これは、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、その結果のみ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、ガス代を削減するものです。

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技術です。これにより、メインチェーンの負荷を軽減し、トランザクションのスループットを向上させることができます。ロールアップには、大きく分けてOptimistic RollupとZK-Rollupの2種類があります。

1.1.1. 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。代表的なプロジェクトとしては、ArbitrumとOptimismがあります。Arbitrumは、EVM（Ethereum Virtual Machine）との互換性が高く、既存のDAppsを比較的容易に移行できるという利点があります。OptimismもEVM互換性を重視しており、開発者にとって使いやすい環境を提供しています。Optimistic Rollupの課題としては、不正なトランザクションに対するチャレンジ期間が必要であり、資金の引き出しに時間がかかるという点が挙げられます。

1.1.2. 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。これにより、チャレンジ期間を必要とせず、高速なトランザクション処理を実現できます。代表的なプロジェクトとしては、zkSyncとStarkNetがあります。zkSyncは、EVM互換性を高めるための取り組みを進めており、StarkNetは、独自のプログラミング言語Cairoを採用しています。ZK-Rollupの課題としては、ゼロ知識証明の生成に計算コストがかかるという点が挙げられます。

1.2. 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とブロック生成ルールを持っています。サイドチェーンは、メインチェーンとの間で資産を移動することで、トランザクションを処理します。代表的なプロジェクトとしては、Polygon（旧Matic Network）があります。Polygonは、PlasmaフレームワークとProof-of-Stake（PoS）コンセンサスアルゴリズムを組み合わせることで、高速かつ低コストなトランザクション処理を実現しています。サイドチェーンの課題としては、セキュリティがメインチェーンに依存する点と、ブリッジングのリスクが挙げられます。

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する技術です。これにより、高速かつ低コストなトランザクション処理を実現できます。代表的なプロジェクトとしては、Raiden Networkがあります。ステートチャネルの課題としては、2者間のトランザクションに限定される点と、チャネルの開閉にコストがかかるという点が挙げられます。

2. イーサリアムのプロトコル改善

レイヤー2スケーリングソリューションに加えて、イーサリアムのプロトコル自体を改善することで、ガス代を削減する試みも行われています。

2.1. 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、トランザクション手数料を「ベースフィー」と「プライオリティフィー」に分割し、ベースフィーを自動的に調整することで、ガス代の変動を抑制し、トランザクションの予測可能性を高めることを目的としています。また、EIP-1559は、トランザクション手数料の一部をバーン（焼却）することで、イーサリアムの供給量を減らし、価値を向上させる効果も期待されています。

2.2. シャーディング

シャーディングは、イーサリアムのブロックチェーンを複数のシャード（断片）に分割し、それぞれのシャードで並行してトランザクションを処理する技術です。これにより、ネットワークのスループットを向上させ、ガス代を削減することができます。シャーディングは、イーサリアム2.0（Serenity）の主要な機能の一つとして開発が進められています。シャーディングの課題としては、シャード間のデータ整合性を維持することと、クロスシャードトランザクションの処理が挙げられます。

2.3. データ可用性サンプリング (DAS)

DASは、ロールアップなどのレイヤー2ソリューションにおけるデータ可用性の問題を解決するための技術です。DASは、ノードがすべてのトランザクションデータをダウンロードする必要なく、データの可用性を検証できるようにすることで、ネットワークの負荷を軽減し、ガス代を削減することができます。

3. その他のガス代削減プロジェクト

3.1. ガス最適化ツール

スマートコントラクトのコードを最適化することで、ガス消費量を削減するツールも存在します。これらのツールは、コードの冗長性を排除したり、より効率的なデータ構造を使用したりすることで、ガス代を削減します。

3.2. ガス代予測サービス

トランザクションのガス代を予測し、最適なタイミングでトランザクションを送信することで、ガス代を削減するサービスも存在します。これらのサービスは、ネットワークの混雑状況や過去のガス代のデータに基づいて、ガス代を予測します。

4. 各プロジェクトの現状と将来展望

上記のプロジェクトは、それぞれ異なる段階にあります。Optimistic RollupとZK-Rollupは、すでにメインネットで利用されており、多くのDAppsがこれらのソリューションを採用しています。Polygonは、活発な開発コミュニティを持ち、多くのDAppsがPolygon上で展開されています。EIP-1559は、すでに実装されており、ガス代の変動を抑制する効果が見られています。シャーディングは、まだ開発段階にありますが、イーサリアム2.0の主要な機能として、今後の進展が期待されています。

将来的には、これらのプロジェクトが相互に連携し、より効率的でスケーラブルなイーサリアムネットワークが実現されることが期待されます。例えば、ロールアップがシャーディングを活用することで、トランザクションのスループットをさらに向上させることができます。また、ガス最適化ツールとガス代予測サービスが連携することで、ユーザーはより低コストでトランザクションを処理できるようになります。

まとめ

イーサリアムのガス代削減は、DAppsの普及と成長にとって不可欠な課題です。レイヤー2スケーリングソリューション、イーサリアムのプロトコル改善、その他のガス代削減プロジェクトは、それぞれ異なるアプローチでこの課題に取り組んでいます。これらのプロジェクトの進展により、イーサリアムはよりスケーラブルで、低コストで、使いやすいプラットフォームへと進化していくことが期待されます。今後も、これらのプロジェクトの動向を注視し、イーサリアムのエコシステム全体の発展に貢献していくことが重要です。