イーサリアムガス代削減の最新技術まとめ

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が、そのガス代（取引手数料）の高さは、DAppsの普及を阻む大きな要因の一つとなっています。ガス代は、ネットワークの混雑状況や取引の複雑さによって変動し、特にネットワークが混雑している場合には、高額なガス代を支払う必要が生じます。本稿では、イーサリアムのガス代削減に向けた最新技術について、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。レイヤー2とは、イーサリアムのメインチェーン（レイヤー1）の上で動作し、取引処理の一部をオフチェーンで行うことで、ネットワークの混雑を緩和し、ガス代を削減する技術です。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。

1.1 ロールアップ

ロールアップは、複数の取引をまとめて1つの取引としてレイヤー1に記録することで、ガス代を削減する技術です。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、取引が有効であると仮定し、不正な取引があった場合に、チャレンジメカニズムによって検証を行います。ArbitrumやOptimismなどが代表的なOptimistic Rollupです。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、不正な取引の検証に時間がかかるという欠点があります。

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、取引の有効性を証明します。zkSyncやStarkNetなどが代表的なZK-Rollupです。ZK-Rollupは、不正な取引の検証が高速であるという利点がありますが、実装が複雑であるという欠点があります。

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を使用します。Polygon（旧Matic Network）などが代表的なサイドチェーンです。サイドチェーンは、高速な取引処理と低いガス代を実現できますが、セキュリティ面でイーサリアムのメインチェーンに劣るという欠点があります。

1.3 ステートチャネル

ステートチャネルは、2者間の取引をオフチェーンで行うことで、ガス代を削減する技術です。Raiden Networkなどが代表的なステートチャネルです。ステートチャネルは、頻繁に取引を行う2者間でのみ有効であり、汎用性には欠けるという欠点があります。

2. EIP-1559

EIP-1559は、イーサリアムの取引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の2種類のフィーを導入しました。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、バーン（焼却）されます。プライオリティフィーは、マイナーに取引を優先的に処理してもらうための手数料であり、マイナーに支払われます。EIP-1559は、ガス代の予測可能性を高め、ガス代の変動を抑制する効果があります。

3. データ圧縮技術

イーサリアムのブロックチェーンに記録されるデータ量を削減することで、ガス代を削減することができます。データ圧縮技術には、以下のものがあります。

3.1 キャリデータ圧縮

キャリデータは、スマートコントラクトの実行に必要なデータであり、ブロックチェーンに記録されるデータ量の大部分を占めます。キャリデータ圧縮は、キャリデータの冗長性を排除し、データ量を削減する技術です。キャリデータ圧縮は、ガス代を削減する効果がありますが、スマートコントラクトの互換性を損なう可能性があるという欠点があります。

3.2 状態削減

イーサリアムの状態（ストレージ）は、ブロックチェーンに記録されるデータ量のもう一つの大きな要因です。状態削減は、不要な状態を削除し、状態のサイズを削減する技術です。状態削減は、ガス代を削減する効果がありますが、DAppsの機能に影響を与える可能性があるという欠点があります。

4. 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、ガス代を削減することができます。スマートコントラクトの最適化には、以下のものがあります。

4.1 コードの簡素化

スマートコントラクトのコードを簡素化することで、実行に必要なガス量を削減することができます。不要なコードを削除したり、より効率的なアルゴリズムを使用したりすることで、コードを簡素化することができます。

4.2 データ構造の最適化

スマートコントラクトで使用するデータ構造を最適化することで、ガス代を削減することができます。例えば、配列の代わりにハッシュマップを使用したり、整数型の代わりにブール型を使用したりすることで、データ構造を最適化することができます。

4.3 ガス効率の良いライブラリの使用

ガス効率の良いライブラリを使用することで、ガス代を削減することができます。OpenZeppelinなどのライブラリは、ガス効率の良いスマートコントラクトのテンプレートを提供しています。

5. その他の技術

上記以外にも、イーサリアムのガス代削減に向けた様々な技術が開発されています。例えば、Plasma、Validium、Shardingなどがあります。これらの技術は、それぞれ異なるアプローチでガス代削減を目指しており、今後の発展が期待されます。

まとめ

イーサリアムのガス代削減は、DAppsの普及を促進するために不可欠な課題です。レイヤー2スケーリングソリューション、EIP-1559、データ圧縮技術、スマートコントラクトの最適化など、様々な技術が開発されており、これらの技術を組み合わせることで、ガス代を大幅に削減することが可能になると考えられます。今後も、イーサリアムのガス代削減に向けた技術開発が活発に進められることが期待されます。これらの技術の進歩により、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り、DAppsの普及を加速させることが期待されます。