イーサリアム（ETH）のガス代高騰を抑える最新技術まとめ
はじめに
イーサリアムは、分散型アプリケーション（DApps）やスマートコントラクトの基盤として広く利用されていますが、ネットワークの混雑時にはガス代（取引手数料）が高騰するという課題を抱えています。このガス代の高騰は、DAppsの利用を阻害し、イーサリアムのエコシステム全体の成長を妨げる要因となり得ます。本稿では、イーサリアムのガス代高騰を抑制するための最新技術について、その原理、利点、課題などを詳細に解説します。
ガス代高騰の根本原因
イーサリアムのガス代は、ネットワーク上の計算資源の需要と供給によって決定されます。具体的には、以下の要因がガス代高騰に影響を与えます。
- ネットワークの混雑：DAppsの利用者が増加し、スマートコントラクトの実行が増加すると、ネットワークが混雑し、ガス代が高騰します。
- スマートコントラクトの複雑さ：複雑な計算処理を行うスマートコントラクトは、より多くの計算資源を必要とするため、ガス代が高くなります。
- EIP-1559：2021年に導入されたEIP-1559は、ガス代の予測可能性を高めることを目的としていましたが、需要が高い場合にはガス代が高騰する傾向があります。
これらの根本原因に対処するため、様々な技術が開発・導入されています。
ガス代高騰を抑える最新技術
1. レイヤー2スケーリングソリューション
レイヤー2スケーリングソリューションは、イーサリアムのメインチェーン（レイヤー1）の外で取引を処理し、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、ガス代を削減する技術です。代表的なレイヤー2スケーリング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つの取引としてメインチェーンに記録する技術です。ロールアップには、Optimistic RollupとZK-Rollupの2種類があります。
- 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。異議申し立てがない場合、取引は有効とみなされます。代表的なOptimistic Rollupには、ArbitrumやOptimismがあります。
- ZK-Rollup：ゼロ知識証明（Zero-Knowledge Proof）を用いて、取引の有効性を証明します。ゼロ知識証明を用いることで、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。代表的なZK-Rollupには、zkSyncやStarkNet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、より高速な処理と低いガス代を実現します。代表的なサイドチェーンには、Polygon（旧Matic Network）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い、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。ステートチャネルは、頻繁に取引を行う場合に有効であり、ガス代を大幅に削減できます。代表的なステートチャネルには、Raiden Networkがあります。
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、各シャードで並行して取引を処理する技術です。シャーディングを導入することで、ネットワークのスループットを向上させ、ガス代を削減できます。イーサリアム2.0（Serenity）では、シャーディングが重要な機能として実装される予定です。
3. EIP-4844 (Proto-Danksharding)
EIP-4844は、シャーディングの導入に向けた中間段階として提案された技術であり、データ可用性レイヤー（Data Availability Layer）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、Dankshardingと呼ばれることもあります。
4. ガス最適化
スマートコントラクトのコードを最適化することで、ガス代を削減できます。ガス最適化には、以下の手法があります。
- 不要なコードの削除：使用されていない変数や関数を削除します。
- データ構造の最適化：より効率的なデータ構造を使用します。
- 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します。
- ストレージの最適化：ストレージの使用量を削減します。
5. ガス代予測ツール
ガス代予測ツールは、ネットワークの混雑状況やスマートコントラクトの複雑さに基づいて、適切なガス代を予測するツールです。ガス代予測ツールを使用することで、過剰なガス代を支払うことを避け、取引をスムーズに実行できます。代表的なガス代予測ツールには、GasNowやEthGasStationなどがあります。
6. その他の技術
- EIP-3855 (PUSH0 instruction)：スマートコントラクトのコードサイズを削減し、ガス代を削減する提案です。
- EIP-3860 (Limit and meter initcode)：スマートコントラクトの初期化コードのサイズを制限し、ガス代を削減する提案です。
各技術の比較
| 技術 | 利点 | 課題 | 実装状況 |
| ——————– | —————————————————————– | —————————————————————– | ————————————– |
| Optimistic Rollup | 比較的実装が容易、高いスループット | 異議申し立て期間が必要、資金のロックアップ | 実装済み (Arbitrum, Optimism) |
| ZK-Rollup | 高速な処理、高いセキュリティ | 実装が複雑、計算コストが高い | 実装済み (zkSync, StarkNet) |
| サイドチェーン | 高速な処理、低いガス代 | セキュリティが低い可能性がある | 実装済み (Polygon) |
| ステートチャネル | ガス代を大幅に削減可能 | 2者間の取引に限定される | 開発中 (Raiden Network) |
| シャーディング | ネットワークのスループットを向上、ガス代を削減 | 実装が非常に複雑、セキュリティの確保が難しい | 開発中 (Ethereum 2.0) |
| EIP-4844 | ロールアップのガス代を大幅に削減 | 実装が複雑 | 開発中 |
| ガス最適化 | スマートコントラクトのガス代を削減 | 開発者のスキルが必要 | 継続的な取り組みが必要 |
| ガス代予測ツール | 適切なガス代を予測し、取引をスムーズに実行 | 予測精度がネットワークの混雑状況に左右される | 広く利用可能 (GasNow, EthGasStation) |
今後の展望
イーサリアムのガス代高騰を抑制するためには、上記の技術を組み合わせることが重要です。特に、レイヤー2スケーリングソリューションとシャーディングの導入は、イーサリアムのスケーラビリティを大幅に向上させ、ガス代を大幅に削減することが期待されます。また、スマートコントラクトの開発者は、ガス最適化の手法を積極的に採用し、ガス代を削減する努力を続ける必要があります。
まとめ
イーサリアムのガス代高騰は、DAppsの利用を阻害する深刻な課題です。しかし、レイヤー2スケーリングソリューション、シャーディング、ガス最適化などの最新技術の導入により、この課題を克服し、イーサリアムのエコシステムをさらに発展させることが可能です。これらの技術は、それぞれ異なる利点と課題を抱えていますが、相互に補完し合うことで、より効率的でスケーラブルなイーサリアムを実現できるでしょう。今後の技術開発と導入に注目し、イーサリアムの未来を共に築いていくことが重要です。
