イーサリアム（ETH）のガス代高騰問題とその解決策を解説

はじめに

イーサリアムは、分散型アプリケーション（DApps）を構築・実行するための基盤となるブロックチェーンプラットフォームです。スマートコントラクトの導入により、金融、サプライチェーン、ゲームなど、様々な分野での応用が期待されています。しかし、イーサリアムネットワークの利用拡大に伴い、ガス代（取引手数料）の高騰が深刻な問題となっています。本稿では、イーサリアムのガス代高騰のメカニズムを詳細に分析し、その根本的な原因を明らかにするとともに、現在提案・実装されている様々な解決策について解説します。

イーサリアムのガス代とは

ガス代は、イーサリアムネットワーク上でトランザクションを実行するために必要な手数料です。トランザクションは、ブロックチェーンに記録されるために、ネットワーク参加者（マイナーまたはバリデーター）によって検証される必要があります。ガス代は、この検証作業に対する報酬としてマイナーまたはバリデーターに支払われます。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によって変動します。

ガスは、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単位です。複雑なスマートコントラクトを実行するトランザクションほど、より多くのガスを消費します。ガス代は、消費するガスの量に、ユーザーが設定する「gwei」（ギガウェー）という単位の価格を掛け合わせて計算されます。gweiは、イーサリアム（ETH）の10億分の1に相当します。

ガス代高騰のメカニズム

イーサリアムのガス代高騰は、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：イーサリアムネットワーク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、ガス代が高騰します。特に、人気のあるDAppsのローンチや、NFT（非代替性トークン）の取引が活発化すると、ネットワークが混雑しやすくなります。
• スマートコントラクトの複雑さ：複雑なスマートコントラクトを実行するトランザクションは、より多くのガスを消費するため、ガス代が高くなります。
• EIP-1559：2021年8月に実装されたEIP-1559は、トランザクション手数料のメカニズムを変更し、ベースフィーと優先手数料を導入しました。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、トランザクションの処理に必要な最低限のガス代となります。優先手数料は、マイナーまたはバリデーターにトランザクションを優先的に処理してもらうためにユーザーが支払う追加のガス代です。EIP-1559は、トランザクション手数料の予測可能性を高めることを目的としていましたが、ネットワークの混雑時にはベースフィーが高騰し、結果的にガス代が高くなることがあります。
• ETHの価格上昇：イーサリアム（ETH）の価格が上昇すると、ガス代も上昇します。これは、ガス代がETH建てで支払われるためです。

ガス代高騰がもたらす問題点

ガス代の高騰は、イーサリアムエコシステムに様々な問題をもたらします。

• DAppsの利用障壁：ガス代が高すぎると、DAppsの利用が困難になり、ユーザーエクスペリエンスを損ないます。特に、少額のトランザクションを頻繁に行うDApps（例えば、DeFiの取引）では、ガス代が利益を上回ってしまうことがあります。
• 開発者の負担：スマートコントラクトの開発者は、ガス代を考慮してコードを最適化する必要があります。ガス代を削減するために、複雑なロジックを簡素化したり、不要な機能を削除したりする必要がある場合があります。
• スケーラビリティ問題：ガス代の高騰は、イーサリアムのスケーラビリティ問題を浮き彫りにします。イーサリアムネットワークは、1秒間に処理できるトランザクション数に制限があり、トランザクション数が増加すると、ガス代が高騰しやすくなります。

ガス代高騰の解決策

イーサリアムのガス代高騰を解決するために、様々な解決策が提案・実装されています。

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、スケーラビリティを向上させ、ガス代を削減する技術です。

• 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。ロールアップには、Optimistic RollupとZK-Rollupの2種類があります。Optimistic Rollupは、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ることで、不正なトランザクションを検出します。ZK-Rollupは、ゼロ知識証明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証明します。
• 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。サイドチェーンは、メインチェーンよりも高速かつ安価にトランザクションを処理できます。
• 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。ステートチャネルは、頻繁にトランザクションを行う2者間の取引に適しています。

イーサリアム2.0（The Merge）

イーサリアム2.0は、イーサリアムのコンセンサスアルゴリズムをプルーフ・オブ・ワーク（PoW）からプルーフ・オブ・ステーク（PoS）に変更するアップグレードです。PoSは、PoWよりもエネルギー効率が高く、スケーラビリティも向上すると期待されています。2022年9月に完了したThe Mergeにより、イーサリアムはPoSに移行し、エネルギー消費量を大幅に削減しました。しかし、The Mergeだけではガス代の高騰を直接的に解決することはできません。

シャーディング

シャーディングは、イーサリアムネットワークを複数のシャード（断片）に分割し、各シャードでトランザクションを並行して処理することで、スケーラビリティを向上させる技術です。シャーディングは、イーサリアム2.0の重要な機能の1つであり、将来的にはガス代の削減に貢献すると期待されています。

ガス代最適化ツール

ガス代を最適化するためのツールも開発されています。これらのツールは、スマートコントラクトのコードを分析し、ガス消費量を削減するための提案を行います。また、トランザクションを送信する前に、ガス代を予測し、最適なガス代を設定するためのツールもあります。

各解決策の現状と課題

• レイヤー2ソリューション：Optimistic Rollupは、ArbitrumやOptimismなどのプロジェクトが開発を進めており、すでに多くのDAppsで利用されています。ZK-Rollupは、zkSyncやStarkNetなどのプロジェクトが開発を進めており、技術的な複雑さから普及が遅れていますが、セキュリティ面で優れています。
• イーサリアム2.0：The Mergeは完了しましたが、シャーディングの実装にはまだ時間がかかります。
• ガス代最適化ツール：これらのツールは、開発者にとって有用ですが、すべてのガス代問題を解決できるわけではありません。

まとめ

イーサリアムのガス代高騰は、ネットワークの混雑、スマートコントラクトの複雑さ、EIP-1559、ETHの価格上昇など、様々な要因によって引き起こされます。ガス代の高騰は、DAppsの利用障壁、開発者の負担、スケーラビリティ問題など、様々な問題をもたらします。これらの問題を解決するために、レイヤー2ソリューション、イーサリアム2.0、シャーディング、ガス代最適化ツールなど、様々な解決策が提案・実装されています。これらの解決策は、それぞれ異なる特徴と課題を持っており、今後の開発と普及が期待されます。イーサリアムエコシステムの持続的な成長のためには、ガス代問題を解決し、より多くのユーザーがDAppsを利用できるようにすることが不可欠です。