イーサリアム（ETH）のガス代が安くなる新技術とは？

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、その地位を確立してきました。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かかるガス代（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の利用を妨げ、イーサリアムの普及を阻害する要因の一つとなっています。本稿では、イーサリアムのガス代を安くするための様々な新技術について、その原理、現状、そして将来展望を詳細に解説します。

1. ガス代高騰の背景

イーサリアムのガス代は、トランザクションを処理するために必要な計算資源の量によって決定されます。計算資源の需要が高まると、ガス代も上昇します。ガス代高騰の主な原因としては、以下の点が挙げられます。

• ネットワークの混雑: イーサリアムのブロックチェーンは、トランザクションを処理する能力に限界があります。ネットワークが混雑すると、トランザクションの処理に時間がかかり、ガス代が高騰します。
• DAppsの普及: DeFi（分散型金融）やNFT（非代替性トークン）などのDAppsの普及により、イーサリアムのネットワーク利用が急増し、ガス代が高騰しています。
• 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、トランザクションの処理に必要な計算資源が増え、ガス代が高騰します。

2. レイヤー2ソリューション

ガス代高騰の問題を解決するための主要なアプローチの一つが、レイヤー2ソリューションです。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、ガス代を削減します。代表的なレイヤー2ソリューションとしては、以下のものが挙げられます。

2.1 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、ガス代を削減することができます。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。

2.1.1 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。これにより、高速なトランザクション処理が可能になります。代表的なOptimistic Rollupとしては、ArbitrumやOptimismなどがあります。

2.1.2 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、不正なトランザクションを検出し、検証することができます。ZK-Rollupは、Optimistic Rollupよりもセキュリティが高いとされています。代表的なZK-Rollupとしては、zkSyncやStarkNetなどがあります。

2.2 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。サイドチェーンは、メインチェーンよりも高速なトランザクション処理が可能であり、ガス代も安価です。代表的なサイドチェーンとしては、Polygon（旧Matic Network）などがあります。

2.3 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するための技術です。ステートチャネルを使用することで、ガス代を大幅に削減し、高速なトランザクション処理が可能になります。代表的なステートチャネルとしては、Raiden Networkなどがあります。

3. イーサリアム2.0（The Merge）

イーサリアム2.0は、イーサリアムの基盤となる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。イーサリアム2.0のThe Mergeと呼ばれる主要な移行が完了し、PoSへの移行が実現しました。これにより、トランザクション処理の効率が向上し、ガス代の削減に貢献すると期待されています。

4. EIP-1559

EIP-1559は、イーサリアムのトランザクション手数料の仕組みを変更する提案であり、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つの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、バーン（焼却）されます。プライオリティフィーは、トランザクションを優先的に処理するためにユーザーが支払う手数料です。EIP-1559は、ガス代の予測可能性を高め、手数料の透明性を向上させることを目的としています。

5. その他のガス代削減技術

上記以外にも、イーサリアムのガス代を削減するための様々な技術が開発されています。

• 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、トランザクションの処理に必要な計算資源を削減し、ガス代を削減することができます。
• データ圧縮: ブロックチェーンに記録するデータを圧縮することで、ストレージコストを削減し、ガス代を削減することができます。
• ガス代予測ツール: ガス代の変動を予測するツールを使用することで、ガス代が安いタイミングでトランザクションを送信し、ガス代を節約することができます。

6. 将来展望

イーサリアムのガス代問題は、依然として解決すべき課題が多く残されています。しかし、レイヤー2ソリューション、イーサリアム2.0、EIP-1559などの新技術の導入により、ガス代は徐々に削減されつつあります。今後、これらの技術がさらに発展し、普及することで、イーサリアムのガス代はより安価になり、DAppsの利用が促進されることが期待されます。また、新しいコンセンサスアルゴリズムやデータ構造の研究開発も、ガス代削減に貢献する可能性があります。

7. まとめ

イーサリアムのガス代高騰は、DAppsの普及を阻害する深刻な問題です。しかし、レイヤー2ソリューション、イーサリアム2.0、EIP-1559などの新技術の導入により、ガス代は徐々に削減されつつあります。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実現しており、相互補完的に機能することで、より効果的なガス代削減が期待されます。今後も、イーサリアムのガス代問題の解決に向けて、様々な技術開発が進められることが予想されます。そして、ガス代の削減は、イーサリアムの普及を促進し、分散型経済の発展に貢献するでしょう。