イーサリアム（ETH）ガス代が安くなる注目技術まとめ
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、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の利用を妨げ、特に小規模な取引や頻繁な操作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を削減し、ネットワークのスケーラビリティを向上させるために開発されている注目技術について、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
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、ネットワークの負荷を軽減し、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、メインチェーン上のデータ量を削減し、ガス代を大幅に削減できます。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、取引が有効であると仮定し、不正な取引があった場合にのみ、チャレンジング期間を設けて検証を行います。この仕組みにより、高速な取引処理が可能ですが、チャレンジング期間中は資金の引き出しに制限がかかる場合があります。代表的なOptimistic Rollupプロジェクトには、ArbitrumとOptimism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。これにより、チャレンジング期間を設けずに、即座に資金の引き出しが可能であり、高いセキュリティとスケーラビリティを実現できます。代表的なZK-Rollupプロジェクトには、zkSyncと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。サイドチェーン上で取引を処理し、定期的にメインチェーンに状態を同期することで、ネットワークの負荷を軽減し、ガス代を削減できます。代表的なサイドチェーンプロジェクトには、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。これにより、頻繁な小規模な取引を高速かつ低コストで処理できます。代表的なステートチャネルプロジェクトには、Raiden Networkがあります。
2. イーサリアムのアップグレード
イーサリアムのコアプロトコルをアップグレードすることで、ネットワークのスケーラビリティを向上させ、ガス代を削減することも可能です。代表的なアップグレードには、以下のものがあります。
2.1. シャーディング
シャーディングは、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。これにより、ネットワークのスループットを大幅に向上させ、ガス代を削減できます。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実装される予定です。
2.2. 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では、ベースフィーと優先手数料の2種類の料金が導入され、ベースフィーはネットワークの混雑度に応じて動的に調整されます。これにより、ガス代の予測可能性が向上し、ネットワークの効率が改善されました。
2.3. プロトコル改善
イーサリアムのプロトコルを継続的に改善することで、ガス代を削減し、ネットワークのスケーラビリティを向上させることができます。例えば、ブロックサイズの最適化、ガスリミットの調整、コンセンサスアルゴリズムの改善などが挙げられます。
3. 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。
3.1. ガス最適化されたスマートコントラクト
スマートコントラクトのコードを最適化することで、ガス消費量を削減できます。例えば、不要な処理を削除したり、効率的なデータ構造を使用したり、ストレージの使用量を最小限に抑えたりすることが挙げられます。
3.2. ガストークン
ガストークンは、ガス代を事前に支払うことで、将来の取引でガス代を割引または免除できるトークンです。これにより、ユーザーはガス代の変動リスクを軽減し、DAppsをより安心して利用できます。
3.3. 圧縮されたトランザクション
トランザクションデータを圧縮することで、ブロックチェーン上のデータ量を削減し、ガス代を削減できます。例えば、Calldataの圧縮や、不要なデータの削除などが挙げられます。
4. 各技術の比較
以下に、各技術の比較表を示します。
| 技術 | メリット | デメリット | 成熟度 |
|---|---|---|---|
| Optimistic Rollup | 高速な取引処理、比較的容易な実装 | チャレンジング期間中の資金引き出し制限 | 高い |
| ZK-Rollup | 高いセキュリティ、即時の資金引き出し | 複雑な実装、計算コストが高い | 中程度 |
| サイドチェーン | 高いスループット、柔軟なカスタマイズ | セキュリティリスク、メインチェーンとの互換性 | 高い |
| ステートチャネル | 高速かつ低コストな取引 | 2者間の取引に限定、複雑な実装 | 低い |
| シャーディング | 大幅なスケーラビリティ向上 | 複雑な実装、セキュリティリスク | 開発中 |
| EIP-1559 | ガス代の予測可能性向上、ネットワーク効率改善 | ガス代の根本的な削減にはならない | 実装済み |
5. まとめ
イーサリアムのガス代問題は、DAppsの普及を妨げる大きな課題です。しかし、レイヤー2スケーリングソリューション、イーサリアムのアップグレード、その他のガス代削減技術の開発により、この問題の解決に向けた取り組みが進められています。これらの技術は、それぞれ異なるメリットとデメリットを持っており、状況に応じて最適なソリューションを選択する必要があります。今後、これらの技術が成熟し、広く採用されることで、イーサリアムのガス代が大幅に削減され、より多くのユーザーがDAppsを安心して利用できるようになることが期待されます。特に、ZK-Rollupやシャーディングといった技術は、将来的にイーサリアムのスケーラビリティを飛躍的に向上させる可能性を秘めており、今後の動向に注目が集まります。
