イーサリアム（ETH）のガス代高騰を回避する最新技術まとめ

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、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。このガス代高騰は、DAppsの利用を阻害し、特に小規模な取引や頻繁なインタラクションを伴うアプリケーションにとって深刻な問題となります。本稿では、イーサリアムのガス代高騰を回避するための最新技術について、その原理、利点、および課題を詳細に解説します。

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高騰に対する最も有望な解決策の一つが、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する技術です。代表的なレイヤー2ソリューションには、ロールアップ、サイドチェーン、ステートチャネルなどがあります。

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取引数を減らし、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。

1.1.1 Optimistic Rollup

Optimistic Rollupは、取引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、不正な取引を検出する仕組みです。異議申し立て期間中に不正な取引が発見された場合、その取引はロールバックされます。Optimistic Rollupは、比較的実装が容易であり、多くのDAppsで採用されています。代表的なOptimistic Rollupとしては、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する仕組みです。ゼロ知識証明を用いることで、取引の詳細を公開することなく、取引が有効であることを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が、実装がより複雑です。代表的なZK-Rollupとしては、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。サイドチェーンは、メインチェーンと双方向通信が可能であり、メインチェーンの負荷を軽減することができます。サイドチェーンは、特定のDAppsやユースケースに特化して設計されることが多く、より高いスループットと低いガス代を実現することができます。代表的なサイドチェーンとしては、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者間のオフチェーン取引を可能にする技術です。ステートチャネルは、メインチェーン上でチャネルを開設し、そのチャネル内で複数の取引をオフチェーンで行うことができます。チャネルの終了時に、最終的な状態のみをメインチェーンに記録するため、ガス代を大幅に削減することができます。ステートチャネルは、頻繁なインタラクションを伴うアプリケーションに適しています。代表的なステートチャネルの実装としては、Raiden Networkがあります。

2. ガス代最適化技術

レイヤー2スケーリングソリューションに加えて、ガス代を最適化するための様々な技術も開発されています。これらの技術は、スマートコントラクトのコードを効率化したり、取引の構造を最適化したりすることで、ガス代を削減することを目的としています。

2.1 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は、ガス代に大きな影響を与えます。効率的なコードは、より少ない計算リソースで実行できるため、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、不要なコードの削除、データ構造の効率化、アルゴリズムの改善などが含まれます。また、Solidityコンパイラのバージョンを最新に保つことも、ガス代の最適化に役立ちます。

2.2 データ圧縮

ブロックチェーンに保存されるデータは、ガス代に影響を与えます。データの圧縮は、ブロックチェーンに保存されるデータ量を減らし、ガス代を削減することができます。データ圧縮には、様々な技術が利用できますが、特にCalldata圧縮は、スマートコントラクトの呼び出し時に送信されるデータを圧縮することで、ガス代を大幅に削減することができます。

2.3 バッチ処理

複数の取引をまとめて1つの取引として処理するバッチ処理は、ガス代を削減するための効果的な方法です。バッチ処理は、特に複数のユーザーが同じスマートコントラクトとインタラクションする場合に有効です。バッチ処理を行うことで、個々の取引にかかるオーバーヘッドを削減し、全体的なガス代を削減することができます。

3. イーサリアム2.0（The Merge）と今後の展望

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）に移行するアップグレードです。このアップグレードは、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を目的としています。2022年9月に完了したThe Mergeにより、イーサリアムのエネルギー消費量は大幅に削減され、PoSの導入により、ネットワークのセキュリティも向上しました。しかし、The Mergeだけではガス代の高騰を完全に解決することはできません。今後のイーサリアムのスケーラビリティ向上には、シャーディングと呼ばれる技術の導入が不可欠です。シャーディングは、ブロックチェーンを複数のシャードに分割し、各シャードで並行して取引を処理することで、ネットワークのスループットを向上させる技術です。

4. その他のガス代回避策

上記以外にも、ガス代高騰を回避するための様々な対策が存在します。

4.1 ガス代予測ツール

ガス代は常に変動するため、取引を行う前にガス代を予測することは重要です。ガス代予測ツールは、過去のガス代のデータに基づいて、現在のガス代を予測することができます。これらのツールを利用することで、最適なタイミングで取引を行うことができます。

4.2 ガス代の低い時間帯を選択

ガス代は、ネットワークの混雑状況によって変動します。一般的に、深夜や週末など、ネットワークの利用者が少ない時間帯は、ガス代が低くなる傾向があります。ガス代の低い時間帯を選択することで、取引コストを削減することができます。

4.3 L2ネットワークの利用

前述の通り、レイヤー2ネットワークは、イーサリアムのメインチェーンよりもガス代が低い傾向があります。DAppsによっては、レイヤー2ネットワークに対応している場合があるため、利用可能な場合は、レイヤー2ネットワークを利用することで、ガス代を削減することができます。

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、ガス代最適化技術、イーサリアム2.0のアップグレードなど、様々な技術が開発されており、これらの技術の導入により、ガス代高騰の問題は徐々に解決されていくと期待されます。DAppsの開発者やユーザーは、これらの技術を理解し、適切に活用することで、イーサリアムの可能性を最大限に引き出すことができるでしょう。今後も、イーサリアムのエコシステムは進化し続け、よりスケーラブルで効率的なプラットフォームへと発展していくことが予想されます。