イーサリアム（ETH）のガス代削減に成功する最新技術とは？

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り、DAppsの利用を妨げ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削減に貢献する最新技術について、その原理、実装、そして将来展望を詳細に解説します。

1. ガス代高騰の背景と課題

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リソースの量によって決定されます。トランザクションが複雑であるほど、より多くの計算リソースが必要となり、ガス代も高くなります。また、ネットワークの混雑状況もガス代に大きく影響します。ネットワークが混雑している場合、トランザクションを優先的に処理してもらうためには、より高いガス代を支払う必要があります。

ガス代高騰は、以下のような課題を引き起こします。

• DAppsの利用障壁：ガス代が高すぎると、小規模なトランザクションや頻繁なトランザクションを行うDAppsの利用が困難になります。
• DeFiへのアクセス制限：DeFi（分散型金融）サービスは、頻繁なトランザクションを伴うため、ガス代の影響を特に受けやすいです。
• スケーラビリティ問題：ガス代高騰は、イーサリアムのスケーラビリティ問題を悪化させ、ネットワーク全体のパフォーマンスを低下させます。

2. ガス代削減に向けた主要な技術

イーサリアムのガス代削減に向けて、様々な技術が開発・実装されています。以下に、主要な技術とその詳細を解説します。

2.1. EIP-1559

EIP-1559は、2021年8月に実装されたイーサリアムのアップグレードであり、トランザクション手数料のメカニズムを根本的に変更しました。従来のオークション形式の手数料システムから、ベースフィーと優先手数料の二層構造に移行しました。

• ベースフィー：トランザクションをブロックに含めるために必要な最低限の手数料です。ベースフィーは、ブロックのガスリミットに応じて動的に調整されます。
• 優先手数料：マイナーにトランザクションを優先的に処理してもらうための手数料です。

EIP-1559は、手数料の予測可能性を高め、ガス代の変動を抑制する効果があります。また、ベースフィーはETHをバーン（焼却）されるため、ETHの供給量を減少させ、価値を高める効果も期待されています。

2.2. 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、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、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。

2.2.1. 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。ロールアップには、Optimistic RollupとZK-Rollupの2種類があります。

• Optimistic Rollup：トランザクションは有効であると仮定し、異議申し立て期間を設けます。異議申し立てがあった場合、不正なトランザクションを検証し、ロールバックします。
• ZK-Rollup：ゼロ知識証明（Zero-Knowledge Proof）を用いて、トランザクションの有効性を証明します。ゼロ知識証明は、トランザクションの内容を明らかにすることなく、その正当性を証明できる技術です。

ロールアップは、トランザクションのスループットを向上させ、ガス代を大幅に削減できるため、DeFiやNFTなどの分野で広く利用されています。

2.2.2. 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ブリッジを介して接続されています。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、より高速なトランザクション処理と低いガス代を実現できます。

2.2.3. 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、頻繁なトランザクションを行うアプリケーションに適しています。

2.3. データ圧縮技術

トランザクションデータは、ブロックチェーンに記録されるため、ストレージコストとガス代に影響します。データ圧縮技術は、トランザクションデータを圧縮することで、ストレージコストとガス代を削減します。代表的なデータ圧縮技術には、カルダノのプラズマや、イーサリアムのEIP-4844（Proto-Danksharding）などがあります。

2.4. 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トランザクションを処理する技術です。シャーディングは、トランザクションのスループットを向上させ、ガス代を削減できるため、イーサリアム2.0で実装される予定です。

3. 最新のガス代削減技術の動向

イーサリアムのガス代削減技術は、常に進化しています。近年、以下の動向が注目されています。

• EIP-4844 (Proto-Danksharding)：データ可用性サンプリング（DAS）を導入し、ロールアップのデータコストを大幅に削減します。これにより、ロールアップのガス代がさらに低下することが期待されます。
• Account Abstraction (EIP-4337)：スマートコントラクトアカウントを導入し、ユーザーのウォレット機能を拡張します。これにより、ガス代の最適化や、より複雑なトランザクションの実行が可能になります。
• Layer3：Optimistic Rollup上に構築されたレイヤー2ソリューションであり、特定のアプリケーションに特化した環境を提供します。これにより、ガス代のさらなる削減と、アプリケーションのパフォーマンス向上が期待されます。

4. 将来展望

イーサリアムのガス代削減技術は、今後も進化し続けるでしょう。シャーディングの実装、Account Abstractionの普及、そして新たなレイヤー2ソリューションの開発により、イーサリアムのガス代は大幅に削減され、より多くのユーザーがDAppsやDeFiサービスを利用できるようになることが期待されます。また、ガス代の削減は、イーサリアムのスケーラビリティ問題を解決し、Web3の普及を加速させる上で不可欠な要素となります。

5. まとめ

イーサリアムのガス代高騰は、DAppsの利用を妨げる深刻な問題でしたが、EIP-1559、レイヤー2ソリューション、データ圧縮技術、シャーディングなどの最新技術により、ガス代削減に向けた取り組みが進んでいます。これらの技術は、トランザクションのスループットを向上させ、ガス代を大幅に削減し、イーサリアムのエコシステムを活性化させる可能性を秘めています。今後も、これらの技術の進化と普及に注目し、Web3の未来を共に創造していくことが重要です。