ガス料金を理解する：その仕組みと変更理由

ガス料金とは？

ブロックチェーンネットワーク、特にイーサリアム仮想マシン（EVM）を使用するネットワークにおいて、ガス料金とは、トランザクションやスマートコントラクトの実行に必要な計算処理に対する報酬としてユーザーが支払う料金を指します。ガス料金は、ネイティブイーサリアムトークンであるETHの単位であるgweiで測定されます。1 gweiは0.000000001 ETHに相当します。

基本的に、ガス料金は、分散型アプリケーション（dApps）とスマートコントラクトを効率的に実行し、スパムや悪意のあるアクティビティを防ぐための生命線のような役割を果たします。これらの手数料は、マイナー（またはバリデータ）がトランザクションをブロックに含め、ネットワークの運用を安全に行うためのインセンティブとなります。

Ethereum やその他の EVM 互換ネットワークにおけるトランザクションのコストは、次のように計算されます。

トランザクション手数料 = 使用ガス単位 × ガス価格

各構成要素の意味は次のとおりです。

• ガス単位: 操作を実行するために必要な計算量。例えば、単純な ETH 転送では通常 21,000 ガス単位が消費されます。
• ガス価格: ガス 1 単位あたりに支払ってもよい金額。通常は gwei で表されます。ガス価格が高いほど、トランザクション処理が迅速化されます。

すべての操作のコストが同じではありません。スマートコントラクトとのやり取り、分散型取引所でのトークン交換、NFTの作成といった複雑なタスクは、ガスユニットを大幅に消費するため、手数料が高くなります。

ユーザーはトランザクションを送信する際、ガス制限とガスあたりの最大手数料の両方を指定する必要があります。ガス制限は、ユーザーが割り当て可能なガスの最大量を定義します。トランザクションがこの制限を超えた場合、トランザクションは取り消されますが、ガスは返金されません。 2021年のイーサリアムのロンドンアップグレードでは、ガスコストの一部を標準化する基本手数料メカニズムが導入され、手数料の予測可能性が向上しました。

このアップデートでは、バーンメカニズムも追加されました。基本手数料はマイナーに支払われるのではなく、消却されます。これにより、時間の経過とともにETHの供給量が実質的に減少し、デフレ圧力として機能します。

イーサリアムは最もよく知られているEVMネットワークですが、Binance Smart Chain (BSC)、Polygon、Avalancheなどの他のネットワークもガス手数料を採用しています。ただし、これらのネットワークはコンセンサスメカニズムとネットワークアーキテクチャが異なるため、手数料が低く設定されていることがよくあります。

まとめると、ガス手数料はブロックチェーンエコシステムの整合性、セキュリティ、効率性を維持する上で重要な要素です。バリデーターへの報酬、スパムの抑止、競合するトランザクション間で計算リソースが公平に割り当てられることを保証します。

ガス料金が変動する理由

ガス料金は、主にネットワークの状況、トランザクション処理の需要、個々のユーザーの支払い意思など、複数の動的な要因によって変動します。

主な要因の一つはネットワークの混雑です。取引量の増加、NFTの発行イベント、DeFiプロトコルのローンチなど、需要が急増すると、利用可能なブロックスペースの競争が激化します。バリデータはガス料金の高いトランザクションを優先するため、手数料が上昇スパイラルに陥ります。

このような状況では、ETHの送金のような単純なトランザクションでさえ、法外なコストがかかる可能性があります。これは、強気相場やdAppの急速な普及時に見られる現象です。逆に、活動が落ち着くと、トランザクション処理の緊急性が低下するため、手数料は減少します。

手数料の変動性をさらに高める要因として、Ethereumの動的手数料メカニズムが挙げられます。ロンドンアップグレード（EIP-1559）に伴い、手数料体系にはブロック利用率に基づいて調整される基本手数料と、マイナーやバリデーターへのインセンティブとして支払われる優先チップが含まれます。それぞれの仕組みは以下のとおりです。

• 基本手数料: プロトコルによって自動的に計算され、ネットワーク利用率が目標の50%を超えると増加し、利用率が低いと減少します。これにより、手数料はある程度予測可能になりますが、ネットワークの需要に左右されます。
• 優先チップ: ユーザーが取引を迅速化するために任意で提示できる金額です。取引が集中している時間帯には、チップを多めに支払うことで、より迅速な承認を確保できます。

さらに、ガス価格はレイヤー1ソリューションとレイヤー2ソリューションによって異なります。 Arbitrum、Optimism、zkSyncなどのレイヤー2ネットワークは、多くのトランザクションをオフチェーンで処理し、後からメインのEthereumチェーンで決済することで、ガス手数料の削減を目指しています。これらのネットワークは、ブロックチェーンのトラストレスな性質を維持しながら、ガスコストを大幅に削減します。

外部トリガー（市場の投機、世界的な出来事、プロトコルのアップグレード、セキュリティ上の脆弱性など）も、ガスの挙動を不安定にする可能性があります。例えば、ハッキングへの懸念から大量のトークン引き出しが促され、需要と手数料が急増する可能性があります。

DAppアーキテクチャもガス使用量に影響を与える可能性があります。最適化されていないスマートコントラクトは計算ステップ数を増やし、ガス必要量を膨らませます。プロトコル開発者は、ガス効率を向上させ、ユーザーコストを削減するために、コントラクトロジックを頻繁に見直しています。

さらに、Binance Smart ChainやFantomなどのEVM互換チェーンは、高いスループットや異なるトランザクション優先順位付けモデルにより、Ethereumよりも安定して低い手数料を維持できます。それでもなお、その手数料モデルはバリデーターのインセンティブ、全体的な利用率、そしてネットワークのアップグレードの影響を受けています。

多くのユーザーは、Etherscanのガストラッカーやブロックエクスプローラーといったリアルタイムの価格提案ツールを使ってガス料金を監視しています。オフピーク時間帯に取引を行うなど、戦略的なタイミングも大幅な節約につながります。

つまり、ガス料金の変動は、需要、ブロックスペース、バリデーターのモチベーションの間で常にバランスが取れていることを反映しています。EIP-1559のようなアップグレードによって安定性がもたらされましたが、エコシステムは依然として流動的であり、内外の刺激に動的に反応しています。

ガス料金の管理と削減

ガス料金の変動性を考慮し、ユーザーと開発者は、Ethereumやその他のEVM互換ネットワーク全体でコストを削減するための様々な戦略を実施してきました。

1. トランザクションのタイミングを賢く選ぶ: ガス料金は、世界的な動向によって変動することがよくあります。通常、週末やUTCの深夜帯は料金が低くなります。Gas NowやETH Gas Stationなどの分析プラットフォームを利用することで、ユーザーはより安価なトランザクションを行う最適なタイミングを特定できます。

2. レイヤー2ネットワークの活用: イーサリアムのスケーリングソリューションは、高額なレイヤー1ガス料金の現実的な代替手段として、引き続き注目を集めています。注目すべき例をいくつかご紹介します。

• Arbitrum: トランザクションをオフチェーンで実行し、バッチプルーフをEthereumに送信することでコストを削減する楽観的ロールアップです。
• Optimism: より広範なエコシステム統合と高速なトランザクションファイナリティを備えた、もう1つの楽観的ロールアップです。
• zkSyncとStarkNet: 高度な暗号化技術を用いたゼロ知識ロールアップで、セキュリティを損なうことなくガス料金を大幅に削減します。

これらのプラットフォーム上に構築されたdAppを使用すると、Ethereumメインネットと比較してトランザクションコストを最大90%削減できます。

3. トランザクションの結合: ステーキング、スワッピング、ブリッジングなど、複数のステップを含むインタラクションの場合、一部のプラットフォームでは操作を1つのトランザクションにまとめることができます。この統合により、アクションごとのガス使用量が削減されます。

4. ガス効率の高いdAppの選択： すべての分散型アプリケーションがガスの利用方法において同じではありません。十分に監査され最適化されたスマートコントラクトを選択することで、不要な計算とコストのオーバーヘッドを最小限に抑えることができます。

5. カスタムガス料金の設定： MetaMaskやRabbyなどのウォレットでは、ユーザーがガス料金と上限を手動で設定できます。優先度を低く設定すると承認が遅くなる可能性がありますが、ネットワークの混雑が少ない時期には経済的です。

6. ガス料金の払い戻しを活用する： GelatoやGas DAOなどの一部のEthereumプロトコルは、かつてガス料金の一部払い戻しやインセンティブを実験的に導入していました。広く普及しているわけではありませんが、ユーザーエクスペリエンスがより重視されるようになるにつれて、このようなモデルが普及する可能性があります。

7.代替EVMネットワークの利用： Binance Smart Chain、Avalanche C-Chain、Polygon PoSなどの低コストチェーンは、より安価なトランザクションの代替手段を提供します。これらのチェーンは、分散化やバリデータセットの分散性において若干の妥協を強いられる可能性がありますが、そのコスト削減は高頻度取引（HFT）やマイクロトランザクションにとって魅力的です。

8. 開発者向けスマートコントラクト最適化： 開発者は、効率的なコードを記述することで、ネットワーク全体のガスコストを削減できます。最適化されたデータストレージの使用、バッチ処理、状態変数の最小化などは、各コントラクトのやり取りで必要なガスコストを削減するためのいくつかの手法です。

9. 監視ツールとアラート： ガス監視サービスを使用すると、ユーザーは最適な手数料レベルに関する通知を受け取ることができます。 APIはトレーディングボットやdAppsと統合して、好条件時の執行を自動化することもできます。

Ethereum 2.0や、Danksharding、Proto-Danksharding (EIP-4844)といった将来の改良は、ベースレベルのガスコストをさらに削減することを目指していますが、ユーザー指向のソリューションは、今日のガス管理において依然として最も実用的なツールです。

ガス料金のニュアンスを理解し、最適化技術を活用することで、個人や組織はブロックチェーンの機能や速度を犠牲にすることなく、費用対効果の高い意思決定を行うことができます。