オンチェーン手数料の高騰、EIP-1559、Layer2、ガスコインはどのように打開するのか

この記事はChain Catcherのオリジナル記事で、著者はLoners Liuです。

イーサリアムの価格が歴史的な高値を突破した後、短期間の興奮は長続きせず、より多くの人々がイーサリアムの使用コストがますます高くなっていることに気づき始めました。そして、ETH 2.0のシャーディングが実施される前に、多くの人々が現在のネットワークの混雑と高額な手数料を改善するための解決策を模索し始めました。

この記事では、各取引コストがどのように計算されるかを出発点として、Gasトークン、EIP-1559提案、Layer 2スケーリングなどの主流の解決策がどのようにイーサリアムエコシステムにより良い取引体験を提供しているかを分析します。

一、Gas費の計算

イーサリアムネットワークでは、送金取引やスマートコントラクトの実行には、ネットワーク全体の計算またはストレージリソースを消費する必要があります。これらのリソースの消費量はGas（燃料）と呼ばれます。各取引の手数料は、Gas UsedとGas Priceの積に依存し、最終的にETHでイーサリアムのマイナーに支払われます。

ここで、Gas Usedは操作を実行する際に実際に消費されるGasの総量を指し、今回の取引の複雑さに依存します。スマートコントラクトやアグリゲーターのようなより複雑な取引ロジックを含む取引の場合、必要なGasの総量はさらに多くなります。たとえば、ETHの送金取引のGas Usedは固定値で21000、UniswapなどのDeFiアプリケーションの値はほとんどが100000以上です。

Gas Priceは、ユーザーが消費する各Gasに対して支払う意欲のある価格を指し、単位はGwei（1 ETH = 10^9 Gwei）で、ネットワークの混雑状況にも依存します。ネットワークが混雑している場合、1000Gweiに達することもありますが、取引が少ない時間帯では最低1Gweiまで下がることがあります。

イーサリアムが現在1秒あたりに処理できる取引数は、以下の式で計算できます：1秒あたりの処理可能取引 = Gas Used * 平均ブロック間隔時間

平均ブロック間隔が13.2秒、ETHの価格が1200ドル、Gas Priceが100Gweiの場合、さまざまなイーサリアム取引タイプが迅速に成立する際に必要な取引コストを推定できます：

ETHが連続して上昇する中、ユーザーが実際に支払う手数料も持続的に上昇しています

一般的に、マイナーはGas価格が高い取引を優先的にパッケージ化します。これは彼らの収益を最大化するためであり、最終的にはGasに対する最高価格のオークションを引き起こします。ユーザー体験の観点から見ると、このようなオークションメカニズムは、リソースを争うために短期間でオークション価格が大幅に上昇し、過剰支払いが発生する現象を引き起こします。この背後には、実際にはこのオークションメカニズムの効率の悪さが反映されており、同時にいくつかの不必要な遅延を引き起こすことにもなります。

したがって、Layer2、Gasトークン、EIP-1559などのソリューションが、現在のイーサリアムの取引手数料が高すぎる問題を解決するための3つの主要な選択肢となっています。

二、Gasトークンのソリューション

イーサリアムのスマートコントラクトでは、Gas費の消費はそのコントラクトがチェーン上にデータを保存する状況に基づいて決まります。Gasトークンのアプローチは、Gas費をERC20トークンとしてトークン化し、ユーザーが直接売買できるようにするか、将来のGas使用の前払いとして利用できるようにします。ユーザーはGas価格が安いときに適度に購入・保存し、その後Gas価格が高騰したときに使用することができます。

具体的には、Gas価格が低いときに、Gasトークンはユーザーにコントラクト内でトークンGST1/GST2を作成または鋳造することを奨励します。このとき、Gasトークンはユーザーが提供した資金を使用して低コストでデータを保存/コントラクトを作成します。Gas価格が急騰したとき、ユーザーはGST1/GST2を使用または消費し、Gasトークンはデータまたはコントラクトを削除することでネットワーク報酬を得るか、Gasの払い戻しを受けることができ、これにより低価格でGasを消費することが実現されます。

2020年6月、アグリゲート取引プラットフォーム1inchは、さらに最適化されたイーサリアムGas費トークンChiを発表しました。このプラットフォームのユーザーは取引でこれを使用でき、「同じ取引内でChiトークンを焼却することで手数料コストがほぼ半分に削減されます」と1inchの公式は述べています。

1inch公式ブログの説明

さらに、uLABSの合成型Gas先物トークン（uGAS）は、Gasの「ユーザー」と「提供者」がそのコストまたは利益をロックできるようにするアプローチを採用しています。uGASトークンは、ユーザーがリスクをヘッジできるだけでなく、Gas価格の投機ツールとしても機能します。しかし、これについてGroukの共同創設者である王渊は、uGASは純粋に予測市場であり、Gas価格を賭けるものであると述べています。

「私たちはDeFiチームがGasトークンを蓄積し、市場が激しく変動する際に内蔵の清算自動プログラムを使用する必要があるときに、そのプロトコル内でそれらを使用することを期待しています」とMulticoin Capitalは研究の中で指摘しています。

三、Layer2ソリューション

前の表からわかるように、複雑なコントラクトの相互作用は数十ドルの取引を支払うだけでなく、大量のGas Usedを消費する必要があります。イーサリアムがDeFiなどのアプリケーションからますます多くの複雑な取引を受け取ると、1秒あたりに処理できる取引数は急速に減少します。したがって、DeFiエコシステムの繁栄に伴い、オンチェーンのスケーリングソリューションの需要が日々増加しています。イーサリアム2.0が到来する前に、ユーザーは高額な取引コストと体験コストを解決できる製品を切実に求めています。

そのため、イーサリアムLayer 2のトラックが注目を集めています。従来のLayer1がイーサリアムのメインチェーンと相互作用する際、このプロセスではGas費が消費されますが、二層ネットワークで取引や送金を行う場合、実際にはイーサリアムのメインネットと相互作用する動作がないため、Gas費などの一連の取引コストが発生せず、高額な取引コストの痛点を解決します。

この操作は最終的に、検証者がユーザーデータの操作を統一してイーサリアムのメインチェーンで検証することによって行われ、検証者はユーザーが二層ネットワークで行ったすべての操作を気にする必要がなく、ユーザーの最終結果をイーサリアムのメインチェーンで検証するだけで済みます。その利点は、ユーザーの取引体験を大幅に向上させ、同時に多くの費用を節約できることです。

現在、Layer2ソリューションは主にステートチャネル、サイドチェーン、ロールアップを含んでいます。イーサリアムはすでにロールアップを中心にした2.0のロードマップを確認しており、ロールアップはLayer2スケーリングの主流技術となっています。

同時に、Uniswap、Aave、SynthetixなどのDeFiの主要プレイヤーたちは、Layer 2 + DeFiの実現可能性を探求し始めています。最近、Sushiswapが2021年のロードマップを発表し、公式にZKロールアップをLayer2の優先オプションとしています。SyntheticはOptimisticソリューションを使用して、SNXをLayer2でステーキングを開始し、現在のステーキング量は275万SNX、約3500万ドルに達しています。

ただし、DeFiプロジェクトのコンポーザビリティの理由から、プロジェクト側がスケーリングソリューションを選択する際、正しい設計とトレードオフは唯一の考慮事項ではなく、他のプロジェクトの可能な選択肢を考慮し、それに対して最適化する必要があります。

DeFiプロジェクトが自分に適したLayer2ソリューションをどのように考えるべきかについて、Nervosの共同創設者である呂国寧はChain Catcherに対し、異なる特性やビジネスのプロジェクトはLayer2に対して異なるニーズを持つと述べています。現在、DeFiプロジェクトの選択原則は、セキュリティの考慮、性能向上の緊急性、移行コストの考慮、ビジネスコードの再作成が必要かどうかを含むいくつかの考慮事項があります。

Layer2に移行する際のもう一つの重要な考慮事項は、ユーザーが流出しないことです。「これが、現在多くのパブリックチェーンがイーサリアムよりも性能が優れている可能性があるにもかかわらず、イーサリアムが依然として巨大なエコシステムの利点を持っている理由です。したがって、Layer2に移行した後、ユーザーの使用習慣が変わる必要がある場合、それはDapp運営者が望まないことです」と呂国寧は述べています。

総合的に見ると、Optimistic Rollupの考え方の下では、プロジェクト側は直接移行できるため、イーサリアムEVMと互換性があります。一方、ZKロールアップの考え方の下では、プロジェクト側は再開発が必要で、移行の難易度が高く、サポートされる操作が限られていますが、性能は十分に良好で、真のバリアを構築できます。

四、EIP-1559提案

Layer2がイーサリアムの外にあるプロトコルの一層と見なされる場合、ユーザーのすべての操作は実際には二層内で保存またはパッケージ化されているとすれば、イーサリアムのEIP-1559提案はLayer1ブロックの使用率を調整することによって、ユーザーにより確実なGas価格とより柔軟なGasリミットを提供します。

昨年12月21日、イーサリアム財団の開発者EricがEIP-1559提案が間もなく実施されると発表して以来、この提案に関する議論は急速に注目を集めました。主な目的は2つあり、1つはイーサリアムの手数料市場をより効率的にすること、もう1つは取引を送信する際のユーザー体験を改善することです。

この提案には3つの特徴があります。第一に、Gas Priceの設定がプロトコル内に置かれ、大幅な変動を避けること。第二に、全体のブロックのGasリミットが以前よりも多くの取引を収容できること。第三に、全体の取引手数料の大部分のベースフィーが焼却され、マイナーには一部のチップだけが残されることです。

元のGas Priceは、ウォレットが過去のブロックの使用量を基に推定していました（もちろんユーザーも手動で調整できます）が、EIP-1559の提案では、その構成は2つの部分、すなわちベースフィーとGasプレミアムに分かれます。Gasプレミアムは、マイナーまたは検証者へのチップとして見なすことができます。

暗号界のEIP-1559提案に対する解釈によれば、この新しい提案では、1つのブロック内で発生するすべての取引が2つの変数、1つはGasターゲット（目標Gas使用量）とベースフィーを含み、元のGasリミット（元は固定12500000）はGasターゲットの2倍になります。

あるブロック内のすべてのGas UsedがGasターゲット未満である場合、つまり現在のGas使用量がGasターゲットに達していない場合、プロトコルは現在のベースフィーが高すぎると見なし、次のブロックでベースフィーを減少させ、より多くの人々が取引を行うことを奨励し、ブロック内のGas使用量を目標使用量に近づけます。

逆に、あるブロックのすべてのGas Usedの合計がGasターゲットを超え、Gasリミット未満である場合、つまり現在のベースフィーの状況下で目標Gas使用量を超えた場合、プロトコルはベースフィーを調整して増加させ、取引コストを引き上げます。

この提案は、Gasターゲットを導入することによって元のブロック上限を引き上げ、元の1250000Gasリミットの基礎の上に取引をパッケージ化できる数を増加させました。同時に、この提案は2つのブロック間のベースフィーの変動が1/8を超えてはならないと規定しているため、ネットワークの取引量が突然上昇しても、ベースフィーが急騰することはありません。

もちろん、この提案が実施されると、マイナーの取引報酬はGasプレミアムだけになります。なぜなら、すべてのベースフィーは支払い後に焼却され、マイナーまたは検証者の利益は大幅に損なわれるからです。

これにより、最近Flexpoolマイニングプールが発表を行い、EIP-1559のアップグレードに正式に反対し、イーサリアムのマイナーに対してEIP-1559アップグレードに関する意見投票を組織することを発表しました。この発表は、EIP-1559のアップグレードがマイナーに何の利益ももたらさず、イーサリアムのマイナーに対する間接的な搾取であると主張しています。一旦EIP-1559がアップグレードされると、イーサリアムのマイナーは奴隷となり、最終的な利益を得るのはイーサリアムの開発者です。

一方、支持者の視点では、エコシステムの最適化アップグレードは最終的にユーザーに利益をもたらすかどうかが重要であり、EIP-1559は手数料を低下させ、より良いユーザー体験を提供し、より多くの人々をイーサリアムエコシステムに引き込むのに役立ち、同時に手数料の焼却はイーサリアムがデフレ時代に入るのを助けるとされています。

参考資料：

《_全方位でイーサリアムGasの六大神器を理解する》

《_D1 Ventures：イーサリアムLayer 2ソリューションとDeFiスケーリングの選択を簡単に分析する》

《_Layer2：二層プロトコルとゼロ知識証明 - 何が私たちのGas費を救うのか？》