イーサリアム仮想マシンEVM及びその革新

EVM vs 堅牢性

スマートコントラクト開発はブロックチェーンエンジニアのコアスキルです。開発者は通常Solidityなどの高水準言語を使用してコントラクトロジックを記述しますが、EVMはこれらのコードを直接理解することができません。これを仮想マシンが実行可能な低水準オペコードにコンパイルする必要があります。自動的にこのプロセスを完了するツールはありますが、基盤となるメカニズムを理解することでパフォーマンスを最適化するのに役立ちます。

経験豊富なエンジニアはオペコードを直接使用してプログラムロジックを作成し、最高の効率を達成し、ガスコストを削減できます。例えば、ある有名なNFT取引プロトコルはユーザーのガスコストを最小限に抑えるためにインラインアセンブリを大量に使用しています。

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EVM規格と実装

EVMは「実行層」として、コンパイルされたスマートコントラクトが最終的に実行される場所です。EVMが定義したバイトコードは業界標準であり、開発者が複数の互換ネットワーク上で効率的にコントラクトをデプロイできるようにします。

EVMバイトコード標準に従っているものの、具体的な実装には大きな差異があります。例えば、ある主流のイーサリアムクライアントはGo言語でEVMを実装しており、別のチームはC++バージョンを維持しています。この多様性は、異なる最適化やカスタマイズを可能にします。

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パラレルEVM技術

歴史的に、ブロックチェーンコミュニティは主にコンセンサスアルゴリズムの革新に注目してきました。一部の高性能パブリックチェーンはそのコンセンサスメカニズムで知られていますが、その実行層の革新はしばしば見落とされがちです。実際、高性能ブロックチェーンは革新的なコンセンサスと最適化された実行層を必要とします。

コンセンサスを改善したEVMパブリックチェーンは、しばしば性能を向上させるためにより強力なノードを必要とします。例えば、ある有名なスマートチェーンは高TPSの下でイーサリアムのフルノードよりも数倍の構成を必要とします。もう一つの有名なLayer 2は理論的には非常に高いTPSをサポートしていますが、実際の性能は期待に及ばないことがよくあります。

並列処理の必要性

ほとんどのブロックチェーンシステムは、シングルコアCPUのようにトランザクションを順番に実行します。この方法は簡単ですが、スケーラビリティが難しいです。並列仮想マシンに移行することで、同時に複数のトランザクションを処理でき、スループットが大幅に向上します。

並行実行は、同じ契約に対する同時取引の衝突を処理するなどの工学的課題をもたらします。しかし、無関係な契約の並行処理は、スレッド数に応じてスループットを向上させることができます。

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パラレルEVMの革新

並行EVMは、一連の実行層の最適化革新を代表しています。ある新興プロジェクトを例に挙げると、その重要な革新には次のものが含まれます:

• 並行取引実行:楽観的並行アルゴリズムを採用し、複数の取引を同時に処理可能にします。
• 遅延実行:トランザクションの実行を独立したチャネルに遅らせ、ブロック時間を最大限に活用します。
• カスタム状態データベース: SSD上にMerkleツリーを直接保存し、状態アクセスを最適化します。
• 高性能コンセンサスメカニズム:改良版HotStuff、大規模分散操作をサポート。

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技術的な課題

並行実行は潜在的な状態の競合を引き起こすため、競合検出と解決メカニズムが必要です。各チームは通常、状態データベースの再設計と互換性のあるコンセンサスアルゴリズムの開発が必要です。

主要な課題には、イーサリアムの長期的なエンジニアリング価値の捕捉とノードの集中化が含まれます。迅速なエコシステムの発展は競争優位を維持するための鍵です。分散化とパフォーマンスの間でバランスを取る必要があります。

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パラレルEVM構図

並行EVMは主にEVM互換ネットワークに関係しています。現在、3つの種類があります:

1. 既存のEVMパブリックチェーンの並行実行をサポートするためのアップグレード
2. ネイティブに並行実行をサポートする新しいEVMパブリックチェーン
3. 非EVM並列処理のレイヤー2ネットワーク

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典型プロジェクト

ある先進的な並列EVMプロジェクト

このプロジェクトは、EVMのスケーラビリティ問題を解決するために並列実行を最適化することを目的としており、目標は10,000 TPSです。最近、大規模な資金調達を完了し、評価額は数十億ドルに達しました。創業チームはトップマーケットメイカー出身で、内部テストネットがすでに開始されています。

特定の取引に特化したパブリックチェーン

元々取引に特化したLayer 1ネットワークが、最近高性能な並列EVMにアップグレードされ、TPSが12,500に向上しました。テストネットがオンラインになり、EVMアプリケーションのワンクリック移行をサポートしています。

ある双仮想マシン強化プロジェクト

EVM++(EVM + WASM)を構築することで、パフォーマンスと実行効率を向上させます。コアチームは著名なブロックチェーンプロジェクトから来ており、パブリックテストネットが既にオンラインです。

あるCosmosエコシステムEVMパブリックチェーン

Cosmos SDK上に構築されたEVM互換のレイヤー1は、最近、並列EVMテクノロジーを導入する計画を発表しました。

あるSolana EVM互換ソリューション

初のSolana EVM互換ソリューションで、Solidity開発者がワンクリックでSolanaにデプロイ可能。TPSは2,000を超えます。

SVMを導入したイーサリアムLayer 2

Solana仮想マシン(SVM)を実行層として使用し、イーサリアム上で決済されるLayer 2ソリューションです。最近、大規模な資金調達を完了しました。

モジュラーVMレイヤー2

OP Stackを基に構築されており、複数の高性能VMを実行レイヤーとしてサポートし、決済レイヤーとしてイーサリアムまたはビットコインを使用します。

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まとめ

並行EVMなどの実行層の革新は、ブロックチェーンの性能とスケーラビリティを向上させる有望な解決策を提供します。これらの技術の発展は、ブロックチェーンエコシステムのさらなる進展と応用を促進するでしょう。

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