イーサリアム仮想マシンEVM及びその並列化発展

EVM vs 堅牢性

スマートコントラクトの開発は、ブロックチェーンエンジニアの基本的なスキルです。開発者はSolidityなどの高級言語を使用してコントラクトロジックを書くことができますが、EVMはこれらのコードを直接実行することができません。これを仮想マシンが理解できる低レベルのバイトコードにコンパイルする必要があります。既存のツールがこの変換プロセスを自動的に行い、開発者の負担を軽減しています。

コンパイルにはいくつかのオーバーヘッドが伴いますが、基盤のオペコードに精通したエンジニアは、Solidity内でアセンブリコードを直接使用することで、最高の効率を実現し、ガスコストを削減することができます。例えば、ある有名なNFT取引プロトコルは、ユーザーのガス支出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の性能差

EVMは「実行レイヤー」として、スマートコントラクトのオペコードが最終的に実行される場所です。EVMが定義するバイトコードは業界標準となり、開発者が複数のネットワークにわたってコントラクトをデプロイすることをサポートします。

同じバイトコード標準に従っているにもかかわらず、異なるEVM実装は性能において顕著な差異が存在する可能性があります。例えば、イーサリアムのGoクライアントとC++クライアントは異なる実装方式を採用しており、エンジニアリングの最適化やカスタマイズの余地を残しています。

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パラレルEVM技術

歴史的に、ブロックチェーンの革新は主にコンセンサスアルゴリズムに集中しており、いくつかの有名なプロジェクトはそのコンセンサスメカニズムで知られています。しかし、高性能なブロックチェーンには、コンセンサスと実行層の二重の革新が実際に必要です。コンセンサスを最適化したEVMチェーンは、しばしば性能向上を支えるためにより強力なハードウェアを必要とします。

大多数ブロックチェーンシステムはまだシングルコアCPUのようにシーケンシャルにトランザクションを実行しています。並列処理に移行することでスループットを大幅に向上させることができますが、同じコントラクトへの並行トランザクションによる書き込みの競合処理など、新たなエンジニアリングの課題も生まれます。

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パラレルEVMの革新

ある並行EVMプロジェクトを例に挙げると、その主な革新は次のとおりです:

• 楽観的並行実行アルゴリズムで、複数の取引を同時に処理することができます。
• 遅延実行メカニズムにより、取引の実行を独立したチャネルに遅らせます。
• 最適化された状態データベースにより、状態アクセス速度が向上します。
• 高性能コンセンサスメカニズム、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衝突の問題を引き起こすため、慎重な衝突検出と解決メカニズムが必要です。各チームは通常、状態データベースを再設計し、互換性のあるコンセンサスアルゴリズムを開発する必要があります。

主な課題には、エーテルやイーサリアムなどのプロジェクトによる技術の吸収リスク、そしてノードの集中化問題が含まれます。迅速なエコシステムの発展とハードウェア要件の低減が、これらの課題に対処する鍵となるでしょう。

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パラレルEVM構造

現在、並行EVMプロジェクトは主にLayer 1ネットワークとLayer 2ソリューションの2種類を含んでいます:

1. アップグレードによって並列実行をサポートするEVM互換Layer 1
2. EVM互換のレイヤー1で、最初から並列実行可能
3. 非EVMパラレル技術を採用したレイヤ2 EVM互換チェーン

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主要な並行EVMプロジェクト

ある有名なプロジェクトは、並列実行とパイプラインアーキテクチャを通じてEVMを最適化することを目指しており、目標TPSは10000です。このプロジェクトは大規模な資金調達を完了しており、創業チームは有名なマーケットメーカー出身です。

別のプロジェクトは当初取引アプリケーションに焦点を当てていましたが、現在は高性能で並列なEVMにアップグレードされ、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。

さらに、あるプロジェクトはEVM++デュアル仮想マシンアーキテクチャを通じて実行層の性能を強化しており、コアチームはある有名なブロックチェーンプロジェクト出身です。

あるCosmosエコシステムプロジェクトが並行EVM技術の導入計画を発表しました。

さらに、Solanaに基づくEVM互換ソリューションや、Solana VMをイーサリアムに導入するLayer 2プロジェクトなどがあります。

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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新しい解決策を提供しました。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を促し、より広範なアプリケーションシーンをサポートします。

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