イーサリアム仮想マシンEVM及びその発展

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基本スキルです。開発者は通常、Solidityなどの高級言語を使用してコントラクトロジックを記述します。しかし、EVMはSolidityコードを直接実行できないため、オペコードまたはバイトコードにコンパイルする必要があります。この変換プロセスを自動的に完了するツールもありますが、基礎原理を理解することはコントラクトのパフォーマンスを最適化するのに役立ちます。

オペコードを直接使用してプログラミングすることで、より効率的な契約の実行が可能になり、ガス消費を削減できます。例えば、ある有名なNFT取引プラットフォームのコアプロトコルは、ユーザーのガスコストを最適化す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はスマートコントラクトの実行環境として、そのバイトコード標準は業界の規範となっています。この標準化により、開発者は異なるEVM互換チェーン上でコントラクトを簡単にデプロイできます。同じ標準に従っていても、異なるチームのEVMの具体的な実装には違いがある可能性があります。例えば、イーサリアムの主要クライアントはGo言語でEVMを実装していますが、他のチームはC++などの言語を選択することがあります。この多様性はパフォーマンスの最適化やカスタマイズの余地を提供します。

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パラレルEVM技術

従来、ブロックチェーンコミュニティはコンセンサスアルゴリズムの革新により注目してきました。しかし、高性能ブロックチェーンシステムは実行層の最適化も同様に必要です。単にコンセンサスの効率を向上させるだけでは実行層を無視すると、パフォーマンスのボトルネックが発生し、より強力なハードウェアのサポートが必要になります。

並列処理の必要性

大多数ブロックチェーンシステムは、シングルコアCPUに似た順次実行トランザクション方式を採用しています。この方法はシンプルですが、大規模なユーザーの需要を満たすのは難しいです。並列実行技術を導入することで、同時に複数のトランザクションを処理でき、システムのスループットを大幅に向上させることができます。

しかし、並行実行は同じ契約に対する同時取引の操作を処理するなど、新たな課題ももたらします。潜在的な競合を解決するために新しいメカニズムを設計する必要があります。理想的には、無関係な契約の並行処理によってシステム性能を線形に向上させることができます。

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パラレルEVMのイノベーション

いくつかの新興プロジェクトが並行EVM技術を探求しており、ブロックチェーン実行層の最適化を目指しています。主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できるようにし、入力と出力の関係を追跡することで依存関係を管理します。
• 遅延実行：取引の実行をコンセンサスが達成された後に遅らせ、ブロック時間を最大限に活用します。
• 状態ストレージの最適化：専用の状態データベースを設計し、状態アクセス速度を向上させる。
• 高効率のコンセンサスメカニズム：既存のコンセンサスアルゴリズムを改善し、大規模ノードの同期をサポートします。

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チャレンジと考慮

並行EVMが直面する主な課題は次のとおりです：

• 技術実現：潜在的な状態の競合問題を解決する必要があり、効率的な競合検出と解決メカニズムを設計する。
• 知的財産権の保護：コア技術を保護しつつ、コミュニティと革新的な成果をどのように共有するか。
• ノードの分散化：高性能の要求とネットワークの分散化の程度のバランスを取る。

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パラレルEVMプロジェクト概要

現在、並行EVMエコシステムが急速に発展しており、複数の革新的なプロジェクトが登場しています：

1. プロジェクトA：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的としており、目標は10,000 TPSです。大規模な資金調達を完了し、チームの背景が強力です。

2. プロジェクトB：取引特化型ネットワークから包括的な並列EVMへ移行し、最大12,500 TPSをサポートします。テストネットを立ち上げ、Layer 2の並列技術をサポートするフレームワークをオープンソース化しました。

3. プロジェクトC：EVM++デュアル仮想マシン技術を通じて実行層の性能を強化。コアチームは著名なブロックチェーンプロジェクト出身で、パブリックテストネットとエコシステムインセンティブプログラムを開始しました。

4. プロジェクトD：Cosmos SDKに基づいて構築されたEVM互換ネットワークで、パラレルEVM技術を導入して性能を向上させています。

5. プロジェクトE：ある高性能パブリックチェーン上でEVM互換性を実現し、Solidity開発者がワンクリックでアプリケーションをデプロイできるようにし、TPSは2,000を超える。

6. プロジェクトF：ある高性能仮想マシンをイーサリアムエコシステムに導入し、そのVM環境内で取引を実行し、同時にイーサリアム上で決済を行う。

7. プロジェクトG：モジュラーVM Layer 2ネットワークで、複数の高性能仮想マシンをサポートし、決済層と実行層を柔軟に選択可能。

これらのプロジェクトは、並行EVM技術の多様性と潜在能力を示しており、ブロックチェーンの実行効率の向上とアプリケーションシーンの拡大を推進しています。

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まとめ

並行EVM技術の発展は、ブロックチェーン分野における実行層の最適化への重要性を示しています。これらの革新は、ブロックチェーンシステムのスループットと効率を向上させることが期待されており、スケーラブルな分散型アプリケーションの構築の基礎を築くことになります。技術の成熟と実用化が進むにつれて、並行EVMは未来のブロックチェーンエコシステムを形作る上で重要な役割を果たすでしょう。

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