EVM：イーサリアムのコアコンポーネント

EVMはイーサリアムのコアであり、スマートコントラクトの実行とトランザクションの処理を担当しています。実際のコンピュータの仮想化とは異なり、EVMは計算とストレージの抽象を提供する専用の計算エンジンです。通常、Solidityによってコンパイルされた独自のバイトコード命令セットを実行します。

EVMは準チューリング完全な状態機械です。"準"である理由は、すべての実行ステップが有限のガス資源を消費するため、スマートコントラクトの実行ステップ数が制限され、可能な無限ループによりプラットフォーム全体が停止する状況を回避できるからです。

EVMはスケジューリング機能を持たず、ブロック内のトランザクションを順次実行します。このプロセスは世界の状態を変更し、各トランザクションの実行後に状態が累積されます。次のブロックの実行は前のブロックの最終状態に厳密に依存するため、イーサリアムのトランザクションの線形実行プロセスは並行最適化が難しいです。

この順序実行は安全性を保証しますが、高負荷の状況ではネットワークの混雑や遅延を引き起こす可能性があり、これがイーサリアムがLayer2 Rollup拡張を必要とする理由の一つでもあります。

! 並列EVM:高性能レイヤー1マインドスワッピング

高性能なレイヤー 1 並列戦略

大多数高性能Layer1は、イーサリアムが並行処理できない欠陥に対して最適化ソリューションを設計しており、主に仮想マシンの選択と並行実行の2つの側面に集中しています。

バーチャルマシンの選択

高性能Layer1は、EVMではなく、WASM、eBPFバイトコードまたはMoveバイトコードに基づく仮想マシンをより多く採用しています。

WASMは、サイズが小さく、読み込みが速く、移植性が高く、安全なバイトコード形式で、さまざまなプログラミング言語をサポートしています。多くのブロックチェーンプロジェクトがこれを標準として採用しており、イーサリアムも将来的にWASMを統合する計画です。

eBPFはネットワークパケットフィルタリング技術に由来し、その後、ソースコードを変更することなくオペレーティングシステムのカーネルを動的に変更する技術へと発展しました。いくつかのブロックチェーンネットワークでは、eBPFに基づくバイトコードを使用してスマートコントラクトを実行しています。

Moveは、安全性と検証可能性に重点を置いたスマートコントラクトプログラミング言語であり、資産と取引の安全性の問題を解決することを目的としています。一部の新興ブロックチェーンプロジェクトは、スマートコントラクトを作成するためにMoveまたはそのカスタマイズ版を採用しています。

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並列実行

ブロックチェーンにおける並行実行は、無関係なトランザクションを同時に処理することを意味します。並行実行を実現するための主な課題は、どのトランザクションが独立しているかを特定することです。高性能Layer1は主に2つの方法に依存しています：状態アクセス方法と楽観的並行モデル。

状態アクセス方法は、各トランザクションがブロックチェーンの状態のどの部分にアクセスできるかを事前に知っている必要があり、それによってどのトランザクションが独立しているかを分析します。

楽観的並行モデルは、すべての取引が独立していると仮定し、実行後にこの仮定を検証し、必要に応じて調整を行います。

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パラレルEVMの発展

並行EVMの概念は2021年に提唱され、最初は複数の取引を同時に処理するEVMを指していました。最近、この概念が再び注目を集め、並行実行技術を採用したEVM互換Layer1の発展を促進しています。

合理に定義された並行EVMは主に3つのカテゴリに分かれます：

1. 既存のEVM対応レイヤ1の並列実行アップグレード
2. 並列実行技術を搭載した新しい評価基板 (EVM) はレイヤー 1 互換
3. EVM非互換レイヤー1上のEVM互換ソリューション

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いくつかの新興プロジェクトがこれらの方向で探索しています。Monand、Sei V2、Artela、Solana Neonなどです。これらのプロジェクトは異なる並行実行戦略を採用し、取引処理効率とネットワーク性能を向上させることを目的としています。

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見通し

ブロックチェーンの並列技術は、継続的に進化しているテーマです。現在、多くのソリューションは楽観的実行モデルの改造と模倣であり、実質的な突破口はまだありません。

未来には、より多くの新興Layer1プロジェクトが並行EVMの競争に参加する可能性があり、既存のLayer1もEVMの並行アップグレードやEVM互換ソリューションを実現する可能性があります。この2つの方向性は異なる経路を持っていますが、どちらもパフォーマンスの向上に取り組んでいます。

高性能EVMに加えて、ブロックチェーン技術の多様な発展も期待されます。WASM、SVM、Move VMなどの新しい仮想マシン技術が新たな発展の機会をもたらす可能性があります。

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