仮想マシン(VM)とは何ですか?

主な側面

  • バーチャルマシン (VM) は、追加のハードウェアなしで同じデバイス上で異なるオペレーティングシステムやアプリケーションを実行することを可能にします。

  • VMは新しいソフトウェアを安全に試すため、他のシステムで実験するため、またはリスクのあるプログラムを隔離するために優れています。

  • VMとして、Gateのバーチャルマシン(GVM)は、スマートコントラクトや分散型アプリケーション(dApps)がグローバルなコンピューターネットワーク上で信頼性高く実行されることを可能にします。

  • VMは柔軟性と制御を提供しますが、パフォーマンス、リソースの使用、および複雑さを犠牲にする必要があるかもしれません。

はじめに

MacBookでWindowsを実行したり、別のコンピュータを購入したりせずにLinuxアプリケーションを試したいと思ったことはありませんか?VMは、異なるオペレーティングシステムやアプリケーションが安全に実行できる分離された環境を作成することで、これを可能にします。また、ブロックチェーンネットワークでも広く使用されており、スマートコントラクトや分散型アプリケーションをサポートしています(dApps)。

VMとは何ですか?

VMは、追加のハードウェアなしで数回のクリックで設定できるコンピュータのようなものです。オペレーティングシステムをインストールしたり、ファイルを保存したり、アプリケーションを実行したり、インターネットに接続したりできますが、それは既存のコンピュータ内、つまりホストとして知られるコンピュータ内で行います。

ホストシステムは、VMがスムーズに動作するためにメモリ、処理能力、ストレージを提供し、裏で重作業を行います。これは、別のオペレーティングシステムでのみ利用可能なソフトウェアを使用する必要がある場合に特に便利です。

VMは実際にどのように機能しますか?

舞台裏では、ハイパーバイザーと呼ばれるソフトウェアがこれをすべて管理しています。ハイパーバイザーは、あなたのコンピュータの物理リソース、例えばCPU、(RAM)、ストレージを取り込み、複数の仮想マシン(VM)が同時に使用できるように分割します。

ハイパーバイザーには主に2種類あります:

  • タイプ1 (ベアメタル):これらはハードウェアに直接インストールされ、データセンターやクラウドプラットフォームでよく使用されます。パフォーマンスと効率のために設計されています。

  • タイプ2 (ホスティング): これらはあなたの通常のオペレーティングシステム(上でアプリケーション)として実行され、テストと開発に適しています。

VMを設定すると、実際のコンピュータのように起動し、ソフトウェアをインストールしたり、ウェブを閲覧したり、アプリケーションを作成したりできます。

なぜVMを使用するのか?

1. 新しいオペレーティングシステムを試すために

VMを使用すると、メインのコンピュータに変更を加えることなく、さまざまなオペレーティングシステムを試すことができます。新しいシステムを安全で分離された空間で試すようなものです。

2. リスクのあるソフトウェアを隔離する

不明なアプリケーションを試す必要がありますか?仮想マシン(VM)で実行することで、コンピュータを保護できます。もしマルウェアやシステムの不具合を見つけた場合でも、主コンピュータは影響を受けません。

3. 利用できないまたはレガシーソフトウェアを実行するために

いくつかのプログラムは、Windows XPのような古いシステムでのみ動作します。VMはその環境を再現し、現在のデバイスで動作しない可能性のあるソフトウェアを引き続き使用できるようにします。

4. 異なるプラットフォームでコードを開発およびテストするために

VMは開発者が異なるオペレーティングシステムでコードをテストし、新しいアプリケーションが異なる環境でどのように動作するかをシミュレートするのを容易にします。

5. クラウドを推進するために

多くのクラウドサービス(、例えばGate Cloud)は、VMの上に構築されています。クラウドインスタンスを起動すると、リモートデータセンターでウェブサイト、アプリケーション、またはデータベースをホストする準備が整ったVMを起動しています。

ブロックチェーンネットワークがVMをどのように利用するか

従来のVMが隔離された環境であるのに対し、ブロックチェーンの仮想マシンは、ブロックチェーンネットワーク上でスマートコントラクトを実行するエンジンとして機能します。Gate (GVM)の仮想マシンは、開発者がSolidity、Vyper、Yulなどの言語でスマートコントラクトを記述し、GateおよびGVMに対応する他のネットワークにデプロイできるようにします。GVMは、ネットワーク内の各ノードがスマートコントラクトを作成または操作する際に同じルールに従うことを保証します。

ブロックチェーンネットワークは、設計目標に基づいて独自のタイプのVMを実装します。いくつかは速度とスケーラビリティに焦点を当てており、他はより安全または開発者にとって柔軟であることを目指しています。NEARやCosmosのようなネットワークは、複数のプログラミング言語で書かれたスマートコントラクトをサポートするWebAssembly (WASM)に基づくVMを使用しています。

他のブロックチェーンネットワーク、例えばSuiはMoveVMを使用しており、これはMove言語で書かれたスマートコントラクトを実行します。ブロックチェーンSolanaは、カスタム実行環境を使用しており、通常はSolana Virtual Machine (SVM)と呼ばれ、並行してトランザクションを処理し、ネットワーク上の大量のアクティビティを処理するように設計されています。

仮想マシンの実行

気づかないかもしれませんが、VMは分散型アプリケーション(dApps)とやり取りするたびに裏で働いています。

  • Gate Swapのような(DeFi)の分散型金融アプリケーションを使用してトークンを交換する場合、あなたの取引はGVM内で実行されるスマートコントラクトによって処理されます。

  • NFTを鋳造する場合、VMは各NFTの所有者を記録するコードを実行します。購入または転送を行うと、VMはNFTの所有権が正確に維持されるように記録を更新します。

  • レイヤー2のロールアップを利用する場合、トランザクションはzkGVMのような専門のVMによって実行される可能性があります。zkGVMはゼロ知識証明の恩恵を受けながらスマートコントラクトを実行することを可能にします (ZKP)。

VM の制限

1. パフォーマンスのオーバーヘッド: VMはハードウェアと実行されるコードの間に追加のレイヤーを追加します。これにより、物事が遅くなるか、物理マシン上でアプリケーションを直接実行するのに比べて、より多くのコンピュータリソースが必要になる場合があります。

2. 運用の複雑さ: VM (を維持することは、特にクラウドインフラやブロックチェーンネットワーク)において、多くの設定と更新の努力を必要とします。これは時間がかかり、しばしば専門的なツールや知識を必要とします。

3. 互換性:スマートコントラクトはしばしば特定のVM環境向けに設計されています。Gateでスマートコントラクトのために書かれたコードは、Solanaのような互換性のない他のブロックチェーンで動作するように書き直すか適応させる必要があります。これは、開発者が複数の環境で同じアプリケーションを展開したい場合、追加の時間と労力を費やす必要があることを意味します。

結論

VMは、通常のコンピュータの機能とブロックチェーンシステムの両方で重要な役割を果たします。異なるオペレーティングシステムを実行したり、ソフトウェアを安全に試したり、同じハードウェアを複数のタスクに使用したりすることを可能にします。

仮想マシンは、スマートコントラクトや分散型アプリケーションを推進するためにブロックチェーンネットワークでも使用されています。専門家でなくても、VMの仕組みを理解することで、私たちが使用している多くのDeFiツールやプラットフォームの裏側で何が起こっているのかをよりよく理解できるでしょう。

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