並列EVMの包括的な解説：新しい宣伝材料なのか、EVMベースのブロックチェーンの最終形態なのか？

1. 並列EVMとは何ですか？

並列イーサリアム仮想マシン(並列EVM)は、従来のイーサリアム仮想マシン(EVM)のアップグレードバージョンであり、競合しない最長のトランザクションを同時に処理することで、ブロックチェーントランザクションのスループットとトランザクション処理の速度と効率を向上させます。

イーサリアム仮想マシン(EVM)は、トランザクションの処理と実行を担当するイーサリアムネットワークのコンセンサスおよび実行メカニズムです。 しかし、従来のEVMでは、トランザクションとスマートコントラクトの実行が順番に行われます。 各トランザクションは次々に処理され、直線的で整然としたプロセスを形成する必要があります。 このアプローチは単純ですが、特に出来高が増加すると、ボトルネックにつながる可能性があります。 すべてのトランザクションは順番を待たなければならず、処理時間が長くなり、潜在的なレイテンシーとより高いコスト(ガス料金の観点から)にリーディングする可能性があります。

並列EVMは同時に衝突しない複数の取引を処理することにより、ブロックチェーンのスループットと実行速度を大幅に向上させます。たとえば、Bobが交換を行いたいと思っている場合、Aliceが新しいNFTを鋳造したいと思っている場合、Ericが資金をバリデータにステークしたいと思っている場合、これらの取引は同時に処理できます。順次処理するのではなく、取引処理時間とコストを削減することができます。この並列処理能力により、ブロックチェーンはより短い時間でより多くの取引を処理できるようになり、従来のブロックチェーンシステムの混雑問題を解決します。

2. 並行EVMの動作原理は？

現在のEVMアーキテクチャでは、最も細かい読み取りおよび書き込み操作はsloadおよびsstoreであり、それぞれ状態トライの読み取りおよび書き込みに使用されます。したがって、異なるスレッドがこれらの操作で競合しないようにすることは、並列/並行EVMを実現するための直接的な着手点です。実際、イーサリアムでは、特定の構造である「アクセスリスト」と呼ばれるものを含む特殊な種類のトランザクションがあり、これによりトランザクションは読み取りおよび変更するストレージアドレスを持っていることができます。したがって、これは、スケジューラに基づく並行方法を実現するための良い出発点を提供しています。

システム実装に関して、並列/並行EVMには3つの一般的な形式があります:

1. スケジューリングベースの並行処理

• **アクセスリスト：**トランザクションを実行する前に、アクセスリストによってトランザクションが読み取るおよび変更するストレージアドレスが事前に確定されます。アクセスリストには、トランザクションがアクセスする必要があるすべてのステート情報が含まれています。
• **スケジューリングアルゴリズム：**スケジューリングアルゴリズムは、アクセスリストに基づいて取引を異なるスレッドで実行し、同時に実行される取引が同じストレージアドレスにアクセスしないようにして衝突を避けます。
• **並行実行：**実際の実行時に、複数のトランザクションは異なるスレッドで同時に行われることがあります。スケジューリングアルゴリズムによって、これらのトランザクション間には相互依存関係や競合がないことが保証されます。

2.ロングイング EVM インスタンス

• **複数のEVMのインスタンス化：**1つのノードで複数のEVMインスタンスを作成し、それぞれが独立して実行およびトランザクションを処理できます。
• **分配交易：**将待处理的交易按照某种策略（如哈希值、タイムスタンプ等）分配给不同的 EVM 实例。
• **並列実行：**各EVMインスタンスは、それに割り当てられたトランザクションを自分のスレッドで実行し、複数のインスタンスを同時に実行することで並列処理を実現します。

3.システムレベルのシャーディング

• データ分割： ブロックチェーンの状態を複数の分割に分け、各分割には一部のグローバル状態情報が含まれています。
• **分片ノード：**各分片で複数のノードが実行され、各ノードはその分片内のトランザクションと状態を維持および処理します。
• **クロスシャーディングコミュニケーション：**クロスシャーディングコミュニケーションプロトコルにより、異なるシャーディング間のデータの整合性とトランザクションのグローバルな順序が確保されます。クロスシャーディングコミュニケーションは、クロスシャーディングメッセージパッシングとクロスシャーディングロックメカニズムを使用して実現できます。
• **並列処理：**各シャーディング内のノードはそのシャーディング内のトランザクションを独立して処理でき、同時に複数のシャーディングも並列して実行できるため、全体のシステムの並列処理能力が実現されます。

3. ヘッダー項目

3.1 モナド: L1 とサイドバイサイド EVM

MonadはEVMベースの第1層ブロックチェーンプロジェクトであり、ユニークな技術特性によりブロックチェーンのスケーラビリティとトランザクション速度を大幅に向上させることを目指しています。Monadは1秒間に最大10,000トランザクションを処理し、1秒のブロックタイムと即時最終確定性を持っています。このような高いパフォーマンスは、ユニークなMonadbftコンセンサスメカニズムとEthereum Virtual Machine（EVM）との互換性によるものです。

Monad での並行EVMの適用：

1.並列実行の実現

• **楽観的な実行方法：**後続のトランザクションを実行する前に、ブロック内のより早いトランザクションの実行が完了していない場合があります。これにより、実行結果が正しくない場合があります。この問題を解決するために、Monad はトランザクションの実行中に使用される入力を追跡し、それを前のトランザクションの出力と比較します。差異が見つかった場合、トランザクションを再実行する必要があることを示します。
• 静态コード解析： Monadは、トランザクション間の依存関係を予測し、無効な並行実行を避けるために、実行中に静的コード解析器を使用します。最適な場合、Monadは多くの依存関係を事前に予測することができます。最悪の場合、Monadは単純な実行モードにフォールバックします。

2.Monadbft コンセンサスメカニズム

• **効率的な通信：**スケーラビリティの問題を解決するために、ペアリングされたBLS署名を使用し、署名をステップバイステップで集約し、公開鍵に関連する共有署名済みメッセージを証明します。
• ハイブリッド署名スキーム： BLS署名は、集約可能なメッセージタイプ（投票やタイムアウトなど）にのみ使用され、メッセージの完全性と真実性は依然としてECDSA署名によって提供されます。

3. レイテンシー実行

• **より大きな許容範囲：**実行が共通の合意に追いつくだけの速度であるため、この方法は特定の計算時間の変化に対してより寛大です。
• Merkle根の遅延: Monadは、ステートマシンのレプリケーションを確保するために、ブロック提案においてd個のブロックの遅延を含むMerkle根を提供します。これにより、ネットワーク全体の整合性が保証されます。ノードのエラーや悪意のある動作が存在しても、一貫性が維持されます。

現在、Monadの並列EVMは1秒あたり10,000取引を処理し、ブロックタイムは1秒のみであり、PoSメカニズムを使用してネットワークのセキュリティと効率を強化しており、2024年第3四半期にメインネットを開始する予定です。

公式アカウントはTwitterで28.3万人のフォロワーを獲得し、熱狂的で活発なコミュニティを牽引しています。特にイーサリアムコミュニティは、今後発売されるMonadに非常に興奮しているようで、Monadは早期のマーケティングと採用の機会を手にすることができる有利な位置にあります。

プロジェクトの背景に関して、Monad Labsは2023年2月と今年4月に2回の資金調達を完了しました。今年4月9日にはParadigmを主導とする2億2500万ドルの資金調達が行われ、他の投資家にはElectric Capitalも含まれています。2023年にはDragonfly Capitalを主導とする1900万ドルのシードラウンドが行われ、Placeholder Capital、Lemniscap、Shima Capital、Finality Capital、天使投資家のNaval Ravikant、Cobie、Hasuなども参加しました。

Monadチームは豊富なバックグラウンドを持ち、メンバーはブロックチェーン分野のトッププロジェクトから集まり、強力な技術チームと資金サポートを持っています。Monadの共同創設者でありCEOであるKeone Honは、以前はJump Tradingの高頻度取引部門をリードしていました。彼はマサチューセッツ工科大学を卒業しました。もう一人の共同創設者であるJames HunsakerもJump Tradingのシニアソフトウェアエンジニアであり、アイオワ大学を卒業しました。さらに、Eunice GiartaはMonadの共同創設者でありCOOであり、従来の金融テクノロジー分野で豊富な経験を持っています。Euniceは以前、Shutterstockの支払いおよびインフラライセンス部門で、Broadway Technologyで企業取引システムの開発チームをリードしました。

3.2 SEIネットワーク：内蔵の並行EVMを持つL1、V2バージョンでは並行EVMがスケジュールに含まれています

SEI Network は、分散型金融（DeFi）基盤に特化した第1層ブロックチェーンであり、主にオーダーブックの開発に重点を置いています。

並列EVMのメカニズムを採用することにより、SEI Networkは注文のマッチングを並列に行い、高速かつ低コストでさまざまな取引アプリケーションをサポートする専用機能の目標を達成しています。Seiの平均ブロック時間は0.46秒で、80以上のアプリケーションを持っています。

SEI Networkの並列EVMにおける利用：

1. **スマートブロック伝播とオプティミスティックブロック処理：**すべての関連取引ハッシュ値を提供することにより、取引処理時間を短縮し、遅延を減らし、スループットを増やします。
2. **ローカル注文マッチングエンジン：**現在一般的に使用されている自動マーケットメイカー（AMM）システムとは異なり、SEIは特定の価格での売買注文をマッチングするためにチェーン上の注文ブックを使用します。すべてのCosmosベースの分散化アプリ（dApps）はSEIの注文ブックと流動性にアクセスできます。
3. **頻繁なバッチオークション（FBA）：**取引をバッチにまとめて、各ブロックで同時に注文を実行し、スリッピングとMEVを防ぐ。

SEI Networkは現在、独自のトークンSEIを発行しています。Sei Networkのエコシステムでは、SEI通貨はさまざまな役割を果たしています。役割には、以下が含まれます:

1. 取引手数料： SEIコインは、Seiネットワーク上で発生する取引手数料の支払いに使用されます。これらの料金はバリデータのインセンティブとして機能し、ネットワークの安全性に寄与します。
2. **ステーク：**ユーザーはSEIトークンをステークすることで報酬を得ることができ、Seiネットワークの総合的なセキュリティを強化することができます。
3. ガバナンス： SEI トークンホルダーは、Seiネットワークのガバナンスに積極的に参加する能力を持っています。この参加には、提案への投票やバリデータの選挙が含まれます。

SEIの総供給量は100億で、そのうち51％はSeiコミュニティに分配されます。そのうち48％はエコシステムのリザーブとして割り当てられ、ステーキング者や貢献者、バリデータ、開発者に報酬として提供されます。残りの3％（つまり3億SEI）は第1四半期のエアドロップ用に指定され、残りの部分はプライベートセール投資家、基金、およびSeiチームに分配されます。

5月30日時点で、SEIトークンの価格は$0.5049で、時価総額は$1,476,952,630で、暗号資産ランキングで63位です。24時間取引高は$78,970,605で、市場参加度は高いです。

SEI Networkの現在のTVLは1800万で、総資金調達額は約5500万ドルで、FDVは82億ドルで、公式Twitterアカウントは66.6万人のフォロワーがいます。

SEI Networkの共同創設者Jeff Fengは、カリフォルニア大学バークレー校を卒業しました。Coatue Managementでのベンチャーキャピタルに参入する前、ゴールドマン・サックスで3年間のテクノロジー投資銀行家を務めていました。もう一人の共同創設者Jayendraは、カリフォルニア大学ロサンゼルス校を卒業し、Facebookでソフトウェアエンジニアのインターンを経験しました。

**3.3 Eclipse:SVMをイーサリアムエコシステムにもたらす折衷的なL2

Eclipse は、イーサリアムに基づく次世代の楽観的なLayer 2ソリューションであり、Solana Virtual Machine（SVM）によって駆動されています。SVMをイーサリアムに導入し、イーサリアムの決済、Solana Virtual Machine（SVM）の実行、Celestiaのデータ可用性、RISC Zeroのゼロ知識証明など、複数の技術を組み合わせることで、大規模な並行実行環境を提供し、複数の操作を同時に実行してネットワークのスループットと効率を向上させ、同時に混雑と取引手数料を減らします。この構造により、EclipseはdAppのスケーラビリティとユーザーエクスペリエンスを向上させることを目指しています。

Eclipse の主な特徴

1.高い取引スループット：

Eclipseは、SVMと並列処理技術を利用して、非常に高い取引処理能力を実現し、数千件以上の取引を同時に処理することができます。

2.インスタントファイナリティ:

流水ラインコンセンサスメカニズムにより、ブロック内の各トランザクションの即時完了と最終確定性を実現します。

3.イーサリアム互換性：

Eclipseは完全に以太坊仮想マシン（EVM）と互換性があり、既存のEthereumアプリケーションを簡単にEclipseに移植することができます。

4.データの利用可能性：

Celestiaの提供するデータ可用性ソリューションを活用し、高いスループットを確保しつつ、データの安全性と検証可能性を確保します。

5. ゼロ知識証明：

RISC Zero技術を使用してゼロ知識詐欺証明を実現し、システムの効率とセキュリティを向上させます。

Eclipseでの並列EVMの利用

Eclipseは、トランザクション処理の速度と効率を劇的に向上させる技術である統合ソラナ 仮想マシン(SVM)を通じて並列EVMを可能にします。

1. 並列実行:

仕組み: Eclipse は SVM の Sealevel ランタイムを使用しており、重複しない状態のトランザクションを順次ではなく並列に実行できます。

**実現方法：**各トランザクションが実行中に読み取るまたは書き込むすべての状態を明確に説明することにより、SVM は重なりのない状態を関与しないトランザクションを並行処理することができ、スループットを大幅に向上させることができます。

2.イーサリアム互換性：

Neon EVM 統合：EVM 互換性の実現のために、Eclipse は Neon EVM を統合しました。これにより、Eclipse メインネットはイーサリアムのバイトコードとEthereum JSON-RPCをサポートできるようになります。

ローカルコストマーケット：各 Neon EVM インスタンスには独自のローカルコストマーケットがあり、アプリケーションは独自の契約を展開することでアプリチェーンのすべての利点を得ることができ、ユーザーエクスペリエンス、セキュリティ、流動性を損なうことはありません。

3.モジュール化された Rollup デザイン：

**インフラストラクチャレイヤ：**Eclipse は、dApp 特有の Layer 3 Rollup をサポートすることにより、Layer 3 エコシステムのインフラストラクチャレイヤとして、高性能とスケーラビリティを実現することを目指しています。

簡単に言えば、Eclipseの設計ロジックは、トランザクションの実行はSolanaのSVMで行われ、トランザクションの決済はまだイーサリアム上で行われます。

プロジェクトの背景では、Eclipseは2022年9月に1500万ドルの資金調達を完了し、投資家にはPolychain、Polygon Ventures、Tribe Capital、Infinity Ventures Crypto、CoinListなどがいます。さらに、今年3月11日には5000万ドルのシリーズAの資金調達も完了し、PlaceholderとHack VCが共同でリード投資を行い、現在の総資金調達額は6500万ドルに達しています。

Eclipseの共同創設者兼CEO、Neel Somaniは以前Airbnb、Two Sigma、Oasis Labsなどの複数の企業での経験を持っており、最高ビジネスオフィサーのVijayは以前はUniswapとdYdXのチームのビジネス開発ディレクターでした。

4. チャレンジ

1.データ競合と読み書きの衝突:

並行処理環境では、異なるスレッドが同時に同じデータを読み取りや変更すると、データ競合や読み書きの衝突が発生する可能性があります。このような場合は、データの一貫性と操作の衝突のない実行を保証するために、複雑な技術的な解決策が必要です。

2.技術的な互換性:**

新しい並列処理方法は、既存のイーサリアム仮想マシン（EVM）の標準とスマートコントラクトコードと互換性が必要です。この互換性の要求により、開発者は新しいツールと方法を学び、並列EVMの利点を最大限に活用する必要があります。

3.エコシステム適応性：

ユーザーと開発者は、並列処理によってもたらされる新しい相互作用モードとパフォーマンス特性に適応する必要があります。これには、エコシステムの参加者全員が新しい技術について十分な理解力と適応力を持つ必要があります。

4. システムの複雑さの増加:

並列EVMでは、データ同期をサポートするために効率的なネットワーク通信が必要であり、システム設計の複雑さが増します。また、スマートなリソースの管理と割り当ても重要な課題であり、並列処理時の効率的なリソース利用を確保する必要があります。

5.セキュリティ：

並行実行環境におけるセキュリティの脆弱性は、1つのセキュリティ問題が複数の同時実行トランザクションに影響を与える可能性があるため、拡大する可能性があります。そのため、より厳格なセキュリティ監査とテストプロセスが必要です。システムの安全性を確保するために。

5. 今後の展望

1.ブロックチェーンのスケーラビリティと効率の向上:

並列EVMは、複数のプロセッサでトランザクションを同時に実行することで、ブロックチェーンのスループットと処理速度を大幅に向上させ、従来の順次処理の制限を突破します。これにより、ブロックチェーンネットワークのスケーラビリティと効率が大幅に向上します。

2.ブロックチェーン技術の普及と発展を推進する：

技術的な課題に直面しているにもかかわらず、パラレルEVMのポテンシャルは非常に大きく、ブロックチェーンのパフォーマンスとユーザーエクスペリエンスを大幅に向上させることができます。成功した実装と広範な採用により、ブロックチェーン技術の普及と発展が推進されます。

3. 技術革新と最適化:**

並列EVMの発展は、技術の継続的な革新と最適化に伴い、より効率的な並列処理アルゴリズム、よりスマートなリソース管理、より安全な実行環境などが含まれます。これらの革新により、並列EVMのパフォーマンスと信頼性がさらに向上します。

4.さらに多様で複雑なアプリケーションをサポートします：

並列EVMは、特に高頻度取引と低レイテンシーが必要な分散型金融（DeFi）、ゲーム、サプライチェーン管理など、より複雑で多様な分散型アプリケーション（dApps）をサポートできます。

参照：