パラレルEVM技術の探討

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。開発者は通常、Solidityなどの高級言語を使用してビジネスロジックを記述しますが、EVMはこれらのコードを直接解釈することができません。これを仮想マシンが実行可能な低レベルの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。この変換を自動的に行うツールもありますが、基礎原理を理解しているエンジニアはオペコードプログラミングを直接使用することで、最高の効率を実現し、ガスコストを削減できます。

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EVM規格と実装

EVMは「実行層」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で定義されたバイトコードは業界標準となり、開発者が複数の互換性のあるネットワーク上でコントラクトをデプロイできるようにしました。同じ標準に従っていても、異なるEVMの実装は大きく異なる場合があります。例えば、EthereumのGethクライアントはGo言語でEVMを実装しており、Ethereum FoundationのIpsilonチームはC++バージョンを維持しています。この多様性は最適化とカスタマイズの余地を提供します。

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パラレルEVMの需要

従来のブロックチェーンシステムは、トランザクションを順番に実行します。これは単一コアCPUに似ています。この方法はシンプルですが、インターネット規模のユーザーに拡張するのが難しいです。並行EVMは、同時に複数のトランザクションを処理でき、スループットを大幅に向上させます。しかし、これは同一契約への並行トランザクションによる書き込み競合の処理などのエンジニアリングの課題ももたらします。しかし、無関係な契約を並行処理することで、スレッド数に比例して性能を向上させることができます。

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パラレルEVMの革新

Monadの例を挙げると、その主要な革新には次のものが含まれます:

• 楽観的並行実行アルゴリズム:複数の取引を同時に処理し、入力と出力を追跡することで競合を検出します。
• 遅延実行: 取引の実行を独立したチャネルに遅らせ、ブロック時間を最大限に活用します。
• カスタム状態データベース: MerkleツリーをSSDに直接保存し、状態アクセス速度を最適化します。
• 高性能コンセンサスメカニズム:改良されたHotStuffコンセンサスは、数百のグローバルノードの同期をサポートします。

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技術的な課題

並行実行は潜在的な状態衝突を引き起こすため、実行前または実行後の衝突検出が必要です。例えば、複数の取引が同時にUniswapプールと相互作用する際に衝突が発生する可能性があります。また、各チームは通常、状態データベースを再設計し、互換性のある合意アルゴリズムを開発する必要があります。

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パラレルEVMプロジェクトの概要

現在の並行EVMプロジェクトは3つのカテゴリに分けられます:

1. パラレル実行をサポートするEVM互換のLayer 1ネットワーク、Polygonや今後登場するFantom Sonicを通じてアップグレードします。

2. Monad、Sei V2、Artelaなど、最初から並行して実行されるEVM対応のレイヤー1ネットワークを採用。

3. Solana Neon、Eclipse、Lumioなどの非EVM並列実行技術を使用したレイヤー2ネットワーク。

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主なプロジェクトの紹介

• Monad:目標は10,000 TPSの実現で、既に2.44億ドルの資金調達を完了し、評価額は30億ドルです。

• Sei: Sei V2を発表し、初の高性能並列EVMとなり、TPSは12,500に達しました。

• Artela: EVM++(EVM+WASM)デュアル仮想マシンによる実行レイヤーの強化

• Canto: Cosmos SDKに基づいて構築されたEVM互換ネットワークで、並列EVM技術の導入を計画しています。

• Neon: Solana上のEVM互換ソリューション、TPSは2,000を超えます。

• Eclipse:Solana仮想マシンをイーサリアムに導入するレイヤー2ソリューション。

• Lumio:モジュラーVMレイヤー2ネットワークで、多様な高性能仮想マシンをサポートします。

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並行EVM技術の発展は、ブロックチェーンにより高いスケーラビリティと効率を提供し、この分野のさらなる発展と応用を促進します。