Ethereum Virtual Machine (EVM) とは何ですか?また、どのように機能しますか?

Ethereum ブロックチェーンのバックボーンを形成する EVM は、DApp やその他のアプリケーションを構築するためのランタイム環境を開発者に提供します。

イーサ (ETH) は、時価総額で 2 番目に大きい暗号通貨であり、ネイティブ ETH トークンであるため、暗号通貨投資家の間で人気があります。ただし、ネイティブの Solidity プログラミング言語とイーサリアム仮想マシン (EVM) は、開発者コミュニティからの賞賛に貢献しています。実際、イーサリアムブロックチェーンは、その柔軟性、利用可能な広範な開発者ツール、およびプラットフォームの大規模なユーザーベースにより、分散型アプリケーション (DApp) 開発者を魅了し続けています。

ブロックチェーンのアーキテクチャの中核を形成する EVM は、アプリケーションコードまたはスマートコントラクト (いわゆるスマートコントラクト) を実行するプログラムであり、イーサリアムネットワーク上で実行されるランタイム環境を提供します。さらに、EVM はチューリング完全なので、あらゆるプログラミング言語でコーディングされたあらゆるプログラムを実行できるため、開発者は急成長する Web3 スペース向けのカスタムスマートコントラクトや DApps を簡単に作成できます。

これらの重要な機能に加えて、EVM はネットワーク内のすべてのノードにアクセスし、スマートコントラクトの実行を処理し、イーサリアムブロックチェーン上のすべてのトランザクションを効果的に処理するため、現在存在する最も強力な仮想マシンの 1 つとなっています。

2013 年にプログラマーの Vitalik Buterin によって概念化された Ethereum ネットワークは、DApp 開発者に推奨されるブロックチェーンとして驚異的な成功を収めたのは、Gavin Wood が Ethereum 在職中に設計した Ethereum Virtual Machine (EVM) のおかげです。 C++ で書かれ、LLVM プロジェクトコンパイラを使用する EVM は、継続的に動作し、その不変操作によってイーサリアムブロックチェーン内の各ブロックの状態が決定される特別なステートマシンです。

EVM は、イーサリアムブロックチェーンによって維持される分散台帳に対してノードが実行できること、できないことを管理するだけでなく、ブロックごとに状態を変更するための特定のルールも定義します。後者の機能は、イーサリアムで知られるようになったスマートコントラクト機能を可能にするものです。

イーサリアム仮想マシンの機能を理解するには、イーサリアムネットワークのスムーズな動作を確保するために仮想マシンが果たすさまざまな機能をそれぞれ検討する必要があります。 EVM は、受け取るすべての入力に対して、本質的に決定論的な出力を生成し、最も単純な意味で数学関数に従います。

プッシュダウンスタックとの間で一時的な値をプッシュするスタックマシンのように動作する EVM は 1024 項目の深さを持ち、各項目は 256 ビットワードです。また、イーサリアムブロックチェーン上の 2 つのトランザクション間で変更される一時メモリをバイト配列の形式で維持します。コンパイルされたスマートコントラクトコードは、140 個の標準オペコードのコレクションの形式で EVM によって実行され、他のブロックチェーン固有のスタック操作も EVM によって実装されます。

したがって、EVM には、トランザクションの処理中に本質的に揮発性であるマシン状態と、イーサリアムブロックチェーン上で維持されるさまざまなアカウントに関する情報を含むグローバルまたはワールド状態が含まれます。すべてのアクションは EVM コードによって管理されます。EVM コード自体は、2015 年のイーサリアムネットワークの立ち上げ以来、数回の反復を経て、現在使用されている EVM のさまざまな実装が存在するようになりました。

実際、EVM は数千のイーサリアムノードと実行コードの間の抽象化レベルを維持する責任を負い、クライアントやノードに多くの詳細を漏らすことなく一貫した結果を提供する機能として機能します。

EVM は、重大なダウンタイムが報告されることなく、イーサリアムネットワーク上で実行されているすべてのアプリケーションに確実に電力を供給しています。開発者にとって、EVM は、イーサリアムでスマートコントラクトとして知られる小さな実行可能プログラムを実行する包括的なプログラムとして機能し、Solidity、Vyper、Python、Yul などのさまざまなプログラミング言語でこれらのスマートコントラクトを自由に作成できるようにします。その他。

EVM によって提供されるこの柔軟性により、イーサリアムブロックチェーンは分散型金融 (DeFi) および非代替トークン (NFT) スペースで数千の DApp を生み出しました。これらの各 DApp とそれを構成するスマートコントラクトはバイトコードに変換され、EVM に供給されてイーサリアムネットワーク内のすべてのノードに分散されます。スマートコントラクトが展開されると、EVM はすべてのノードと通信し、コンセンサスに達したときに状態変更を実行する責任を負います。

EVM はすべてのイーサリアムノード内に挿入され、基本プログラミング言語の代わりにバイトコードを使用してスマートコントラクトを実行するため、イーサリアムが実行されるマシンコードから物理ホストコンピューターが分離されていると言えます。

EVM の動作方法により、開発者はネットワークの残りの部分への影響や、ノードコンピュータ上でホストされているデータや個人ファイルを無視して動作する可能性を心配することなくコードを実行できます。

さらに、分散型コンセンサスを使用して、さまざまなコンピューティング環境で複雑なスマートコントラクトを実行できます。これにより、EVM コードはすべてのノードで同じままとなるため、単一ノードの障害が DApp またはスマートコントラクトの実行に悪影響を及ぼさないことが保証されます。さらに、アカウントデータは EVM のグローバルレベルで維持されるため、開発者はカスタムスマートコントラクトコードを記述し、このグローバルデータセットにアクセスして信頼性の高い出力を生成できる個別の DApps を作成するのに最適であると考えています。

結果の神聖さにより、EVM、特にイーサリアムブロックチェーンは一般に、DApps およびスマートコントラクトイーサリアムエコシステムの持続可能な拡大に適しています。これに加えて、開発者が選択できる標準コードのライブラリ、EVM 互換のレイヤー 2 ブロックチェーンの数が増加し、潜在的な EVM ユースケースが多数可能になり、EVM が推奨プラットフォームである理由が簡単にわかります。 Web3開発用。

EVM によって提供される多くの利点にもかかわらず、イーサリアム上に構築する開発者や起業家は考慮する必要がある特定の欠点があります。これらの中で最も重要なのは、イーサリアムネットワーク上でスマートコントラクトを実行することに関連する高額な取引手数料またはガス費用です。

ETHで支払われるこれらの料金は、契約の複雑さや実行時のネットワークの混雑状況に応じて変動するため、開発者や起業家はそれに応じてサービスの価格を設定することが不可欠です。さらに、Solidity は EVM でのコーディングに最も適した言語であるため、開発者はそれを使用して効率的なスマートコントラクトを作成するには、Solidity に関する十分な経験と、ある程度の技術的専門知識を持っている必要があることを意味します。

追加の計算要件はガスコストの増加につながり、最終的にはプロジェクトの成功に悪影響を与えるため、後者は重要です。開発者が他の言語を使用してコードを作成することを選択した場合、EVM がコードのコンパイルを続行するため、コード内に固有の繰り返しを解決する際に注意する必要があります。スマートコントラクトのアップグレードは後の段階で可能ですが、元のスマートコントラクトのアドレスを参照する中間スマートコントラクトの作成に関連するセキュリティリスクが伴います。

EVM によってブロックチェーンエコシステムにもたらされた革命的な変化にもかかわらず、コードを読み取って実行するためのこのテクノロジーは、多くのブロックチェーンプロジェクトによって改良されています。

クロスチェーンの相互運用性が開発者にとって最も重要な側面であるため、多くのEVM互換ブロックチェーンが立ち上がっており、そのほとんどはイーサリアムプロトコルよりも低ガスで高速なトランザクション速度を提供しています。その結果、これらのブロックチェーンはイーサリアムユーザーとシームレスにやり取りできるようになり、ブロックチェーンブリッジを使用して独自のネットワークへの資金送金を容易にしています。

ただし、イーサリアムプロトコルは 2022 年 9 月にマージを正常に完了したため、次の目標は EVM からイーサリアム WebAssembly (eWASM) に移行することです。高度にモジュール化され、プラットフォームに依存しないように設計された eWASM は、イーサリアムプロトコルの次の変革者として宣伝されており、他のブロックチェーンがスマートコントラクトにもこのランタイム環境を採用するきっかけとなる可能性があります。ただし、eWASM が EVM に取って代わるスマートコントラクトの最も信頼できるメカニズムになるかどうかは、時間が経てば解決する問題です。

リアクションを追加