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パラレルEVMの完全な説明：EVMパブリックチェーンのギミックまたは最終ゲーム

2024/06/03 22:15

従う

1.1.並列EVMとは

並列イーサリアム仮想マシン（パラレルEVM）は、従来のイーサリアム仮想マシン（EVM）のアップグレード版であり、競合しない複数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のトランザクションスループットを向上させ、トランザクションの処理速度と効率を高めます。

イーサリアム仮想マシン（EVM）はイーサリアムネットワークのコンセンサスと実行メカニズムです。イーサリアム仮想マシン（EVM）は、イーサリアムネットワークのコンセンサスと実行メカニズムであり、トランザクションの処理と実行を担う。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はシーケンシャルです。各トランザクションは1つずつ処理されなければならず、線形に順序付けられたプロセスを形成する。このアプローチは単純ではあるが、特にトランザクションの量が増えるとボトルネックにつながる可能性がある。各トランザクションが順番が回ってくる前に待ち時間を通過しなければならないため、処理時間が長くなり、潜在的な待ち時間とより高いコスト（ガス料金の観点から）につながる可能性がある。

並列EVMは、競合しない複数のトランザクションを同時に処理することで、ブロックチェーンのスループットと実行速度を大幅に向上させます。例えば、ボブが交換を行い、アリスが新しいNFTを鋳造し、エリックが検証者に資金を誓約したい場合、これらのトランザクションは順次ではなく同時に処理できるため、トランザクションの処理時間とコストを削減できます。この並列処理機能により、ブロックチェーンはより多くのトランザクションをより短時間で処理することができ、従来のブロックチェーンシステムの混雑問題を解決することができます。

現在のEVMでは、次のような仕組みになっています。現在のEVMアーキテクチャでは、最もきめ細かい読み込みと書き込みの操作はsloadとsstoreで、それぞれステートトライの読み込みと書き込みに使用されます。したがって、この2つの操作で異なるスレッドが競合しないようにすることが、並列/並列EVMを実装するための直接の入り口となります。実際、Etherでは、「アクセスリスト」と呼ばれる特別な構造を含む特別なタイプのトランザクションがあり、トランザクションが読み取りと変更を行うストアのアドレスを運ぶことができます。そのため、これはスケジューラベースの並行性アプローチを実装するための良い出発点となります。

システム実装

1.Scheduler-based concurrency

2.Scheduler-based concurrency

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アクセス・リスト: アクセス・リストは、トランザクションが実行される前に、そのトランザクションによって読み取られ変更されるストレージ・アドレスを事前に決定するために使用されます。アクセスリストには、各トランザクションでアクセスされる必要のあるすべての状態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、異なるスレッドで実行されるトランザクションを配置し、同時のトランザクションが同じストレージアドレスにアクセスしないようにし、競合を回避します。
同時実行：実際には、複数のトランザクションが異なるスレッド上で同時に実行されることがあり、スケジューリングアルゴリズムは、それらの間に依存関係や競合がないことを保証します。

2. マルチスレッドEVMの例

複数のEVMをインスタンス化する: 1つのノードに複数のEVMをインスタンス化する。strong>：単一ノード上に複数のEVMインスタンスを作成し、それぞれが独立してトランザクションを実行および処理できます。
トランザクションの割り当て：何らかのポリシー（ハッシュ、タイムスタンプなど）に従って、処理するトランザクションを異なるEVMインスタンスに割り当てる。
並列実行：各EVMインスタンスは、割り当てられたトランザクションを独自のスレッドで実行し、並列処理を可能にするために複数のインスタンスを同時に実行することができます。

3. システムレベルのシャーディング

Data sharding: ブロックチェーンの状態全体を複数のスライスに分割する。ブロックチェーンの状態全体を複数のスライスに分割し、それぞれがグローバルな状態情報の一部を含む。
スライスノード：各スライス上で稼働する複数のノードで、それぞれがそのスライス内のトランザクションと状態の維持と処理に責任を持つ。
クロススライス通信：クロススライス通信プロトコルを介して、異なるスライス間のトランザクションのデータ一貫性とグローバルな順序付けを保証します。クロススライス通信は、クロススライスメッセージングとクロススライスロックメカニズムを使用して実現できます。
並列処理：各スライス内のノードは、そのスライス内のトランザクションを独立して処理することができます。strong> 3.ヘッダー項目

モナドの並列EVM:
1. 並列実行の実装
- 最適な実行方法: ブロック内の以前のトランザクションが完了する前に、後続のトランザクションの実行を開始すると、実行結果が不正確になることがあります。この問題に対処するため、Monadはトランザクション実行で使用される入力を追跡し、以前のトランザクションの出力と比較する。不一致が見つかった場合、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。
- 静的コード分析： Monadは静的コード分析器を使用して、実行中のトランザクション間の依存関係を予測し、効果的でない並列実行を回避します。最良の場合、Monadは多くの依存関係を事前に予測します。最悪の場合、Monadは単純な実行モデル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：ペアBLS署名を使用することでスケーラビリティ問題を解決し、公開鍵に関連付けられた共有署名付きメッセージを証明する単一の署名に署名を徐々に集約できるようにする。
- ハイブリッド署名シナリオ：BLS署名は集約可能なメッセージタイプ（ポーリング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正性は依然としてECDSA署名によって提供されます。
3. 遅延実行
- より優れたフォールトトレランス：実行はコンセンサスに追いつくだけでよいので、このアプローチは特定の計算のタイミングのばらつきに寛容です。
- Merkle root latency: ステートマシンの複製を確実にするため、Monadはブロック提案にdブロックのレイテンシーを持つMerkleルートを含みます。これにより、ノードの実行エラーや悪意のある振る舞いがあっても、ネットワーク全体の一貫性が保証されます。
現在、Monadの並列EVMは、わずか1秒のブロックタイムで毎秒10,000トランザクションの処理をサポートし、PoSメカニズムを使用してネットワークセキュリティとエネルギー効率を高め、2024年第3四半期にメインネットワークを立ち上げる予定です。
公式アカウントはツイッターでも28万3000人のフォロワーを集め、熱狂的で活発なコミュニティを支配している。特にイーサコミュニティはモナドの近日中のローンチに非常に興奮しているようで、モナドは早期のハイプと採用を利用するのに良いポジションにいることになる。
プロジェクトの背景として、Monad Labsは2023年2月と今年4月に2回の資金調達ラウンドを完了しました。今年4月9日にクローズした2億2500万ドルの資金調達ラウンドは、パラダイムが主導し、エレクトリック・キャピタルを含む他の投資家が参加した。2023年にクローズした1900万ドルのシードラウンドは、ドラゴンフライ・キャピタルが主導し、プレースホルダー・キャピタル、レムニスキャップ、Shimaドラゴンフライ・キャピタルが主導し、プレースホルダー・キャピタル、レムニスキャップ、シーマ、ファイナリティ・キャピタル、エンジェル投資家のナバル・ラヴィカント、コビー、ハスが参加した。
モナドチームは、ブロックチェーン分野のトッププロジェクト出身のメンバーで構成されています。Monadの共同設立者でCEOのKeone Hon氏は、以前はJump Tradingで高頻度取引部門を率いていました。彼はマサチューセッツ工科大学を卒業している。もう一人の共同設立者であるジェームス・ハンセイカーは、ジャンプ・トレーディングのシニア・ソフトウェア・エンジニアで、アイオワ大学を卒業している。さらに、ユーニス・ジアルタはモナドの共同設立者兼COOで、以前は従来のフィンテック分野で豊富な経験を積んでいた。ユーニスはシャッターストックの決済とインフラ・ライセンス部分に携わり、ブロードウェイ・テクノロジーで企業取引システムを構築した開発チームを率いていた
SEIネットワークは、分散型金融（DeFi）インフラに焦点を当てたレイヤー1のブロックチェーンで、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で、SEI Networkは注文のマッチングを並列で行い、高速、低コスト、幅広い取引アプリケーションをサポートする専用機能という目標を達成しています。SEIの平均ブロックアウト時間は0.46秒で、80以上のアプリケーションがあります。
SEIのパラレルEVMネットワーク：
1. Smart Block Propagation and Optimistic Block Processing: トランザクション処理時間を加速し、関連するすべてのトランザクションハッシュのリストを提供することでトランザクション完了までの時間を短縮します。
  スマートブロックプロパゲーションと最適化ブロック処理: すべての関連するトランザクションハッシュを提供することにより、トランザクション処理時間を加速し、待ち時間を短縮してスループットを向上させます。
2. Local Order Matching Engine: 現在一般的に使用されている自動マーケットメーカー（AMM）とは異なり、SEIはオンチェーンオーダーブックを使用して、特定の価格での売買注文をマッチングします。すべてのCosmosベースの分散型アプリケーション（dApps）は、SEIのオーダーブックと流動性にアクセスできます。
3. フリークエント・バルク・オークション（FBA）：取引をバッチにまとめ、各ブロック内で同時に注文を執行し、注文の暴走やMEVを防ぎます。align:center">
  SEIネットワークは現在、独自のネイティブトークンであるSEIを発行しています。SEIコインは、Sei Networkのエコシステム内で以下のような多くの役割を果たします：
  1. 取引手数料：SEIコインは、Sei Networkのエコシステム内で以下のような多くの役割を果たします。SEIコインはSeiネットワークで発生する取引手数料の支払いに使用されます。これらの手数料は検証者のインセンティブとして機能し、ネットワークのセキュリティに貢献します。
  2. 誓約：ユーザーはSEIコインを誓約して報酬を獲得し、Seiネットワーク全体のセキュリティを高めることができます。
  3. ガバナンス：SEIトークン保有者は、Seiネットワークのガバナンスに積極的に参加することができます。この参加には、提案に対する投票やバリデーターの選出が含まれます。
  SEIのトークン総供給量は100億です。の総供給量は100億ドルで、そのうち51%がSeiコミュニティに割り当てられる。このうち48%はエコシステム用に確保され、誓約者や貢献者、検証者や開発者に報酬が与えられる。さらに3%（または3億SEI）がエアドロップの第1四半期に割り当てられ、残りは個人投資家、財団、Seiチームに割り当てられる。
  5月30日現在、SEIトークンの価格は以下の通りです。24時間の取引量は78,970,605ドルで、市場参加者が多い。
  SEIネットワークは現在、1,800万ドルのTVL、合計約5,500万ドルの資金調達、82億ドルのFDV、66万6,000人のフォロワーを持つ公式Twitterアカウントを持っています。
  SEIネットワークの共同設立者であるジェフ・フェン氏は、カリフォルニア大学バークレー校を卒業。ゴールドマン・サックス証券でテクノロジー投資銀行家として3年を過ごした後、コアチュー・マネジメントでベンチャーキャピタルに転身した。もう一人の共同設立者であるジェイエンドラ氏はUCLA卒で、元フェイスブックのソフトウェア・エンジニアリング・インターンである。strong>
  Eclipse は、Solana 仮想マシン (SVM) を搭載した Ether ベースの次世代楽観的レイヤー 2 ソリューションです。EtherにSVMを導入することで、Etherの決済、Solana Virtual Machine（SVM）の実行、Celestiaのデータ可用性、RISC Zeroのゼロ知識証明といった複数の技術を組み合わせ、複数の処理を同時に実行できる大規模な同時実行環境を提供し、ネットワークのスループットと効率を向上させるとともに、輻輳とトランザクションコストを削減します。このアーキテクチャにより、EclipseはdAppsのスケーラビリティとユーザーエクスペリエンスの向上を目指しています。
  エクリプスの主な特徴
  1. 高いトランザクションスループット：
  EclipseはSVMと並列実行技術を活用し、非常に高いトランザクション処理能力を達成し、同時に何千ものトランザクションをサポートします。
  2. Instant Final Certainty:
  パイプライン化されたコンセンサスメカニズムにより、各ブロックのトランザクションの即時完了と最終的な確実性を実現します。トランザクションの即時完了と最終的な確実性。
  3. イーサネット互換性：
  Eclipseはイーサネット仮想マシン（EVM）と完全に互換性があります。開発者は既存のイーサネットアプリケーションを Eclipse に簡単に移植できます。
  4. データ可用性:
  Celestiaソリューションが提供するデータ可用性を活用することで、高いスループットを確保しながら、既存のEthernetアプリケーションをEclipseに簡単に移植することができます。データを安全かつ検証可能な状態に保ちながら、高いスループットを確保する。
  5. 知識ゼロの証明：
  RISCゼロを使用して知識ゼロの不正証明を達成し、システム効率とセキュリティを向上させます。
  不正を証明し、システムの効率とセキュリティを向上。
  Eclipseの並列EVM
  Eclipseは、Solana仮想マシン（SVM）を統合することにより、並列EVMを実装しています。このテクノロジーにより、トランザクション処理の速度と効率が劇的に向上します。
  1並列実行：
  - Technical Principle: EclipseはSVMのSealevelランタイムを使用しています。Sealevelランタイムを使用し、オーバーラップしないトランザクションを順次ではなく並列に実行できるようにします。
  - Implementation: 各トランザクションの実行中に読み書きされるすべての状態を明示的に記述することで、SVMは重複状態を含まないトランザクションを並列に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. イーサネットの互換性:
  - NeonEVMの統合: EVMの互換性のために、EclipseはNeon EVMと統合し、EclipseメインネットがEtherバイトコードとEthereum JSON-RPCの両方をサポートできるようにします。
  - 一言で言えば、Eclipseの設計ロジックは、トランザクションはSolanaのSVMで実行され、決済はEtherのままというものです。
  プロジェクトの背景として、Eclipseは2022年9月にPolychain、Polygon Ventures、Tribe Capital、Infinity Ventures Crypto、Cisco、Polygon Ventures、Ciscoから1500万ドルの資金調達ラウンドを終了した。Ventures Crypto、CoinListなどである。さらに今年3月11日には、PlaceholderとHack VCが共同主導する5000万ドルのシリーズAラウンドの資金調達も完了し、資金調達総額は6500万ドルに達した。
  エクリプスの共同創業者兼CEOのニール・ソマニ氏は以前、Airbnb、Two Sigma、Oasis Labsなどの企業で経験を積み、最高経営責任者（CCO）のビジェイ氏はユニスワップとdYdXチームの元事業開発ディレクターだった。CCOのビジェイは、ユニスワップとdYdXチームの元事業開発担当役員です。strong>
  1.データ競合と読み取り/書き込み競合:
  並列処理環境では、異なるスレッドによる同じデータの同時読み取りと変更は、データ競合と読み取り/書き込み競合につながる可能性があります。このような状況では、データの一貫性と競合のない操作の実行を保証するために、複雑な技術的ソリューションが必要になります。
  2. Technical compatibility：
  並列処理への新しいアプローチは、既存のEtherNetwork Virtual Machine（EVM）標準とスマートフォンとの互換性が必要になります。(EVM）標準とスマートコントラクトコードとの互換性が必要です。この互換性により、開発者は並列EVMを最大限に活用するための新しいツールや方法を学び、使用する必要があります。
  3. エコシステムへの適応：
  ユーザーと開発者は、並列処理がもたらす新しい相互作用パターンとパフォーマンス特性に適応する必要があります。
  ユーザーと開発者は、並列処理がもたらす新しいインタラクション・パターンとパフォーマンス特性に適応する必要があります。
  4. システムの複雑性の増加：
  並列EVM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を必要とし、システム設計の課題を増加させます。
  並列EVM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を必要とします。また、コンピューティングリソースのインテリジェントな管理と割り当ても重要な課題であり、並列処理中のリソースの効率的な利用を保証します。
  5. セキュリティ:
  並列実行環境におけるセキュリティの脆弱性は、以下のように拡大する可能性があります。単一のセキュリティ問題が、同時に実行される複数のトランザクションに影響する可能性がある。その結果、システムのセキュリティを確保するために、より厳格なセキュリティ監査とテストのプロセスが必要になります。
  1. ブロックチェーンのスケーラビリティと効率を高める：
  並列EVMはブロックチェーンの処理能力と処理速度を劇的に向上させます。従来の逐次処理の限界を打ち破り、ブロックチェーンのスループットと処理速度を劇的に向上させます。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する。
  2. ブロックチェーン技術の普及と発展を牽引：
  技術的な課題にもかかわらず、パラレルEVMは、ブロックチェーン技術の普及と発展を牽引する大きな可能性を秘めています。EVMは、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大きな可能性を秘めています。実装に成功し、広く採用されれば、ブロックチェーン技術の普及と成長が促進されるでしょう。
  3. 技術革新と最適化：
  パラレルEVMの開発には、技術的な課題が伴います。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です。これらの技術革新により、並列EVMの性能と信頼性がさらに向上します。
  4. より多様で複雑なアプリケーションのサポート：
  並列EVMは、より複雑で多様な分散型アプリケーション（decentralised applications）をサポートします。特に、分散金融（DeFi）、ゲーム、サプライチェーン管理など、高頻度のトランザクションと低レイテンシーを必要とするシナリオでは、多様な分散型アプリケーション（dApps）をサポートします。
  参考文献：
  https://www.coinlive.com/news/comprehensive-interpretation-of-parallel-evm-project-overview-and-future-prospects
  https://medium.com/@alibertaysolak/what-is-parallel-evm-70451db5f327