Ethereum 仮想マシン (EVM) について

イーサリアム仮想マシン (EVM) はイーサリアムのブロックチェーンテクノロジーの中核として機能し、スマートコントラクトに最も好まれているブロックチェーンとしての地位を支えています。この仮想マシンは、スマートコントラクトの実行に不可欠であるだけでなく、イーサリアムの運用ダイナミクスにも重要であり、ガス料金などの側面に影響を与えます。 EVM は、その主要な本拠地を超えて、 PolygonやBinance Smart Chainを含む他の主要なブロックチェーンに影響力を拡大し、その広範な有用性を示しています。

EVM の注目すべき点は、開発者が分散型アプリケーション ( DApps ) やその他のさまざまなアプリケーションを作成できるようにするランタイム環境としての役割です。これはイーサリアムのブロックチェーンアーキテクチャの中心であり、一般にスマートコントラクトとして知られるアプリケーションコードを実行し、イーサリアムネットワーク上でこれらのコントラクトをサポートする環境を提供します。 EVM のチューリング完全な性質は、任意のプログラミング言語で書かれたプログラムを実行できることを意味します。この機能により、拡大するWeb3ドメインに合わせたカスタムスマートコントラクトや DApp の開発が大幅に容易になります。

さらに、暗号通貨投資家の間でのイーサリアムの人気は、現在時価総額で第 2 位の暗号通貨であるネイティブ ETHトークンによって強化されています。ただし、開発者コミュニティにとってのイーサリアムブロックチェーンの魅力は、ネイティブトークンを超えています。これは主に、EVM の柔軟性、EVM が提供する広範な開発者ツール、およびイーサリアムの充実したユーザーベースによって推進されています。ネットワーク内のすべてのノードと対話し、スマートコントラクトの実行を管理し、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率的に処理できる EVM の機能により、現在存在する最も強力な仮想マシンの 1 つとしての地位が確固たるものとなります。

イーサリアム仮想マシンとは何ですか?

イーサリアム仮想マシン (EVM) はイーサリアムブロックチェーンの重要なコンポーネントであり、開発者向けの仮想コンピューターまたはソフトウェアプラットフォームとして機能します。このイノベーションにより、分散型アプリケーション (DApp) の作成と展開、およびイーサリアムネットワーク上でのスマートコントラクトの実行が可能になります。 2013 年にVitalik Buterinによって概念化された EVM は、イーサリアムネットワークの中心として登場し、イーサリアムブロックチェーン内の各ブロックの状態を決定する基本的な役割を強調しています。

EVM の設計は分散型であり、中央のコンピューターやクラウドを使用せずに動作し、代わりにノードのネットワークを利用します。これらのノードは多数のコンピューターに分散され、EVM コードを実行して同期し、イーサリアムでのソフトウェア開発を容易にします。 EVM はチューリング完全性で知られており、あらゆる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実行し、AI や暗号化などの複雑な計算を幅広く実行できます。この多用途性により、Play-to-Ear ゲームから暗号通貨の貸し借りアプリケーションに至るまで、さまざまな DApps の開発が可能になります。

さらに、EVM は分散ステートマシンとして機能し、イーサリアムネットワークのトランザクションデータベースの維持に不可欠です。そのランタイム環境は、イーサリアム独自のスクリプト言語であるSolidityを実行するために重要であり、それにより、いつでも実行されるコードについてすべてのノード間で合意が得られます。

EVM はその開始以来、何度か反復され、さまざまな実装の進化につながりました。トランザクション中の揮発性のマシン状態と、イーサリアムブロックチェーン上のアカウント情報をカプセル化する安定したグローバル状態という二重の性質が、その複雑さと効率性を際立たせています。現在、EVM はイーサリアムエコシステムの基礎であり続けており、分散型アプリケーションのセキュリティと柔軟性、およびブロックチェーンの全体的な機能にとって不可欠です。

イーサリアム仮想マシンの仕組み

イーサリアム仮想マシン (EVM) はイーサリアムブロックチェーンの中心となる動的プログラムであり、主にネットワーク内のさまざまな操作を容易にするスクリプトを実行します。このマシンは、イーサリアムブロックチェーン上に新しいトークンを作成し、一連の命令またはアルゴリズムであるスクリプトを解釈してネットワークの操作を効果的に指示するプロセスを簡素化します。コマンドを実行し、新しいトークンをシームレスに生成するには、ネットワークノードへのアクセスが不可欠です。

イーサリアムの重要な機能は、お金と情報の転送を合理化するコンピューターコードの一部であるスマートコントラクトです。スマートコントラクトは、特定の条件に基づいて特定の結果を保証するために作成者によって事前に設定されます。 EVM はチューリングの完全な環境を提供します。つまり、あらゆる計算可能な関数を実行でき、スクリプトとスマートコントラクトのための堅牢なプラットフォームになります。

Ethereum エコシステムでは、EVM は開発される分散型アプリケーション (DApps) の基盤を提供することで重要な役割を果たします。これにより、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とスマートコントラクトが、スマートコントラクトコードの意図に従って正確に実行されることが保証されます。基本的に、EVM はブロックチェーン上での DApp の作成と運用を促進します。

Ethereum 仮想マシンは、次の 2 つの主要な要素で構成されます。

EVM コア: この部分は Solidity ソースコードを実行します。 C++ で書かれ、LLVM をコンパイラとして利用する EVM コアは、スマートコントラクト仮想マシンに望ましい機能を備えた包括的な仮想マシンです。これには、複数のプログラミング言語のサポート、高度なセキュリティ機能、さまざまなランタイム環境、カスタム EVM バイトコードを作成する機能が含まれます。
Uncles と EVM Assembly : 「Uncles」とは、プログラムのメタデータを保存するのに役立つ、ブロックチェーンに保存されているスマートコントラクトまたはデータの断片を指します。 EVM バイトコードを表す EVM アセンブリは、開発者にとってプログラミング言語として機能します。

さらに、EVM には次のような機能が含まれています。

アクション: メモリに格納されているアセットに対して実行される基本的な操作 (算術演算など)。
Balance : EVM のメモリの一部として保存され、その時点で利用可能な Ether の量を反映します。
Block と Blockhash : ブロックは、イーサリアム関連のすべてのアクションとトランザクションに不変のストレージを提供します。 Blockhash は、各ブロックの一意の識別子です。
ブロック番号: ブロックチェーン内の特定のブロックの順序を示します。
コードとコードハッシュ: EVM によって実行されるコードとその一意のハッシュ。関数の実行ごとに変化します。
CodeSize : コードのサイズ (バイト単位)。
GasLimit : EVM の重要な側面で、ユーザーが操作を実行するためのガス制限を設定できるようにします。

全体として、EVM の洗練された構造と機能により、EVM はイーサリアムネットワークの不可欠な部分となるだけでなく、開発者とユーザーにとって同様に強力なツールとなり、ブロックチェーンの効率と拡張性が向上します。

イーサリアム仮想マシンの長所と短所

イーサリアム仮想マシン (EVM) はブロックチェーン開発の基礎であり、開発者に優しい環境と多くの利点で知られていますが、一定の制限もあります。考慮すべき重要な点は次のとおりです。

イーサリアム仮想マシンの利点

クロスブロックチェーンサポート: EVM はバイトコード互換のスマートコントラクトをサポートする機能により、さまざまなブロックチェーンにわたって多用途に使用できます。この機能は、Polygon や Avalanche などの複数のブロックチェーンで利用され、EVM の堅牢なエコシステムを活用できるようになります。
分離されたサンドボックス環境: EVM は同じコンピュータネットワーク内で各コードセグメントを個別に動作させ、1 つのアプリケーションの実行がブロックチェーンの残りの部分やノードコンピュータに保存されているデータに影響を与えないようにします。この分離により、迅速かつ効率的な開発が促進されます。
柔軟な開発機能: EVM は、dApp、 DeFiプラットフォーム、ゲーム、 NFT などのさまざまなアプリケーションにとって重要な、複雑でカスタマイズされたスマートコントラクトの実行に優れています。さらに、EVM は広大な開発者コミュニティによって取り囲まれており、ソフトウェア構築プロセスが簡素化されています。
オペレーティングシステム間の相互互換性: ブロックチェーンネットワーク内では MacOS、Windows などのオペレーティングシステムが多様であるため、互換性のあるソフトウェアの開発は困難な場合があります。 EVM は、個別のコードベースを必要とせずに、複数のオペレーティングシステム間でプログラムを標準化して実行できるようにすることで、この問題に対処します。

イーサリアム仮想マシンの欠点

高い取引コスト (ガス料金) : EVM を使用することの最も重大な欠点の 1 つは、暗号ガス料金が高いことです。 EVM のスケーラビリティ制限により、特にネットワークトラフィックが多い時期には、これらの料金が急速に上昇する可能性があります。
スケーラビリティの課題: EVM は 1 秒あたり有限数のトランザクションしか処理できません。この制限によりネットワークの混雑が増大し、ガス料金がさらに高騰する可能性があります。
スマートコントラクトの導入コスト: イーサリアムの人気の性質により、カスタムスマートコントラクトや大規模なアプリケーションの導入にはコストがかかる可能性があります。開発者は効率を高めるために契約を最適化し、冗長なコードや不要な機能を排除する必要があり、イーサリアムブロックチェーン上の高額なストレージコストも考慮する必要があります。
スマートコントラクトの不可逆性: 一度デプロイされると、ブロックチェーン上のスマートコントラクトを変更することはできません。この不変性は、展開後にバグや脆弱性が発見された場合に問題を引き起こし、契約全体の再展開が必要となり、追加コストが発生する可能性があります。

要約すると、イーサリアム仮想マシンは、柔軟性、相互互換性、開発者向けのサポート環境の点で大きな利点を提供しますが、スケーラビリティ、コスト、スマートコントラクトの不可逆性の点で課題も抱えています。これらの要素は、イーサリアムブロックチェーンでの開発を検討している人にとって重要な考慮事項です。

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