紹介

ブロックチェーン技術は継続的な進化の過程にあり、仮想マシン（VM）はブロックチェーンスマートコントラクトの実行環境として重要な役割を果たしています。VMはセキュリティ、パフォーマンス、開発者の体験にとって重要です。近年、アプリケーションシナリオがより複雑になり、頻繁な相互作用の需要が増加するにつれて、従来のイーサリアム仮想マシン（EVM）にはいくつかの制限が露呈しています。本文では、altVM（Alternative Virtual Machines）の開発軌跡、技術的な利点、および将来のトレンドについて探っていきます。

altVM とは

データソース: https://x.com/initia/status/1875329045975724036

altVMとは、イーサリアム仮想マシン(EVM)以外の仮想マシンソリューションを指します。これらの代替品は、セキュリティ、性能、開発の柔軟性などの分野における従来の評価基板 (EVM) の欠点に対処するように設計されています。altVMは、革新的なアーキテクチャと言語サポートを通じて、スマートコントラクトのためのより効率的で安全な実行環境を提供し、ブロックチェーン開発者にプロジェクトのための強化されたツールを提供します。

なぜaltVMが必要なのでしょうか？

ブロックチェーン技術の急速な発展は、基盤インフラの基準を引き上げました。 Ethereum Virtual Machine（EVM）がスマートコントラクトの実行のための初期の解決策として登場するにつれて、徐々に一連の制限が明らかになりました。 altVMの出現は、これらの問題を解決し、ブロックチェーンエコシステムをより安全で効率的、かつ柔軟な未来に向けて推進することを目指しています。

データソース:https://x.com/initia/status/1875329045975724036

EVMの制限

現在のEthereum Virtual Machine（EVM）の主要な問題点は次のとおりです:

• セキュリティ不足：EVMの設計では、スマートコントラクトの「無制限の認可」メカニズムが簡単に脆弱性を引き起こす可能性があります。例えば、ユーザーが権限を与えた後に取り消すことができなくなるため、資産の盗難につながることがあります。CertiKの2024年の年次報告によると、スマートコントラクトの脆弱性や無制限の認可などの問題により、イーサリアムチェーン上で7億4000万ドル以上の資産が失われました[2]。
• パフォーマンスボトルネック：EVMのシングルスレッド処理モデルにより、トランザクションのスループットが制限され（Ethereumはおおよそ15トランザクション/秒を処理）、ガス料金が不安定になります。高頻度取引シナリオ（例：DeFi、GameFi）では、これによりユーザーエクスペリエンスが著しく制限されます。

データソース:https://x.com/initia/status/1875329045975724036

• 開発者の柔軟性の制限:EVMはSolidity言語しかサポートしていないため、開発者は特定の構文を学習する必要があり、従来のプログラミング知識を再利用するという課題に直面しています。

複雑なアプリケーションシナリオがもたらすニーズ

• 高頻度取引の需要:分散型取引所(DEX)とNFT市場の爆発的な普及により、従来のEVMベースのチェーンは高頻度取引をサポートするのに苦労しています。例えば、SolanaのSVMは、その並列処理能力により、Jupiter Exchangeでの毎日10億ドル以上の取引をサポートすることに成功しています。
• クロスチェーンの相互運用性:マルチチェーンエコシステムの台頭により、異なるプロトコルと互換性のある仮想マシンが必要とされています。たとえば、FluentはEVM、SVM、WASMを統合しているため、開発者は同じアプリケーション内の異なるチェーンから関数を呼び出すことができます。
• プライバシーコンピューティングとコンプライアンスニーズ：EVMにはネイティブのプライバシー保護メカニズムが欠けています。対照的に、altVM（例：AleoのLeoVM）はゼロ知識証明（ZKP）を使用してプライバシートランザクションを可能にし、企業レベルのコンプライアンスニーズに対応しています。

主要な代替VMとそれらの技術的特徴

EVMの設計では、固有のセキュリティ脆弱性、パフォーマンスのボトルネック、開発者の柔軟性の欠如が徐々に明らかになっています。これらの制限は、現在、ブロックチェーンアプリケーションの大規模な拡張と効率的な運用に大きな障壁となっています。これらの問題に対応して、業界は新しいスマートコントラクト実行環境であるaltVMを模索し始めています。

MoveVM (Aptos/Sui)

はじめに：

MoveVMはもともとFacebook(現在はDiemプロジェクトとして知られています)によって提案され、現在ではAptosやSuiなどのブロックチェーンプラットフォームで広く使用されています。これは、論理エラーによって引き起こされる資産の誤用や重複を防ぐために、資産セキュリティのために特別に設計されたリソース指向プログラミングパラダイムを採用しています。

データソース: https://www.radixdlt.com/blog/thoughts-on-suis-movevm

MoveVMの技術的な特徴

• MoveVMでは、資産は「リソース」として扱われ、それは非複製可能であり、自由に破壊することができません。これにより、資産の状態の一貫性が確保されます。
• 開発者は、モジュラープログラミングを使用して再利用可能でより簡単に監査可能な契約モジュールを作成できます。
• 同時に、MoveVMは1つのトランザクション内で複数の操作を統合することを可能にし、トランザクションの効率を向上させます。

MoveVMの利点

• 高いセキュリティ：リソースセキュリティモデルは、従来のスマートコントラクトに見られる一般的な認可の脆弱性を効果的に回避します。
• 高い柔軟性:モジュール設計と強力な型チェックにより、開発者は複雑なビジネスロジックをより厳密に構築できます。
• 効率的な実行:プログラム可能なトランザクションブロックにより、複数のオンチェーンインタラクションの必要性が減り、ガス消費量と遅延が削減されます。

Solana 仮想マシン (SVM)

紹介：

ソラナ仮想マシン（SVM）は、高頻度、低レイテンシーの取引シナリオのニーズを特に満たすように設計されたソラナブロックチェーンの実行環境です。並列取引処理をサポートし、金融グレードのアプリケーションにとって重要なインフラストラクチャです。

データソース:https://squads.so/blog/solana-svm-sealevel-virtual-machine

Solana Virtual Machine(SVM)の技術的特徴

• Solanaの独自のSealevelランタイムを活用して、SVMは同時に数千の並列トランザクションを処理できます。
• 基盤となるハードウェアの使用率を最適化することで、SVM は低レイテンシのトランザクション確認を実現します。

SVMの利点

• 極めて高いスループット：大規模な並列トランザクションをサポートし、高頻度取引や金融アプリケーションに適しています。
• 低レイテンシー：最適化された設計により、トランザクションの確認時間が大幅に短縮されます。
• 効率的なリソース使用率: 高度に最適化されたランタイム環境により、システムリソースの効率的なスケジューリングと使用率が保証されます。

CosmWasm (Cosmosエコシステム)

はじめに：

CosmWasmは、Cosmosエコシステム内のWebAssembly(WASM)上に構築されたスマートコントラクトプラットフォームです。これにより、開発者はRustやC/C++などのさまざまなプログラミング言語でスマートコントラクトを作成でき、Solidityなどの他のプラットフォームよりも柔軟性があります。

データソース:https://cosmwasm.cosmos.network/

CosmWasmの技術的特徴

• 開発者は、Rust、C、およびC++などの言語を使用して契約を記述でき、Solidityの制限を打破できます。
• WASMバイトコードは厳密なサンドボックス内で実行され、ホスト環境へのコントラクトのアクセスを制限し、悪意のあるコード攻撃を防ぎます。
• CosmWasmはCosmos SDKのモジュールとして、ステーキングやガバナンスなどのネイティブチェーン機能を直接呼び出すことができます。

利点

• 強力なスケーラビリティ: WASM の汎用的な性質により、CosmWasm はさまざまなハードウェア プラットフォームで効率的に実行できます。
• セキュアサンドボックス：契約は孤立した環境で実行され、メインチェーンへの潜在的なセキュリティリスクが低減されます。
• 開発の柔軟性：マルチ言語サポートにより、開発の敷居が低くなり、エコシステム内で多様なアプリケーションの展開が促進されます。

流暢なハイブリッド環境

紹介

フルエントハイブリッド実行環境は、EVM、SVM、およびWASMなどの異なる仮想マシン（VMs）の利点を統合し、仮想マシン間で互換性のある統一された実行レイヤーを提供することを目的とした新興のコンセプトです。

技術的特徴

• 複数仮想マシンの統合: 基盤となるさまざまな VM 間の違いを抽象化してカプセル化することで、Fluent は 1 つのプラットフォーム上のさまざまな実行エンジンからのタスクをスケジュールできます。
• クロスチェーンの相互運用性:スマートコントラクトと異なるブロックチェーンの資産が同じ環境内で相互作用し、シームレスな統合を可能にします。

利点

• Cross-VM Compatibility: Fluentは複数の仮想マシン環境を同時にサポートし、開発者に統一された開発インターフェースを提供します。
• 相互運用性の強化:異なるブロックチェーン間の障壁を打ち破り、資産とデータの自由な流れを促進します。
• 統合された補完的な利点：さまざまなVMの技術的な強みを組み合わせることで、システムの性能とセキュリティを最大限に引き出します。

主要なaltVMの利点と欠点の比較

前のセクションでは、セキュリティ、パフォーマンス、開発の柔軟性における主流のaltVMの技術的ブレークスルーについて詳しく説明しました。以下の表では、altVMが提供する効率的な実行、クロスチェーンの相互運用性、およびリソースセキュリティ管理の利点により、EVMとaltVMをさまざまな次元で比較しています。

altVMsの将来の開発トレンド

ブロックチェーン技術と市場の需要の進化は、逆転不可能な推進力を生み出しました。 高頻度取引からプライバシーの遵守、マルチチェーンの連携からAIの統合まで、伝統的なEVMアーキテクチャはこれら新興シナリオの需要を満たすのに苦労しています。 AltVMの台頭は技術の繰り返しと産業の「単一のパラダイム」から「多次元の共生」への変革の必然的な選択によるものです。 以下の分析では、3つの中核的なトレンドが強調されています:

チェーンの抽象化:ユーザーのための「シームレスなクロスチェーン」の究極の形

ユーザーにとって究極の「シームレスクロスチェーン」の形が徐々に現実味を帯びてきています。統一されたインタラクションレイヤーを設計することで、複数のチェーンの状態と実行環境を集約し、ユーザーは仮想マシン間の根本的な違いを意識することなく対話することができます。例えば、Particle NetworkのUniversalXプロトコルでは、ユーザーは1つの口座でEVM、SVM、MoveVMチェーンをまたいで取引することができ、ガス代はプロトコルによってチェーン間で自動的に決済されます。

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さらに、インテント中心の設計はユーザー操作をさらに簡略化します。ユーザーは、「最高の価格でトークンAを購入する」といった意図を宣言するだけでよく、バックエンドは自動的に最適な実行パス（たとえば、Solanaで注文を出し、Ethereumで決済するなど）をマッチングします。Skateの状態不要のアプリケーションは、ユーザーが資産をチェーン間で移動する必要なく、TONチェーンウォレットを介してPolygon上のPolymarketと直接やり取りできる典型的なケースです。状態はSkateのメインチェーンによって中央管理されています。
「チェーン署名」を使用したNEARのチェーン抽象化プロトコルは、統一されたマルチチェーンアカウントシステムを実現しており、すでにビットコインやイーサリアムを含む8つのチェーン間の相互作用をサポートしています。

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チェーン抽象化の将来の影響は多面的になります:

• 開発者は1クリックで複数のチェーンにアプリケーションを展開し、ユーザーと流動性を共有することができます。
• Web2ユーザーは、複雑なマルチチェーンロジックを学ぶ必要がなく、エントリーバリアを大幅に低く抑えることができ、その結果、ユーザーの成長が促進されます。[4]

AIとブロックチェーンの統合

altVM は、AI の高パフォーマンス基盤を提供し、その緊密な統合を促進します。取引ボットやデータ分析ツールなどのAIエージェントは低遅延環境に依存しており、SVMが提供する65,000TPSとMoveVMの並列処理機能により、ミリ秒レベルのフィードバックをサポートできます。

さらに、altVMは、AIモデルの推論に必要なハイパフォーマンスコンピューティングを効果的にサポートします。たとえば、CosmWasm の WASM 仮想マシンはネイティブの C++/Rust コードをサポートしており、Solidity よりもはるかに効率的です。

実際には、AixbtエージェントなどのAI取引エージェントは、SVMに基づいて、オンチェーンデータをリアルタイムで分析し、アービトラージ戦略を実行しており、1日の取引高が1億ドルを超えています。 Bittensorサブネットは、altVMsを介して機械学習モデルを展開し、マイナーにコンピューティングパワーを提供するようインセンティブを与えています。一方、Aptosサブネットは、モデルの知的財産権を保護するためにMove言語を使用しています。

今後、AI自動化プロトコルとオンチェーンAIサービスは、DeFiやその他のブロックチェーンアプリケーションにおいてますます重要な役割を果たすようになるでしょう。例えば、MoveVMをベースにしたDeFiプロトコルは、AIリスクコントロールモデルを統合して貸出金利を動的に調整することができ、開発者はFluentハイブリッド環境を介してAIツールをリリースし、ユーザーは必要に応じてプライバシーを保護するゼロ知識証明検証などのサービスを呼び出すことができます。

コンプライアンスとスケーラビリティ

altVMは、エンタープライズアプリケーションにコンプライアンスとスケーラビリティのソリューションを提供しています。コンプライアンスの観点から、プライバシー保護は特に重要です。従来のEVMにはネイティブのプライバシーメカニズムがありませんが、AleoのLeoVMはゼロ知識証明(ZKP)を通じてコンプライアンストランザクションを実装しています。また、MoveVMは、静的な型システムや形式的な検証ツール(Move Proverなど)を通じて、金融機関の監査要件を満たしています。

スケーラビリティに関しては、altVMはモジュラーアーキテクチャとハイブリッド実行環境を提供し、企業はニーズに応じて適切な仮想マシンを選択できます。たとえば、CosmWasmはコンプライアンスチェーンの迅速なカスタマイズをサポートし、IBCプロトコルを介してメインチェーンと対話しますが、Fluentを使用すると、企業はEVMまたはWASMを選択してさまざまなビジネスモジュールを実行できます。

Typical cases include the Nillion Network, which combines privacy computing with altVMs to provide an on-chain solution for medical data transactions, with plans to launch its mainnet in 2025. JPMorgan’s Onyx blockchain also tests a cross-border payment system based on MoveVM, utilizing a resource model to prevent double-spending attacks.

結論

altVMはEVMに取って代わるものではなく、垂直シナリオの最適化と水平方向のエコシステムの拡大を通じて、ブロックチェーンを「ユニバーサルチェーン」から「特殊チェーンのクラスター」へと推進しています。将来的には、開発者はクラウドサービスを選択するのと同じように仮想マシンを選択できるようになります(たとえば、金融プロトコルにはMoveVM、ゲームにはSVM、エンタープライズシステムにはFluentを使用します)。同時に、ユーザーはチェーン抽象化レイヤーを通じてシームレスなエクスペリエンスを享受できます。このプロセスは技術の進化であり、ブロックチェーンが「オタクのおもちゃ」から「主流のインフラストラクチャ」に移行する際の重要なターニングポイントです。