EVM から Wasm へのパラダイムシフトで、なぜ Polkadot がパブリックチェーンの常緑樹になったのでしょうか?

Polkadot生态研究院

特邀专栏作者

2021-09-18 14:39 (UTC+8)

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EVM と Wasm VM は、ブロックチェーンによく使用される 2 つの仮想マシンです。現在、多くの人気のあるブロックチェーンは多かれ少なかれ EVM と互換性がありますが、Wasm テクノロジーを使用

AI要約

ポルカドット生態研究所が制作したものなので、ブティックに違いありません（記事は非常に長いので、最初に収集してから読むことをお勧めします）

この記事はPatract Labsとポルカドット生態研究所が共同で作成したもので、専門用語も出てきますが、わかりやすく解説していますので、重要な説明は適宜読んでください。

背景

時間が 2017 年に戻ったとしても、人々はその年にブロックチェーン分野で何が起こったのか、特にパブリックチェーン分野での爆発的な出来事を今でも覚えているでしょう。しかし、その後の話では、本当に歴史の川を渡ることができるパブリックチェーンはほんの一握りしかないことがわかります。その結果、パブリックチェーンの競争は「一度に数千の矢」から「九十九本の矢が一本に戻る」へと変化したようで、パブリックチェーンのエコロジーの旗印を担うのはイーサリアムだけとなった。

そして 4 年後の今日、時間を 2021 年の初めに戻します。当時、パブリックチェーンエコロジーにはいわゆる「イーサリアムキラー」は存在しておらず、DeFi であれ NFT であれ、誰もがイーサリアムに注目していました。どちらもイーサリアムエコシステムに由来しています。しかし、イーサリアムのエコプロジェクトの人気もイーサリアムのパフォーマンスを圧迫し、イーサリアムの遅い送金と高いガス料金という古い問題が再び現れました。

その結果、いくつかの新しいソリューションが徐々に浮上してきました。Binance Smart Chain BSC が最初に際立っています。EVM と互換性があることにより、BSC 上で Ethereum の成熟したアプリケーションを迅速に再現し、Binance Exchange を迅速にサポートして成長し、一般公開されました。ロックアップボリュームが 2 番目に大きいチェーン。その後、レイヤー2アグリゲーターと位置付けられるPolygonや高性能パブリックチェーンのSolanaが4月から取り組みを開始しており、パブリックチェーンが台頭する可能性はますます高くなっている。

昨年 8 月、私たちは再びパブリックチェーンの潮流の到来を目の当たりにし、Avalanche、Fantom、Celo などのパブリックチェーンが次々と大きな成長を遂げました。

これらのパブリックチェーンがにわかに盛り上がっている理由は、市場の盛り上がりやパブリックチェーンのインセンティブメカニズムに加えて、ほぼすべてがEVM（イーサリアム仮想マシン）「イーサリアム仮想マシン」を採用もしくは互換性を持っているためです（スマートコントラクトの迅速な使用と効果的な互換性により、エコロジーの急速な拡大が可能になるため、EVM は一部のパブリックチェーンの爆発的な基盤を築きました。

EVM は現在、ブロックチェーン分野では比較的完成されたメカニズムであると考えられていますが、その制限と適時性もブロックチェーンの発展とともに「時代遅れ」になっているようであり、EVM 契約のアップグレード版である Wasm 契約が注目を集め始めています。みんなの注目。

また、イーサリアムの創設者「V ゴッド」が、より多くの開発ニーズを満たすためにイーサリアム 2.0 が Wasm コントラクト (eWASM) にアップグレードされると長い間述べてきたこともわかりました。しかし現在、Wasm コントラクトの開発は一定の形をとっており、特にポルカドットの生態系ではより多くのアクセプターとアダプターが存在し、遠い未来を見ているようです...

EVM と Wasm の概要

EVM と Wasm VM は、ブロックチェーンによく使用される 2 つの仮想マシンです。現在、多くの人気のあるブロックチェーンは多かれ少なかれ EVM と互換性がありますが、Wasm テクノロジーを使用する新興のパブリックチェーンも多数あります。この背後で何が起こるのでしょうか? どのような変化が起こるのでしょうか?これらを明確に理解するには、EVM と Wasm について簡単に理解する必要があります。

1.EVMとは何ですか?

より標準的な定義によると、EVM はイーサリアムクライアント用に特別に開発された仮想マシンであり、主にイーサリアムネットワーク上でスマートコントラクトコードを実行するために使用されます。本質的には仮想マシン (VM) ですが、軽量です。仮想マシンは単に仮想コンピュータとして理解できるため、このコンピュータ上でプログラムを作成したり、プログラムを実行したりできます。

仮想マシン（VM）をイーサリアムに応用したものとして有名なEVM（Ethereum Virtual Machine、Ethereum Virtual Machine）があり、自動的に実行されます。同時に、イーサリアムのスマートコントラクト機能の助けを借りて、ブロックチェーンネットワーク上でさまざまなモジュール式タスクを正常に完了できます。

平たく言えば、イーサリアムの仮想マシンの助けを借りて、現実世界の契約や契約をブロックチェーンにマッピングできるため、需要（または条件）が発生したときにトランザクションや転送が自動的に完了し、契約違反を回避できます。仮想マシンのイーサリアムがあってこそ、その後のイーサリアムの開発が可能となり、DeFi、NFT、その他のアライアンスチェーン機能など、ブロックチェーンにさらに多くのアプリケーションをもたらすことになるでしょう。

2. Wasmとは何ですか?

Wasm の正式名は WebAssembly で、スタックベースの仮想マシン上で実行されるバイナリ命令形式です。これらのコードは C、C++、Rust などです。これらのコードはブラウザにコンパイルされ、CPU 上でほぼ実行されます。ネイティブ Speed は実行され、これらのコードはバイナリファイルの形式です。 Wasm の開発チームは Mozilla、Google、Microsoft、Apple などの企業から構成されており、標準は W3C 組織によって策定されています。

Wasm はもともとブラウザ用に設計された仮想マシンでしたが、Wasm を使用する開発者が増えたことで、Wasm の使用シナリオが徐々に拡大され、現在では最も一般的な形式の 1 つになりました。

ブロックチェーンの分野では、ホストの独立性、セキュリティサンドボックス、全体的なシンプルさにより、ブロックチェーンはスマートコントラクトにとって理想的なランタイムとなっています。さらに、多くの最新のプログラミング言語 (Rust、C++、JavaScript など) を使用してコントラクトを開発できるようになります。イーサリアムチームは、WasmベースのコントラクトエンジンであるeWasmの試験運用を行っており、2021年中に正式にリリースする予定だ。

EVM が Wasm にパラダイムシフトすると言われている理由

1. パラダイムシフトとは何ですか?

「パラダイムシフト」としても知られるパラダイムシフトは、有名なアメリカの科学哲学者トーマス・S・クーン（トーマス・S・クーン）によって最初に提案されました。彼は、「パラダイム」とは、ある種の科学に従事する特定の科学コミュニティを指すと信じていました。科学活動従うべき認められたモデル。これには、共通の世界観、基本理論、パラダイム、方法、手段、基準、および科学研究に関連するすべてが含まれます。そして、この概念は、経済レベル、企業経営レベル、ビジネスレベルなど、他のレベルにも派生させることができます。

パラダイム変換とは、長年確立され認識されていたパターン A を別のパターン B に変換するプロセスです。たとえば、bp ポケベルの使用は携帯電話の使用に変換され、テキストメッセージは WeChat に変換され、DVD はストリーミングメディアに変換されます。

現在の人類科学の進歩へのフィードバックとして、私たちの偉大な科学技術の進歩は偶然ではなく、一種の必然であるとさえ言えます。これらの技術の方向性は、トーマスによって次のように説明されています。「一連の新しい理論が古い理論に取って代わるプロセス」によって作られ、同じことがブロックチェーンにも当てはまります。

EVMはイーサリアムの誕生から7年を経て、当時のブロックチェーンの世界と比較すると大きな飛躍を遂げました。パラダイムシフトの道筋によると、イーサリアムはまもなく2.0の瞬間に入ろうとしているため、EVMも緊急に更新して反復する必要があります。EVMはまだ数年前に設計されましたが、新しいテクノロジーは急速に開発されています。EVMは次のような方向に向かっているようですWasmもパラダイムシフトの結果です。

2. Wasm には EVM に比べてどのような利点がありますか?

イーサリアム財団は Devcon で EVM から Wasm に移行するつもりであると何度も述べてきましたが、すでに開始されている巨大な契約規模では根深い変化をサポートできず、エコロジーもこの一時的な解決策からますます遠ざかっています。。スマートコントラクトの仮想マシンとして Wasm を選択する利点は次のとおりです。

1. EVM 仮想マシンを完全に獲得します。開発者による事前コンパイルが必要でプログラミングコストが高いEVMと比較して、Wasm仮想マシンの構造、命令の完全性、実行効率はEVM仮想マシンよりもはるかに優れており、契約の新しいエンジンとなるでしょう。発達。

2. 実行速度が速い。 Wasm はセマンティクスの完全なセットを備えており、サイズが小さいコンパクトなバイナリ形式を備えているため、Wasm バイトコードランタイムの効率はローカルマシンコードの効率に近くなり、EVM のパフォーマンスよりも 1 ～ 2 桁高くなります。より高速な JIT 仮想マシンにアップグレードされます。

3. 低い取引手数料。 Wasm 仮想マシンの高速化により、トランザクションのスループットが大幅に向上し、コントラクトの展開とトランザクションのコストも大幅に削減できます。 Wasm契約は、イーサリアムにおける高額な取引手数料と取引混雑という現在の問題を解決したと言えるでしょう。

4. 幅広い契約言語。 Wasm は、スマートコントラクト開発者が利用できる言語シリーズを拡張し、複雑なビジネスロジックを開発および作成するための Wasm 高レベル言語 (Rust、C++、JavaScript など) の使用をサポートします。つまり、スマートコントラクトを作成できるようになります。最も成熟した Rust ベースの ink! や AssemblyScript ベースの Ask! など、使い慣れた言語で作成できます。

3. EVMがWasmにパラダイムシフトする理由

Wasm には技術レベルで EVM に比べて多くの利点があると簡単に述べましたが、EVM から Wasm へのパラダイムシフトの理由はこの側面だけではありません。

EVM の発明者であり、Polkadot の創設者であるギャビン博士は、この問題に関して十分な発言力を持っています。 Polkadot に取り組んでいるとき、Gavin は自分が発明した EVM には従わず、Wasm を選択しました。この背後にある理由は、この質問によく答えることができます。

イーサリアムのEVMには6～7年の歴史があるようで、多くのパブリックチェーンがEVMを採用あるいは互換性を持っているようですが、EVMが最終的な答えではないかもしれません。

ギャビン博士が新しいプロジェクトを開始するためにイーサリアムを離れることを選択したとき、彼には多くの選択肢がありました。しかし、ギャビン博士にとって、別のプロジェクトの「模倣バージョン」を作成するだけ、または少し反復するだけ、トランザクションのスループットを向上させる、またはわずかに改良された言語を作成するだけでは十分ではありません。

そこでギャビンは過去の古い道を歩みたくなく、誰も通らなかった道を選び、革新的にパブリックチェーンよりも下位のインフラプロジェクトを作ったのが、これがポルカドットです。

Polkadot を行う際に Wasm を選択した理由は、「多くの人がすでに EVM を使用しているため、これらのレガシープロトコルとレガシー言語をサポートすることが非常に重要です。」という EVM に対する彼の姿勢からもわかります。しかし同時に新しい未来にも目を向け、「次世代ツールとは何かを考え始めます。私にとってそれは WebAssembly をスマートコントラクトとして使用することです。」

実際、Wasm 独自の利点の多くは Polkadot と非常によく一致します。たとえば、ブロックチェーンでは、各ノードにまったく同じハードウェアの実行を強制することなく、ピアツーピアネットワーク内のすべてのノードにわたって信頼性の高い状態遷移の更新を行うための決定性が必要です。 Wasm は、異なる可能性のあるマシンのセットにわたる信頼性の点で非常に適しています。 Wasm は効率的かつ高速です。この効率性は、ネイティブに近い速度で実行する能力を維持しながら、状態をあまり肥大化させることなくコードの塊としてオンチェーンにアップロードできることを意味します。 Wasm は、Polkadot のフォーク不要のアップグレードもサポートしており、これにより Polkadot に別の強力なツールも提供されます。

EVM を最もよく知っている Gavin はこの方法で Wasm を選択しましたが、これは他のパブリックチェーンでも同じです。結局、EVMの誕生には歴史的な背景もあり、1つは当時はインターネットの発展が比較的早かったため、選択できる質の高い技術があまりなく、当時はまだWasmも誕生していなかったということです。（Wasm は 2015 年 6 月に誕生）、ギャビン博士がまだイーサリアムの CTO として働いていたとき、イーサリアムを設計する際、当時世界がよく知っていたビットコインから大きく逸脱しないように努めました。。 EVM の問題は、EVM がすでに非常に意見の強い設計、つまりビットコインのスクリプト設計から派生したものであるため、非常に意見の多い設計であることです。

このことからもEVMは時代の産物であり、時代背景やその時の技術にも左右され、最適解ではないことが分かります。 Wasmがインターネット分野で大きく強力になり、徐々に改良されるにつれて、ブロックチェーン分野の技術専門家も、このより優れた技術をブロックチェーンに適用しようとしています。これが、比較的新しいパブリックチェーンが Wasm をより多くサポートし、互換性のある形式で EVM に接続する理由です。

EVM を Wasm に変換する方法

1. イーサリアムなどの EVM エコロジーではどのように変換されますか?

まず第一に、イーサリアムが EVM から eWASM にどのように移行するかを見てみましょう、これはイーサリアム 2.0 のアップデートについて議論することを避けることができません。イーサリアム開発チームによって発表された進捗によると、イーサリアム 2.0 の実現により、eWASM は新しいイーサリアム使用環境にデプロイされ、より迅速、簡単、より包括的な開発が可能になります。

もちろん、EOS のようなエコロジーはすでに Wasm の受け入れに入っており、Tron や Cardano のようなパブリックチェーンも Wasm に移行しようとしています。

副題

2. EVM と Wasm の両方で Polkadot の変換はどのようにサポートされていますか?

Polkadot は Wasm テクノロジーをネイティブにサポートしており、イーサリアムに精通しており、EVM には依然として多くの利点があることを自然に理解しています。たとえば、ネットワーク効果を形成している EVM エコシステムには多くの開発者とアプリケーションがあります。これらは貴重なリソースであり、活用する必要があります。適切に管理してご使用ください。

2020年、パリティはイーサリアムEVMと互換性のあるSubstrateモジュールと互換性レイヤーFrontierを開発し、EVMスマートコントラクトが他のSubstrateモジュールと対話できるようにしました。ユーザーは、Web3 RPC ツール (Metamask や Truffle など) を使用してオンチェーンアプリケーションと対話しながら、Solidity スマートコントラクトを Substrate に直接デプロイすることもできます。

したがって、Polkadot の Substrate ベースのチェーンには、同時に 2 つのモジュールを含めることができます。1 つは EVM-Contracts モジュール (元の Solidity/EVM コードの実行に使用)、もう 1 つは Substrate-Contracts モジュール (実行に使用) Solidity/Wasm または Ink! Wasm コード)。この 2 つは相互運用可能であり、ブリッジされた別のパリティ - イーサリアムチェーンにメッセージを発行することもできます。また、パラチェーンとしてデプロイされている場合は、イーサリアムメインネットを含むより広範な Polkadot コミュニティに拡散することもできます。

互換性があり、インタラクティブな Polkadot は、EVM から Wasm への移行と反復を正常に完了できます。

3. Patract はどのようにして EVM から Wasm への移行を加速しますか

Patract Labs（https://patract.io/zh）https://patract.io/zh) は、Polkadot Wasm コントラクトテクノロジーに焦点を当てた研究所であり、現在は Polkadot Council と財務省の支援を受けており、開発者向けに強力な適用性と高度なテクノロジーを備えた無料のフルセット Wasm コントラクトを数十件連続してリリースしています。開発ツールとサービス (契約テストチェーン、AS 契約言語、契約開発足場、契約実行サンドボックス、Polkadot API サービス、ゼロ知識証明サポート、契約ライブラリ、モニタリングプラットフォーム、SDK、IDE など)。

これは、Polkadot Wasm 契約テクノロジに焦点を当てた研究所です。現在、Polkadot Council と財務省の支援を受けており、契約テストチェーン、AS 契約言語、契約開発など、開発者向けに数十の無料かつ高度な Wasm 契約開発ツールとサービスを次々と立ち上げています。スキャフォールディング、コントラクト実行サンドボックス、Polkadot API サービス、ゼロ知識証明サポート、コントラクトライブラリ、モニタリングプラットフォーム、SDK、IDE など。https://open.patract.io）。https://open.patract.io)。このプラットフォームを通じて、Wasm 契約エコシステムへの参加を希望する Polkadot エコシステム内の優れたパラチェーンまたはアプリケーションチームが集められ、Wasm 契約の具体的な実践と技術革新を実証し、市場および技術サポートを提供します。

このプラットフォームを通じて、Wasm 契約エコシステムへの参加を希望する Polkadot エコシステム内の優れたパラチェーンまたはアプリケーションチームが集められ、Wasm 契約の具体的な実践と技術革新を実証し、市場および技術サポートを提供します。

Patract Open Platform の設立は、基盤となる設備と技術サポートを提供するだけでなく、Patract Labs は Wasm 契約テクノロジーを使用して、将来の Polkadot エコシステムの無限の可能性をさらに探求します。例えば、イーサリアムのコントラクトはEVM仮想マシンとSolidity言語を使用しているため、複雑なコントラクトを低コストで開発することができず、高頻度で複雑なコントラクトを実行すると、取引コストが大幅に増加し、実行効率が低くなります。。この点に関して、Patract Open Platform は、契約モデル、契約標準 (ERC20 ビジネス標準と同様)、およびランタイムインターフェイスのカスタマイズの 3 つの方向から検討します。

なぜポルカドットがパブリックチェーンの常緑樹になると言われているのか

1. ポルカドットの独自機能が地位を確立

Polkadot の役割は、一般的なパブリックチェーンとの競合ではなく、各パブリックチェーンのクロスチェーン相互作用に対するより優れた基礎的なサポートであることを決定します。たとえば、Bitcoin、Ethereum、BSC、Cosmos、Near などのよく知られたパブリックチェーンはすべて、ブリッジまたはパラチェーンを通じて Polkadot に接続できます。

そして、これらのプロジェクトは、さまざまな時期のさまざまなテクノロジーによって代表されるパブリックチェーンを表しており、Polkadot がブロックチェーンテクノロジーの変化に伴う長期的なインフラストラクチャであることが実証されました。

現在、さまざまなパブリックチェーンが競合しており、Terra などの Cosmos ベースのアプリケーションチェーンも輝いています。ブロックチェーンの将来はマルチチェーンでなければならないことはすでに明らかになっているため、今後の開発は「鉄」になることが運命づけられています。 Polkadot"、実行中のパブリックチェーン"。

2. ポルカドットの自然な利点

Polkadot の革新的な設計により、基盤となるテクノロジーのアップグレードと反復という点で、他のパブリックチェーンにはない機能を得ることができます。

周知のとおり、パブリックチェーンのアップグレードはハードフォークを通じて実現する必要があり、Polkadot は設計の最初から下位レベルのメタプロトコルとして位置付けられているため、Polkadot のアップグレードにはハードフォークは必要ありません。これにより、Polkadot の反復アップグレードが非常に簡単になり、Polkadot 自体の進化にも役立ちます。

さらに、ワンクリックでチェーンを発行できるSubstrateフレームワークPolkadotという画期的な発明があり、このフレームワークをベースにブロックチェーンを素早く構築することができ、既製の機能モジュールを多数追加することができます。ブロックチェーンでは、コンピューターを組み立てるのと同じくらい簡単です。その中にはEVMをサポートするモジュールも含まれており、同様に、反復する必要がある新しいテクノロジーがある場合、PolkadotはそのテクノロジーをSubstrateフレームワークに統合することもできるため、Polkadot自身のエコロジーも新しいテクノロジーと互換性を持つことができます。

これがポルカドットが常に最先端の技術を維持できる理由の一つであり、ポルカドットが常緑樹になると言われる理由の一つでもあります。

3. Polkadot は反復技術の経験がある

Polkadot は EVM と互換性があり、Wasm をサポートしており、Polkadot の多くのエコロジープロジェクトも両方を備えています。現在、Polkadot は EVM から Wasm に切り替えるための完全なソリューションセットをすでに持っています。これは、Polkadot が古いテクノロジーの EVM から新しいテクノロジーの Wasm にうまく反復できる道を模索していることを意味します。そして、将来的に Wasm よりも高度な技術が登場した場合、Polkadot は EVM から Wasm へのパラダイムシフトを再現し、Wasm を新しい技術に変換することができます。

最初のレベルのタイトル

追記

Polkadot は常緑樹であるため、技術的な反復についてあまり心配する必要はありませんが、Polkadot の生態系は非常に巨大であり、Polkadot の関係者だけでは明らかに十分ではありません。したがって、Polkadot エコロジーを中心に構築するために熱心に取り組んでいる多くの組織は、独自の方法を使用して Polkadot エコロジーの開発を加速しています。

例えば、Polkadot がより多くのパラチェーンプロジェクトを持つためには、開発者向けに特別に用意された基本的なノード環境が不可欠です。Patract は、Jupiter パラチェーンテストネットワークを立ち上げ、8 月に並列チェーンを立ち上げました。チェーン間転送により、Westend (Polkadot) を変換できます。テストネットワーク) と Jupiter トークンを相互に共有することで、開発者がより適切にテストできるようにします。

さらに、Patract は JavaScript ベースの自動テスト環境 Redspot 開発スキャフォールディングも開発しました。 Europa 契約のサンドボックス環境は正式に実稼働および可用性の段階に入り、Redspot に合わせて長期メンテナンスに入りました。 Elara API サービスの公式 Web サイトが開発され、Elara v1.0 はパラチェーンノードの Statemine、Karura、MoonRiver、および Bifrost をサポートしています。開発者は、Metis 契約の標準ライブラリに基づいて通常の DAPP を構築できます。 Ask! コントラクト言語はすでに実験環境で使用されており、AssemblyScript を通じて ERC20 や ERC721 などの複雑なコントラクトを作成できます。

※ポルカドット生態研究所が提供する情報は投資のヒントを示すものではありません、掲載記事はあくまで個人的な意見であり、参考としてご提供ください中国ではデジタル資産に関する政策や規制がないため、中国本土のユーザーはご利用ください暗号通貨の発展に細心の注意を払う必要があります。

ポルカドットエコプロジェクトは後を絶たないが、粗悪プロジェクトや詐欺プロジェクトが氾濫していることから警戒が必要である一方、ポルカドットプロジェクト側のみの団体では全容を把握することが困難であるポルカドットの生態学的発展全体に影響を与え、多くの機会を逃します。そこで、私たちは、すべてのポルカドット生態プロジェクトについてオープンに議論し、誰もが各プロジェクトについて客観的に意見を共有し、各ポルカドットプロジェクトの発展を理解し、情報交換してチャンスを共に掴むことができる、ポルカドット生態グループを設立することにしました。

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