並列EVM技術の新展開:Monad、MegaETH、Pharosの比較

最近、3つの重要な並列EVMプロジェクトが相次いでテストネットを立ち上げました。Monadは2月19日に、MegaETHは3月21日に、Pharosは3月24日にそれぞれのテストネットを開始しました。この一連の動きは、Web3技術の発展が再び並列EVMという2024年初頭で最も注目されているトピックに戻ることを示唆しているようです。

EVMはイーサリアムのコアコンポーネントとして、スマートコントラクトの実行とトランザクションの処理を担当しています。EVMの順次実行モデルはトランザクションの確定性と安全性を保証しますが、高負荷時にはネットワークの混雑や遅延の問題を引き起こしやすくなります。並行EVM技術は複数の操作を同時に実行できるようにすることで、ネットワークのスループットを大幅に向上させ、ブロックチェーンの全体的なパフォーマンスとスケーラビリティを強化します。

実際、パラレルEVMは単に並列実行を指すだけでなく、コンセンサスメカニズム、トランザクション処理、パイプライン最適化、ストレージシステムからハードウェアアクセラレーションに至るまで、さまざまな側面での全面的なアップグレードを含んでいます。これらの改善は、ブロックチェーンネットワークがより短い時間でより多くのトランザクションを処理できるようにし、従来のブロックチェーンが直面しているネットワークの混雑や遅延の問題を効果的に解決することを目的としています。

下記では Monad、MegaETH、Pharos の3つのプロジェクトの背景と技術アーキテクチャについて深く探求します。

! 並行EVM聖杯バトル:モナド、メガETH、ファロス

モナド

Monadは、高性能のEVM互換Layer1ブロックチェーンであり、Monad Labsによって開発されました。その目標は、分散化を維持しながらシステムのスケーラビリティを向上させ、既存のEVM互換ブロックチェーンの低スループット問題を解決することです。

Monad Labsは3人の共同創設者によって2022年に設立され、そのうち2人はマーケットメーカーのバックグラウンドを持ち、1人は非暗号通貨分野出身です。同社は2回の資金調達を完了し、合計で2.44億ドル、評価額は30億ドルに達しました。

Monadの主な利点は、毎秒10,000件の取引を処理でき、ブロック時間がわずか1秒であることです。この高性能は、以下の4つの最適化に主に起因しています：

1. MonadBFT：HotStuff を基にした高性能コンセンサスメカニズムです。二段階の BFT アルゴリズムを採用しており、楽観的な応答性と効率的な通信コストを持っています。また、混合署名スキームと RaptorCast プロトコルを導入し、ネットワークの効率性と耐障害性を向上させています。

2. 非同期実行：コンセンサスと実行を分離することで、Monadは実行スループットを大幅に向上させました。この設計により、実行プロセスはブロック時間全体を占有でき、ブロック時間の一部だけではなくなります。

3. 並行実行：Monadは楽観的実行方法を採用しており、前の取引が完了する前に次の取引を開始することを許可します。実行中に使用される入力を追跡し、以前の取引の出力と比較することで、実行結果の正確性を保証します。

4. MonadDB：これは検証済みのブロックチェーンデータを保存するために設計されたカスタム KV データベースです。ディスクとメモリにおいてネイティブに Merkle Patricia Trie データ構造を実装し、非同期 I/O、同時実行制御などの技術を用いてパフォーマンスを最適化しています。

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メガETH

MegaETHは、リアルタイムのブロックチェーンパフォーマンスに特化したLayer2ソリューションで、MegaLabsによって開発されました。即時応答を必要とするアプリケーションに超低遅延と高いスケーラビリティを提供します。

MegaLabsは2023年初頭に設立され、チームメンバーはスタンフォード大学、マサチューセッツ工科大学などの高等教育機関や、Consensysなどの著名なブロックチェーン企業から来ています。会社は2回の資金調達を完了し、総額は3000万ドルを超え、評価額は2億ドルを超えています。

MegaETH の突出した特徴は、その 100k TPS の処理能力と約 10ms のブロック生成時間であり、高負荷下でもミリ秒単位の応答を実現できることです。この優れた性能は、以下の技術的特徴に主に由来しています：

1. ノードの特化：MegaETHは、異なる機能を異なる役割のノードに割り当て、ソート機、証明者、フルノードを含み、各ノードは特定のタスクを担い、異なるハードウェア要件があります。

2. 定向最適化：従来の EVM ブロックチェーンが直面するさまざまな問題に対処するために、MegaETH は効率的な状態トライの設計、並列実行戦略の採用、JIT コンパイラの使用など、一連のターゲット最適化措置を講じています。

3. ミニブロック：MegaETHは10ミリ秒ごとにプレ確認を行い、これをミニブロックと呼びます。この設計により、取引がネットワークの残りの部分に伝播する時間が大幅に短縮され、ライトクライアントの負担が軽減されます。

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フェロス

Pharosは高性能のEVM互換Layer1ブロックチェーンとして位置づけられ、最適なRWAおよび支払いエコシステムの構築に努めています。毎秒50,000件の取引を処理し、毎秒20億単位のガスを消費する超高性能を持つと主張しています。

Pharosは2024年に設立され、チームメンバーはAntChain、Solana Labs、OKX、Stellar、Rippleなどの著名なブロックチェーンプロジェクトから来ています。会社は800万ドルのシードラウンド資金調達を完了しました。

Pharosは「並列化程度(DP)」というフレームワークを提案し、ブロックチェーンの並列化能力を6つのレベル（DP0-DP5）に分けています。PharosはDP5のフルスタック並列アーキテクチャを採用し、コンセンサス、取引、パイプライン、ストレージからハードウェアアクセラレーションまでの包括的なアップグレードを行います。

1. 拡張可能なコンセンサスプロトコル：高スループット、低遅延のBFTコンセンサスプロトコル。

2. ダブル仮想マシンの並行実行：EVMとWASMを並行して実行し、先進的なコンパイル技術を採用します。

3. 全ライフサイクル非同期パイプライン：取引のライフサイクル全体とブロック間で並行および非同期処理を実現する。

4. 高性能ストレージ：認証データ構造(ADS)を採用し、高スループット、低遅延のI/Oと経済的な状態ストレージを提供します。

5. モジュール化された特別処理ネットワーク(SPN)：新しいソフトウェア、ハードウェア、および地理的分散をシームレスに統合でき、さまざまなユースケースと新興技術をサポートします。

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まとめ

EVMはWeb3の世界で最大の開発者コミュニティとアプリケーションエコシステムを持っていますが、イーサリアムのスケーラビリティ問題はそのさらなる発展を深刻に妨げています。したがって、並行EVMは最も重要な技術方向の一つとなりました。

Monadはその並列実行モデルによってスケーラビリティと分散化の間にバランスを取り、開発者に1万TPSのスループットを提供しながら、EVM互換性を維持します。その独立したコンセンサスメカニズムは自律性を提供しますが、同時にEthereumのセキュリティ保障を失うことも意味します。

MegaETHは、遅延性とスループットにおいて最も優れた性能を発揮しており、10ミリ秒の超低遅延と10万TPSのスループットは、ほぼ即時の応答が必要なアプリケーションシナリオに特に適しています。しかし、その中央集権的なオーダリング設計は、分散化に関する懸念を引き起こす可能性があります。

Pharosは最大50K TPSと2 gGas/sの取引処理能力を持ち、性能は他の新興高性能EVMブロックチェーンと同等です。Pharosの独自性は、機関顧客とコンプライアンス要件に焦点を当てたRWA-Fiにあります。これは、将来の市場におけるコンプライアンスと効率的なブロックチェーンインフラストラクチャーの需要を満たすことが期待されています。

公開データを見る限り、MegaETHとPharosのパフォーマンスはMonadより優れているようですが、Monadが得た資金調達の規模が最大で、技術革新のための十分な開発リソースを持っています。したがって、これらの3つのプロジェクト間の競争に絶対的なリーダーはいません。開発者は選択の際に、パフォーマンス、分散化、専門化などの要因の優先順位を検討する必要があります。

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