仮想マシン：ブロックチェーンを動かす隠れたエンジン

はじめに

オペレーティングシステム（OS）は、WindowsやMacOS、Linuxなど相互に排他的なものですが、時には一つのOS上で別のOSを実行することも可能です。例えば、MacOS上でWindows OSを実行したり、Windows OS上でAndroid OSを実行したりすることができます。オペレーティングシステムを重ねる目的は、OSをテストしたり、リスクのあるソフトウェアをホストOSから隔離したり、古いバージョンのOSを実行したり、プラットフォーム間でコードを開発・テストしたりすることです。EVMはブロックチェーンで使用されていますが、これはスマートコントラクトを実行するための普遍的で信頼性の高い方法を提供し、ネットワーク上のすべてのノードが全く同じ方法でトランザクションを実行することを保証するためです。

仮想マシンとは？

仮想マシン（VM）は基本的に、既存のコンピュータ内に存在する別のコンピュータです。数回クリックするだけで、追加の物理ハードウェアを必要とせずにセットアップできます。一度実行されると、本格的なコンピュータのように動作します。オペレーティングシステムをインストールし、ファイルを保存し、アプリケーションを実行し、さらにインターネットを閲覧することもできます。これらはすべてバーチャル空間内で可能です。暗号資産の世界では、ブロックチェーン上のスマートコントラクトは仮想マシン上で開発・実行されています。その中で最も一般的なのがイーサリアムバーチャルマシン（EVM）です。

舞台裏では、これを可能にしているのはホストと呼ばれるメインコンピュータです。VMをスムーズに実行し続けるために、ホストはメモリ、処理能力、ストレージなどの自身のリソースを共有します。このセットアップは、ホストにインストールされているものとは異なるオペレーティングシステム上でのみ実行されるソフトウェアを使用する必要がある場合に便利です。

VMの仕組み

では、仮想マシンは実際にどのように機能するのでしょうか？プロセス全体の中心にあるのは、ハイパーバイザーと呼ばれる特別なソフトウェアです。ハイパーバイザーはマネージャーのように機能し、コンピュータの物理リソースを取り込みます。これらのリソースには、プロセッサ（CPU）、メモリ（RAM）、ストレージなどのコンポーネントが含まれます。これらは効率的に分割されて機能するため、一つまたは複数の仮想マシンを同時に実行することができます。

ハイパーバイザーは通常、2つの方法でセットアップされます。一部はハードウェア自体に直接インストールされるため、速度と効率が最も重要なデータセンターやクラウド環境でよく見られます。他のものは通常のオペレーティングシステム上で、他のアプリとほぼ同じように実行されます。これらは日常的な使用、テスト、または開発作業でより一般的です。例えば、BlueStacksというアプリをインストールすることで、Windows OS上でAndroidエコシステムを楽しむことができます。

ハイパーバイザーがその仕事を終え、仮想マシンの準備が整うと、物理コンピュータと同じように扱うことができます。起動し、プログラムをインストールし、インターネットを使用したり、アプリケーションを構築・実行したりすることもできます。すべてそのバーチャル空間内で行えます。

ブロックチェーンネットワークにおける仮想マシン

ブロックチェーンアプリケーションを使用するほとんどの人は、すべてをスムーズに実行させる目に見えないインフラについて考えることはありません。分散型取引所でトークンを交換したり、NFTを作成したり、レイヤー2ブロックチェーンを通じて資金を送金したりする場合でも、重要なコンポーネントがバックグラウンドですべての重要なタスクを実行しています。そのコンポーネントがブロックチェーン仮想マシンです。

従来の技術世界では、仮想マシン（VM）は基本的に隔離されたサンドボックスです。開発者が限定的かつ制御された環境でソフトウェアを実行することを可能にします。このソフトウェアは基盤となるハードウェアから分離されています。しかし、ブロックチェーンネットワークでは、VMは非常に異なる目的を果たします。それらはスマートコントラクトの実行エンジンとして機能し、分散型アプリケーションが24時間365日スムーズに実行できるようにするコードの自己実行エージェントです。VMがなければ、世界中の何千もの独立したコンピュータがコントラクトの実行方法について合意する信頼性の高い方法はないでしょう。

イーサリアムバーチャルマシン

イーサリアムバーチャルマシン（EVM）はブロックチェーンVMの最も有名な例です。開発者はSolidity、Vyper、Yulなどの言語を使用してコントラクトを記述し、イーサリアムや他のEVM互換ブロックチェーンにデプロイすることができます。EVMはすべてのノードが全く同じ方法でスマートコントラクトを処理することを保証します。これはネットワーク全体の一貫性とセキュリティを維持するのに役立つためです。

ブロックチェーン世界の他のVM

しかし、仮想マシンを持つブロックチェーンはイーサリアムだけではありません。異なるブロックチェーンネットワークは、それぞれの要件に特化した目標を達成するために独自のモデルを設計しています。NEARとCosmosは柔軟性で知られるWebAssemblyベースのVMに依存しています。これらは複数のプログラミング言語でスマートコントラクトを記述することを可能にし、全く新しいものを学びたくない開発者にとってのハードルを下げます。一方、Suiなどのブロックチェーンで使用されるMoveVMは、トランザクションの実行におけるセキュリティを優先するためにMove言語により重点を置いています。Solanaはその独自のSolana Virtual Machineで異なるアプローチを取り、多くのトランザクションを同時に処理するように最適化されています。

ほとんどのユーザーは直接それらと対話することはありませんが、VMはバックグラウンドで常に動作しています。UniswapのようなDeFiプラットフォームでトークンスワップを行うと、EVMがコントラクトを実行します。新しいNFTを作成すると、VMは誰がそれを所有しているかを示すために台帳を更新します。Zk-rollupのような高度なスケーリングソリューションでさえ、zkEVMのような特殊なVMに依存しており、これらはスマートコントラクトの実行と暗号証明を組み合わせて効率性とセキュリティの両方を向上させます。

VMの欠点

しかし、仮想マシンにはいくつかの欠点もあります。VMは借用したコンポーネント上でコードを実行しスマートコントラクトを管理するため、ハードウェア上で直接実行する場合と比較してプロセスが遅くなります。大規模なネットワーク上でVMを維持することから運用の複雑さが生じ、絶え間ない更新と専門知識が必要となります。互換性は別の欠点です。イーサリアム用に書かれたコントラクトは、大幅な変更なしにはSolana上で実行できません。これは複数のエコシステムにリーチしたい開発者にとって追加の作業を生み出します。

これらの課題にもかかわらず、ブロックチェーンVMは分散型技術のイノベーションの中核に残っています。それらは、ユーザーが仲介者ではなくコードを容易に信頼できるようにする無名の英雄です。VMは金融商品、デジタル所有権、分散型コミュニティの世界を創造します。直接見ることはないかもしれませんが、仮想マシンはブロックチェーン経済を動かし続ける静かなエンジンです。

結論

簡単に言えば、仮想マシンは気づかれないかもしれませんが、現代技術において重要な役割を果たしています。舞台裏でものごとをより簡単かつ安全にすることで、新しい種類のコンピュータプログラムを構築・使用し、情報の信頼と共有方法を変えるのに役立ちます。最新のブロックチェーンツールを動かしているか、保護された空間でソフトウェアを実行できるようにしているかにかかわらず、VMは静かに改善し続けています。その真の力は、バックグラウンドからすべてをサポートする方法にあり、技術を最も効果的に機能させるものの多くが目に見えないことが多いことを示しています。