SolanaエコシステムのEVM互換ネットワークNeonの主な特徴と機能の浅析

原文标题：《Neon: Solana上のEthereum仮想マシン》

著者：David Shuttleworth，Consensys

翻訳：饼干，链捕手

要約

Neonは完全に互換性のあるEthereum仮想マシン（EVM）であり、開発者は慣れ親しんだEthereumツールを利用してSolana上でWeb3アプリケーションを構築できます。パブリックチェーンの発展過程において、多くの課題は開発者を引き付けることにあります。パブリックチェーンネットワークの開発に標準とは大きく異なるツールが必要であり、スケーラビリティにボトルネックを引き起こす可能性がある場合、この状況はさらに複雑になります。しかし、Neonを使用する開発者はそのような問題を回避できます。アプリケーションはSolana上でEthereumに似たトランザクションを処理し、高頻度の同時トランザクションや低いガス料金など、Solanaのネイティブなすべての機能を実現できます。開発者はSolanaエコシステムに直接アクセスできるため、より多くのユーザーと大きな流動性を得ることができます。最終的に、NeonはEthereumアプリケーションをSolana上でコードベースを変更することなく実行できるようにし、NeonはSolana上での大多数の開発者にとって強力なツールとなります。

概要

パブリックチェーンは限られたリソースとユーザーを競っています。したがって、さまざまな理由から、異なるブロックチェーン上でアプリケーションを構築することは非常に挑戦的です。その中の一つの課題は、開発者の魅力とツールに関するものです。パブリックチェーンは、アプリケーションやインフラを構築するために熟練した開発者のグループを引き付けるだけでなく、開発者が障害なく構築できるように、馴染みのある使いやすいツールを提供する必要があります。開発者が多くの新しいツールを学ばなければならず、既存のスマートコントラクトを簡単に移植できない場合、最初の課題はさらに複雑になり、エコシステムの開発速度のボトルネックとなります。学習曲線の強度は、アプリケーションを可能にするために多くの時間、労力、専用リソースを必要とするため、パブリックチェーン内のアプリケーションの規模を制限します。

Neon EVMは、Solana上にEthereumに似た開発プロセスを導入することで、これらの課題を克服しようとしています。これは重要であり、その理由は多く、特に開発者がSolana上でEthereumベースのアプリケーションをシームレスに構築し、Solanaの性能と流動性を解放できるからです。ユーザーは、より低いガス料金とより高いスループットの恩恵を受けることができます。技術的な観点から、Neon EVMはSolanaのスマートコントラクトによって構築されており、Solanaのネイティブスマートコントラクト言語Rustで記述され、Berkeley Packet Filter（BPF）バイトコードにコンパイルされます。これにより、Neonは多くの独自の利点を持ち、Solanaのコア機能、例えばスマートコントラクトの同時実行を活用することができます。さらに、この技術はNeonがSolanaのハードフォークを簡単にアップグレードおよび追跡し、Ethereumの更新を維持できることを可能にします。

EVMとNeonのアプローチ

Neonの実用性をよりよく理解するためには、Ethereum仮想マシンのコア機能を深く掘り下げることが有用です。EVMはEthereumプロトコル上のすべてのスマートコントラクトの生存環境です。簡単に言えば、EVMはすべてのスマートコントラクトを保存および維持し、それらのデプロイと実行を管理し、Ethereumトランザクションを処理するルールを定義します。したがって、EVMは外部からの入力を受け取り、決定論的な出力を返す数学的関数と見なすことができます。

EVMの制限要因の一つは、Ethereum上でトランザクションを実行する方法です。Solidityで記述されたスマートコントラクトは、動作の決定性を確保するために順次実行する必要があります。したがって、EVMはスマートコントラクトを一つずつ確認し、それに応じてブロックチェーンの状態を変更する必要があります。これは、Ethereumスマートコントラクトが共有データを独立して参照できないためです。しかし、Solanaの設計とSealevel機能は、スマートコントラクトの並行処理を可能にします。理想的には、Solanaは毎秒50,000件を超えるトランザクション（TPS）をサポートでき、Ethereumは通常1,500 TPSに制限されます。

Neon EVMは、ネイティブEVMをSolanaネットワークに導入するオンチェーンソリューションです。Ethereumに似たトランザクションをSolanaトランザクションにラッピングし、それをSolanaネットワークに送信して並行してトランザクションデータを処理および実行します。現在、Neonのスループットは約4,500 TPSであり、各トランザクションのガス料金は0.000015ドルです。

最終的に、Neon EVMはEthereumネイティブアプリケーションをSolana上で実行できるようにします。これは、コードベースを変更することなく、すべての標準Ethereumツールを含めて実現できます。開発者は引き続きSolidityでスマートコントラクトを記述し、MetaMaskを利用してdAppに資金を提供したり、Truffle環境を使用してSolana上にdAppをデプロイしたりできます。したがって、Neon EVMを使用するすべての人は、EthereumのプログラムをSolanaにシームレスに移植できます。このアプローチの魅力は、UniswapやCurveなどの人気アプリケーションがSolana上でより少ない摩擦コストで構築できることです。したがって、開発者はSolana上の新しいユーザーにアクセスするためにユーザー基盤を拡大し、Solanaの大量の流動性を得ることができます。

主な特徴と機能

さらに深く掘り下げると、Neonの利点は、Solanaネットワーク上でシームレスに動作し、トランザクション署名を確認し、Ethereumクライアントと互換性のある方法でガス消費を計算できることにあります。これにより、スマートコントラクトの構造が保持され、Solana環境内でEthereumに似た体験が作成されます。さらに、ユーザーはユーザー指定のERC-20トークンを使用してNeon EVMオペレーターにトランザクション完了の料金を支払うことができます。これにより、ユーザーは特定のトークンタイプに制約されることなく、追加の柔軟性と流動性が得られます。時間が経つにつれて、この機能はより多くのトークンに拡張され、Neonオペレーターはすべてのトークンリストからのトランザクション実行の支払いを受け入れることができます。

Neonは、Web3プロキシ、トークン合成器（ERC-20 SPL-Wrapper）、およびクロスチェーンブリッジ（NeonPass）などの他のコア機能も採用しています。全体として、これらの機能はネットワーク上のトランザクションをスムーズにし、Neonのインフラを保護し、ユーザーフレンドリーで摩擦のないインタラクション体験を作成します。

たとえば、NeonのWeb3プロキシは、EVMクライアントとNeon EVMの間のサービス層として機能します。これにより、クライアントとオペレーターはEthereumに似たWeb3 APIを提供することによってSolanaブロックチェーンにアクセスし、相互に通信できます。これにより、ユーザーはコードベースを変更することなくNeon EVMを使用開始できます。さらに、トークン合成器は、ユーザーがSolana（$SOL）トークンをWrapped Solanaトークン（$wSOL）に合成できるようにします。これはEthereum上のWrapped Ethereum（$wETH）に似ています。最後に、Neonのクロスチェーンブリッジは、ユーザーがSolanaとNeon EVMの間でトークンを簡単に移動できるようにし、EthereumユーザーがNeon EVMからSPLトークンを移動および引き出すことを可能にします。

特に興味深い設計は、Neon EVMのWeb3プロキシが完全に無許可であり、制限を受けないため、誰でもそのプロキシに参加して実行できることです。Neonも柔軟であり、任意のクライアントがプロキシを置き換え、自分のライブラリを実行することができます。したがって、Neonネットワークは真に分散化された方法で運営されており、受け取るトランザクションにはその優先順位を決定する属性が含まれていません。

もう一つの興味深い設計は、Neonがトランザクションの並行実行を実現する方法です。NeonはSolana上の標準トランザクションと一致する方法でこれを実現していますが、Solanaパラメータを最適化する新しい方法も含まれています。具体的には、Solana上にEVMインフラを構築する際の重要な課題は、EthereumとSolanaの根本的な違いと、各プロトコルがトランザクションを処理する方法です。Ethereumは各スマートコントラクトを一つずつ処理してブロックチェーンの状態を決定的に実現しますが、Solanaは複数の並行スマートコントラクトを処理します。さらに、Solanaはハードウェア最適化の方法でネットワークリソースを特定のトランザクションに割り当てます。場合によっては、NeonトランザクションはSolanaが許可する以上のリソースを必要とすることがあります。

Neonは、ネットワークへの影響を最小限に抑えながらトランザクションを処理するための内蔵の柔軟性を持ち、契約を反復実行し、使用中のSolana状態に対する共有データへのアクセスを制限することで実現します。したがって、NeonはNeonトランザクションで使用されるSolanaアカウントをブロックし、これらのアカウントのいずれかのトランザクションがブロックされている場合、新しいトランザクションはNeonのWeb3プロキシによる実行を待機します。この反復プロセスには、Neon EVMが$SOLトークンの預金をオペレーターのアカウントから別の預金アカウントに移動することが含まれます。この預金の一部は、Solanaトランザクションを実行するノードバリデーターに報酬として分配されます。残りの部分は、リクエストを完了し、Neonトランザクションを反復実行するオペレーターに支払われます。

さらに、EVMを非ネイティブブロックチェーンに移植する際の難点は、ローカルプロセスに適合し、さまざまなサービスリクエストを処理するのに十分な柔軟性を持ち、流動性の方法でトランザクションを標準化することです。Neon EVMトランザクションコストはEthereumのルールに基づいて計算されますが、Solanaの料金に基づいています。したがって、全体として、Neon上のトランザクションコストはEthereum上のトランザクションコストよりも明らかに低く、最終ユーザーはEthereumのガスではなくSolanaのガスを支払います。前述のように、一部のトランザクション料金はトランザクションを実行するNeonオペレーターに送信され、料金額面はデフォルトで$ETHに設定されていますが、NeonユーザーはNeonトランザクションの支払いに任意のERC20トークンを選択できます。

最後に、Neonはネットワークを拡張および最適化するための二次トランザクション実行市場を作成しました。Neonオペレーターは市場で自分の条件と料金を示し、Neonクライアントは要求を満たすオペレーターを選択できます。さらに、Neon EVMのすべてのユーザーはNeon Web3プロキシをデプロイし、Neon EVMを使用してNeonトランザクションを実行できます。これらの操作はすべて完全に無許可であり、Neon EVMオペレーターの助けを必要としません。ただし、ユーザーはSolana上でトランザクションを実行するために$SOLトークンを使用する必要があります。

参考資料：

https://neon-labs.org/Neon_EVM.pdf

https://docs.neon-labs.org/docs/about/introduction/

https://docs.neon-labs.org/docs/governance/governance_overview/

https://ethereum.org/en/developers/docs/evm/

https://docs.solana.com/developing/on-chain-programs/overview

https://neon.aleph.cloud/