Aves Liar： Artela 公链の詳細解説——EVM++がスケーラビリティと拡張性を解放する

原文タイトル：《ARTELA: PROVIDING SCALABILITY AND EXTENSIBILITY WITH "EVM++"》

著者：Evan Hsu、Aves Lair 投資副社長；Philipp Hamer、Aves Lair 投資アナリスト

編纂：BlockBeats

Artela の紹介

Artela は、開発者が EVM 互換環境でモジュール化された、機能豊富で拡張可能かつカスタマイズ可能なアプリケーションを構築するためのプラットフォームを提供する、拡張可能な Layer 1 ブロックチェーンネットワークです。Artela は「EVM++」と呼ばれるソリューションを推進しており、その「++」は、Artela がスケーラビリティと拡張性の観点から EVM の制限を打破し、開発者により多くのチェーンネイティブな可能性を提供することを示しています。

EVM は、分散型アプリケーション（dApps）を開発するための標準フレームワークとなり、さまざまなスマートコントラクトチェーンで広く採用されています。通常、EVM 互換チェーンと呼ばれています。しかし、EVM のような仮想マシンは特定のユースケースに最適化されており、これが開発者のアプリケーション設計の柔軟性を制限する可能性があります。たとえば、EVM はセキュリティとアクセス可能性を優先しており、ネットワークの安定性を実現することを目的としています。EVM の機能を拡張するためには、Ethereum Foundation の承認を得る必要がある Ethereum Improvement Proposal（EIP）プロセスを経る必要があります。このプロセスは時間がかかり、開発者が自由に変更したり、ユーザーレベルで特定のコンポーネントを作成したりする能力を制限する可能性があります。

これらの制限を回避しようとする開発者は、機能を拡張するためにアプリケーションチェーン（app-chains）を作成する方向にシフトしています。このアプローチは、より大きなカスタマイズを可能にしますが、開発者はより高い開発および運用コストに直面し、チェーン上の組み合わせ能力を失うことになります。MoveVM や FuelVM などの他の代替品は、EVM を超える仮想マシン（VM）を提供することを目的としていますが、これらのプラットフォームへの移行は、EVM 環境に慣れた開発者にとっては移行コストを伴う可能性があります。さらに、既存の開発ツールや EVM ベースのアプリケーションとの組み合わせ能力を失うため、EVM と同じエコシステムの成熟度に達するにはかなりの時間がかかる可能性があります。

Artela は、dApps が妥協したり、断片化された appchains 上で動作したりすることを要求せず、EVM の機能を拡張することを目指しています。これを実現するために、「Aspect プログラミング」を導入し、開発者が WebAssembly（WASM）実行環境内でカスタマイズされたコードを実行するネイティブ拡張または「Aspect」を作成できるようにしています。WASM を利用して EVM を拡張することで、開発者はパフォーマンスや EVM の利点を犠牲にすることなく、実用的なアプリケーションを構築できます。

さらに、Artela は、並行実行を実現することで EVM 固有のパフォーマンスの課題を解決し、複数のトランザクションを同時に処理することを促進します。これにより、特にピーク時のスループットとスケーラビリティが大幅に向上します。開発者は、リソースの利用を最適化し、トランザクションの速度を向上させるこの機能から利益を得ます。さらに、Artela は Elastic Block Space を通じてネットワークの混雑を緩和し、大規模な dApps が独立したブロックスペースをサブスクライブできるようにし、混雑の影響を軽減しながら、appchain を必要とせずにスケーラビリティを確保します。

現在、Artela がその技術設計の選択を通じて解決している課題を概説しました。この記事では、これらの側面についてさらに詳しく探ります。

Artela は EVM+WASM ソリューションを使用してネイティブ拡張を実現

拡張とは？

拡張は、アプリケーションの機能を拡張または強化するソフトウェアモジュールです。オペレーティングシステムの文脈では、一般的なオペレーティングシステムはカーネルモード（kernel mode）とユーザーモード（user mode）を区別し、ユーザーアプリケーションは通常ユーザーモードで実行され、カーネルモードプログラムが提供する機能を利用します。しかし、Mac OS X はアプリケーション開発者が自らプログラムをカーネルモードにデプロイしてカーネル機能を拡張できるようにし、MacOS X コアチームが開発者の一般的なニーズに基づいて機能をパッケージ化する必要がありません。Mac OS X が提供するコアメカニズムは「カーネル拡張」と「システム拡張」です。この2つのタイプの拡張は、開発者が特定のセキュリティモードでカーネル拡張を開発し、より高い権限の機能を使用して純粋なユーザーモードアプリケーションでは実現できない特性を開発することを可能にします。

Uniswap v4 Hook のアプリ特定機能（App-Specific Functionality）

視点

Mac OS X がカーネル拡張を通じてアプリ機能を拡張するのと同様に、Uniswap v4 は Hook 機能を導入し、Uniswap アプリの機能を拡張しました。Hook は、開発者が取引プールの特定の段階でカスタマイズ機能を追加する能力を提供します。この機能は、取引開始前にオンチェーンのリミットオーダーを設定したり、交換取引や流動性の引き出しの取引手数料を抽出したり、LP ホルダーが追加の MEV 収入を得ることを可能にするなど、操作の柔軟性と自由度を大幅に向上させます。Hook 機能の導入は、取引プール内の可能性の範囲を広げ、さまざまなユーザーのニーズを満たすカスタマイズ拡張の作成を促進します。

Uniswap v4 の機能には潜在能力がありますが、完全には実装されていません。Hook によってカスタマイズ機能が有効になりましたが、革新の速度は依然として Ethereum 仮想マシン（EVM）の制約に制約されています。「カーネル」と「ユーザー」モードの例に戻ると、その能力をさらに強化するために、開発者は Ethereum Foundation が監督する Ethereum Improvement Proposal プロセスを通じてのアップグレードを待たなければなりません。

Artela のネイティブ拡張

Mac OS X のシステムアーキテクチャに触発された Artela チームは、ブロックチェーンプロトコル上で「スマートコントラクト」をサポートするだけでなく、カーネル拡張に類似した Aspects が Artela ブロックチェーン上のネイティブ拡張であると提案しています。以下は、Aspect が EVM 機能を拡張する方法です：

·それは基盤となる基層 API アクセス権を持ち、スマートコントラクトや他の Aspect と組み合わせることができます。

·そのコードは WASM で実行され、EVM の実行環境よりも効率的なオーダーを作成します。

·その実行は安全に隔離されており、ブロックチェーンのセキュリティと安定性に影響を与えません。

·ガバナンスの面では、コアチームによって維持されるのではなく、アプリチームがデプロイとメンテナンスを担当します。

Aspects を活用することで、アプリ開発者はコア機能を待つことなく、アプリに必要な基盤機能をカスタマイズできます。組み合わせ性を考慮すると、アプリ開発者は Artela 上で機能豊富なアプリを構築するために、事前に構築された Aspects を利用できます。Artela チームはこのパラダイムをネイティブ拡張パラダイムとしてまとめています。

さらに、Aspects は基層でシステムレベルの API にアクセスできるため、Chainlink のようなサードパーティサービスに依存することなく、基本機能をネイティブに統合できます。このようなチェーンネイティブの拡張性は、ネットワークにサードパーティサービスプロバイダーを導入する際に伴う信頼とコストのトレードオフを減少させます。サードパーティサービス（自動化 keeper ネットワークなど）を使用してオンチェーンタスクを実行する場合、ユーザーに追加コストをもたらし、外部の関係者に依存することで信頼度が低下します。Aspects は、WASM がトランザクションまたはブロックの実行中にトリガーされ、Aspect が特定のブロック高で予定されたタスクを実行するようにプログラムできる自動化機能をネイティブに提供できます。ガスの要求が増えるため、この機能を基層に直接拡張することで、価値の捕獲がブロックチェーンを通じて直接行われます。

自動化機能は、Artela の Aspect プログラミングの実際の応用例の一つに過ぎません。EVM+WASM ソリューションは最終的に、WASM によって dApp 機能を強化し、EVM との組み合わせ能力を維持します。

Artela は開発者に高度なカスタマイズ能力を提供し、dApps のアプリケーション層とブロックチェーンの基層性能の両方に適用されます。

機能のカスタマイズ：

スマートコントラクト + ネイティブ拡張 = 機能豊富な dApp

Artela では、アプリロジックを二つの部分（コアビジネスと拡張機能）に分けることができます：

·スマートコントラクトは、dApp のコアビジネスロジックを処理する主な役割を担います。例えば、取引、貸付、投票ロジックなどです。

·Aspect は、コアビジネスロジックに直接影響を与えないが、他のアプリの属性（追加機能）を強化できる特性を処理します。Aspect はスマートコントラクトを補完するものであり、置き換えるものではありません。

このメカニズムは、Artela が二つの同期して動作する実行層を持つことを意味します。EVM は CPU のようにコアコントラクトロジックを処理し、WASM 仮想マシン上で動作する Aspects は GPU のように、スマートコントラクトの状態に触れることなく拡張機能を処理します。EVM と Aspects は同じノード上で動作し、同じコンセンサスメカニズムを採用しているため、追加の信頼仮定はなく、同じセキュリティレベルを共有します。

最初の Uniswap V4 の紹介に戻ると、Uniswap V4 の Hook メカニズムに似て、Artela の Aspects はブロックとトランザクション処理の複数のライフサイクルポイントでアクティブ化を許可します。Artela の Hooks は Join Points と呼ばれ、Hook コードを実行する Aspect は、さまざまな Join Points に機能を動的に挿入できます。

WASM 実行時による dApp 機能の最適化

Artela は、Aspects を実行するために特別に構築されたカスタム WASM 実行時を使用しており、アプリの能力を強化するためのいくつかの実際的な利点を提供します。まず、パフォーマンスの最適化と低レベルのコード表現により、複雑なロジックや計算を効率的に実行できます。WASM を通じて、Aspects は開発者がパフォーマンスを犠牲にすることなくアプリケーションを構築できるようにし、これは分散型アプリのスケーラビリティと応答性を確保するために重要です。さらに、WASM は多様なプログラミング言語をサポートし、そのモジュール設計は、開発者に柔軟性を提供し、既存のソフトウェアエコシステムとの統合を容易にします。Google、Mozilla、Apple などのテクノロジー大手による開発とサポートにより、WASM は広く採用され、人気を博し、豊富な開発ツールとリソースのエコシステムを形成しています。

並行実行：ネットワークのスケーラビリティを向上させる

Artela は、ネットワークの遅延を減少させ、スループットを強化するためのスケーラビリティソリューションとして並行実行を採用しています。Artela はトランザクションを分析し、互いに干渉せずに同時に処理できるトランザクションを特定します。これらの互換性のあるトランザクションをグループ化することで、Artela は複数のトランザクショングループを同時に実行でき、特定の期間内に処理できるトランザクションの量と数を大幅に増加させます。このアプローチは、各トランザクションが一つずつ処理される Ethereum の順次実行とは異なり、特に高トラフィック時にボトルネックを引き起こす可能性があります。

並行実行は、トランザクションが長時間確認を待ったり、優先処理のために過剰な料金を支払ったりする必要を排除します。短い確認時間は、トランザクションの最終確定を加速するのに役立ち、遅延に敏感なアプリケーション（ゲームやオークションなど）にとっては利点です。たとえば、「リーグ・オブ・レジェンド」のような人気のあるマルチプレイヤーオンラインバトルアリーナ（MOBA）ゲームは、プレイヤーのサブ秒入力を正確に反映するために低遅延を必要とします。同様に、高トランザクションスループットは、Visa や Mastercard のような主要な金融ネットワークが毎秒何千ものトランザクションを処理できるようにするために重要です。

Ethereum が短期的に並行処理を採用する可能性は低いようですが、rollup 中心の戦略に焦点を当てています。しかし、EVM エコシステム内での並行処理の可能性は存在し、Monad や Eclipse などのプロジェクトが並行処理を探求しています。同様に、Sei V2 は、Ethereum コントラクトを変更せずに Sei 上に再デプロイできるように、並行実行能力と EVM 互換性を組み合わせることを試みています。このアプローチは、Artela がスケーラビリティを強化しつつ、EVM との後方互換性を確保する戦略を反映しています。

Artela の並行処理と Aspects の統合は、そのインフラストラクチャの戦略的な強化を表しています。これは、現在のスケーラビリティと効率性のニーズに応え、開発者に柔軟なフレームワークを提供します。このフレームワークは、動的なゲーム環境や大量の金融サービスなど、さまざまなユースケースのニーズを満たす分散型アプリの作成を可能にします。

スケーラビリティと弾力的ブロックスペース

Artela ネットワーク内のプロトコルが成長する際、プロトコルユーザーとスループットの増加に対応するために弾力的ブロックスペースをサブスクライブできます。弾力的ブロックスペースは、高トランザクションスループットの需要を持つ dApps に独立したブロックスペースを提供し、成長に応じて拡張できるようにします。本質的に、ブロックスペースはブロックチェーンの各ブロックが保存できるデータ量を決定し、トランザクションスループットに直接影響を与えます。dApps がトランザクション需要の急増を経験する際、弾力的ブロックスペースをサブスクライブすることが有用であり、基盤となるブロックチェーンに影響を与えることなく、増加した負荷を効率的に処理できます。

ブロックスペースの重要性とそれがトランザクションコストに与える影響の一例は、Yuga Labs の Otherside NFTs のリリースに関連しています。このリリースにより、ガス価格が急激に上昇しました（最高 500 gwei）。このイベント中に Ethereum で取引された総ガス費用は 2.25 億ドルに達しました。ブロックスペースの需要は供給を大幅に上回りました。これは、たとえ一つのアプリがネットワークを混雑させても、Ethereum 上の他のアプリを使用しているユーザーも同様に高いガス料金に直面しなければならないことを意味します。

Ethereum 上で各ブロックのトランザクション量を増やすことは可能ですが、EVM のアップグレードには長い EIP プロセスと開発時間が必要であることがわかっています。さらに、Ethereum ネットワークは、ほとんどの参加者が計算ハードウェア要件にアクセスできるように意図的に設計されています。したがって、各ブロックのデータが増加すると、検証者のストレージと計算要件も増加し、より高い参入障壁を生み出し、Ethereum の分散化の精神を脅かす可能性があります。

Solana は、特定のイベント中に取引が急増する際に、独自の「ローカル（local）」料金市場を実施することでこの課題に対処しています。たとえば、NFT 発行中、NFT 発行者は各アカウントの計算ユニット（CU）制限を迅速に消費します。さらなる取引は、限られたスペース内で処理されるために優先料金を引き上げる必要があります。このアプローチは、特定の活動が希少なブロックスペースを独占するのを防ぎ、時間的な料金の上昇を制限し、ネットワーク全体の混雑を軽減します。

Artela は、dApps に追加のブロックスペースを提供することで、取引需要の急増に対応し、Solana で見られる局所化料金市場の概念をさらに拡張し、ネットワーク全体での料金の急増と混雑を防ぎます。このアプローチは、突発的な需要のピークの悪影響を軽減するだけでなく、安定したトランザクションコストとネットワーク効率を確保します。このメカニズムを提供することで、dApps は予想される需要に応じてブロックスペースを拡張できるようになり、Artela の弾力的ブロックスペースはプロトコルがプロトコルユーザーとスループットの急成長に対応できるようにします。将来的には、Aspect が促進するブロックスペース市場が想像でき、dApp チームがブロックスペースを売買できるようになります。この市場は、dApps にとってよりコスト効率の良いまたは便利なパッケージオプションを提供し、エネルギー市場のようにブロックスペース購入時の事前購入割引を含む可能性があります。

ユースケース

暗号通貨市場は突破の瞬間を迎えており、オンチェーン製品機能に対するユーザー駆動の需要が高まっています。オンチェーンプログラミングの制限がより明白になり、安全な DeFi、暗号 AI、全チェーンゲームなどの分野でプログラミングのスケーラビリティの需要が浮き彫りになっています。Artela は AI、全チェーンゲーム、DeFi セキュリティなどの分野で独自の優位性と革新の可能性を持っています。これは、純粋な EVM ブロックチェーンが達成するのが難しい課題を克服する可能性を秘めています。

Aspects を通じた脆弱性の防止

Aspect の具体的な応用例は、トランザクションの特定の結合点で Aspects を実行することでスマートコントラクトのハッキングを防ぐことです。Aspects は呼び出しスタックを監視および追跡し、リスク管理ルールを設定することで、潜在的な再入攻撃の指標である重複呼び出しを検出できます。攻撃が検出された場合、Aspects は悪意のあるトランザクションをロールバックし、攻撃を効果的に防ぎ、資金の損失を防ぎます。

ネイティブスマートコントラクトでこれを実現することは難しいですが、Solidity は状態変更や呼び出しスタックを含む完全なトランザクションコンテキストにアクセスできません。このようなデータが提供された場合でも、関連するガスコストがそれを実行不可能にします。

Aspects を利用してこのようなセキュリティ戦略を展開することで、ブロックチェーンのセキュリティ基準が大幅に向上します。ブロックチェーン技術が広く採用され、大規模な金融取引のプラットフォームとしての地位を確立する中で、Aspects は企業向けのチェーン上のリスク管理ロジックの開発においても役割を果たすと期待されています。現在のソリューションはオフチェーンのリスク管理ツールに焦点を当てており、外部の実体（オラクルやサードパーティサービスなど）に依存する固有のリスクをもたらします。

より強力なオンチェーンのセキュリティとリスク管理手法を可能にすることで、Aspects は大規模な機関がブロックチェーン技術をその技術基盤の実行可能な構成要素として考慮する道を開き、ブロックチェーン技術のより主流で重要なアプリケーションへの採用と実用性を拡大します。

全チェーンゲーム

Artela の技術設計選択は、同社のブロックチェーン上で全チェーンゲームを開発およびホスティングするのを支援するのに非常に適しています。全チェーンゲームは、Aspects の柔軟性と Artela ブロックチェーンの高性能特性から恩恵を受け、ブロックチェーン固有の相互運用性（interoperability）と不変性（immutability）を利用した革新的なゲームデザインを実現できます。

Aspects の興味深いユースケースは、持続可能な世界環境を持つ大規模マルチプレイヤーオンライン（MMO）ゲームを構築することです。Eve Online のような伝統的な MMO ゲームからインスパイアを受けており、5000 万人のプレイヤーを集め、プレイヤー駆動の物語と経済がサンドボックス環境での需要を証明しています。全チェーンゲームは、各プレイヤーの行動とその影響をブロックチェーンに永続的に埋め込むことで、この概念をさらに進めることができます。

しかし、EVM のカスタマイズ性とトランザクション処理の制限により、多くのブロックチェーンゲームスタジオは、ゲームロジックを完全にオフチェーンに保持し、オンチェーンコンポーネント（NFT やトークンなど）を統合するか、オンチェーン/オフチェーンのハイブリッドアプローチを採用しています。全チェーンゲームの開発を最適化するには、二つの重要な要素が必要です：（1）ゲームロジックに高度な機能を組み込む能力、（2）シームレスなユーザー体験を提供するための低遅延の確保。

持続可能な世界の例に戻ると、Aspects はプレイヤーの行動によって引き起こされるゲーム状態の変化を自動化できます。オンラインマルチプレイヤーゲームの例では、プレイヤーの行動がゲームマップや環境の変化を引き起こします。これにより、ゲーム状態が事前定義された間隔で自動的に更新される必要があります。課題は、これを実現するために計算の要求が非現実的になる可能性があることです。Artela は、WASM 仮想マシンを使用することで EVM 固有の計算制約を効果的に克服しています。特定のロジックと状態の更新を WASM に委任することで、EVM は NFT やトークンの転送などのより単純な機能に集中できます。この効率により、持続可能なチェーン上の世界は、ゲームプレイやトランザクション速度に影響を与えることなく、大量の計算と更新を自動的に実行できます。WASM 実行環境の高性能特性により、低遅延を必要とするさまざまなタイプの全チェーンゲームの可能性が開かれます。

人工知能

AI とブロックチェーン技術は、特にデータのセキュリティと透明性を強化する面で有望な相乗効果を持っています。ゼロ知識機械学習（zkML）は、ゼロ知識証明を機械学習に適用し、基礎データやモデルの詳細を公開することなく計算や予測を検証できるようにします。Vitalik Buterin が強調したように、「暗号ツール、特に一般的な ZK-SNARKs や MPC は非常に高いオーバーヘッドを持っています」。Modulus Labs はこの課題をさらに明確にし、zkML プロセスのリソース集約度が直接計算の千倍以上であり、RISC Zero の平均証明生成時間が 173 秒であることを指摘しています。Risc Zero と同様に、Artela は WASM を利用して複雑な ML アルゴリズムの実行速度を向上させ、大規模データセットを管理できます。これらの進歩にもかかわらず、WASM の最適化の下でも、平均証明生成時間は依然としてかなり長く、関連コストは zkML を競争力のある解決策として実現する上での課題となっています。

しかし、Artela は「異種（Heterogeneous）Aspect」と呼ばれる革新的なフレームワークを導入し、これらの制限に対処します。異種 Aspect は、計算リソースとネットワークアクセスの多様性を活用し、zkML のような暗号操作（ゼロ知識証明や多者計算（MPC）など）の実行を簡素化する可能性があります。これにより、これらの計算集約型タスクの分散と処理がより効率的になり、ゼロ知識証明や MPC に関連するオーバーヘッドを大幅に削減できる可能性があります。

異種 Aspect はまだ新しい概念ですが、zkML の計算効率を向上させ、展開の障壁を低下させる可能性は、AI モデルをブロックチェーンプラットフォームに統合するための有望な道を示しており、これによりこれらの技術のより広範なユースケースへの適用性と実用性が強化されます。

まとめ

要するに、Artela は開発者に迅速な革新と適応を促進するブロックチェーン開発プラットフォームを提供します。ネイティブ拡張と Aspect プログラミングの統合により、EVM の制約を克服し、さまざまな実用アプリケーションの開発を促進しています。WASM 実行によって提供される Aspects のパフォーマンスとスケーラビリティは、app-chains と比較して競争力のあるソリューションを提示し、EVM ベースのアプリケーションやツールセットへのアクセスを依然として許可します。さらに、Aspects の組み合わせ性は dApp 開発を簡素化し、開発者が既存の機能ライブラリにアクセスし、基層で新しい機能を作成する能力を提供することで、単一のアプリ内でサードパーティサービスプロバイダーの機能を模倣できるようにします。これらの実際的な利点を考慮すると、Artela の開発者エコシステムは大幅に成長すると予想されます。

Artela は、シードラウンドで 600 万ドル以上を調達し、Shima Capital がリードし、Aves Lair、A&T Capital、Big Brain Holdings、SevenX Ventures、Dispersion Capital、Amino Capital などが参加しています。

Artela チームに感謝し、この記事に貴重な洞察と貢献を提供していただきました。Artela に関する詳細情報は、こちらをクリックしてください。

Aves Lair について

Aves Lair：は、ビジョナリー、先進的なスタートアップ、業界リーダー、科学者、投資家を集め、Web3 業界の革新の新しい波をリードするグローバルな初期 VC です。