要点
Solanaブロックチェーンの基盤となるソフトウェアインフラであるSolana仮想マシン（SVM）により、同ブロックチェーンにおける高いトランザクションスループット、スマートコントラクトの実行管理が可能となります。
逐次処理モデルにより動作し、プログラミング言語としてSolidityが採用されているEthereum仮想マシン（EVM）とは異なり、Solana仮想マシン（SVM）は並行処理モデルにより動作し、プログラミング言語にRustが用いられています。
この記事では、Solana仮想マシン（SVM）の概要、その仕組み、Ethereum仮想マシン（EVM）との違いについて掘り下げていきます。
はじめに
ブロックチェーンは元来、トランザクション処理用の分散型ネットワークとして用いられていました。その後、仮想マシンによりブロックチェーン上にスマートコントラクトを構築できるようになったことから、ブロックチェーンは幅広いユースケースおよびアプリケーションを実現する基盤レイヤーに姿を変えることとなりました。仮想マシンの主要な例として、Ethereum仮想マシン（EVM）とSolana仮想マシン（SVM）が挙げられます。この記事では、Solana仮想マシンの概要、その仕組み、Ethereum仮想マシンとの違いについて掘り下げていきます。
Solana仮想マシン（SVM）の概要
Solana仮想マシン（SVM）は、Solanaブロックチェーン上におけるスマートコントラクトの実行環境です。1秒あたり何千ものトランザクション（TPS）の処理が可能で、ネットワークのスケーラビリティが優れています。
Ethereumは、ブロックチェーン初の仮想マシンであるEthereum仮想マシン（EVM）を開発し、これがブロックチェーンにおける標準となっています。Ethereum仮想マシンの仕組みは、BNB Smart Chain、Avalanche、Tronなどの複数のブロックチェーンにおいて、Ethereum仮想マシンのフォーク、またはこれとの互換性を持つシステムの開発にあたりヒントとなってきました。このように業界標準としての地位を確立したEthereum仮想マシンにとって、Solana仮想マシン（SVM）は、手強いライバルであると言えます。
Solana仮想マシンの仕組み
Solanaブロックチェーン上で動作するSolana仮想マシン（SVM）は、ユーザーにより作成されたスマートコントラクトを実行する強力なコンピューターであると考えることができます。Solana仮想マシンの仕組みは、以下の構成に分かれます。
バリデーターノード：Solanaのバリデーターノードは、世界中に多数存在しています。各バリデーターノードは独自のバージョンのSolana仮想マシン（SVM）を運用しているため、それぞれ異なるタスクを処理できます。
スマートコントラクトの準備：スマートコントラクトを実行するには、まずSolana仮想マシン（SVM）により、ノードが理解できる言語に翻訳する必要があります。これにより、スマートコントラクトの正確な実行が確実となります。
スマートコントラクトの実行：スマートコントラクトが正しい形式であることを確認の上、実行します。スマートコントラクトは、これを実行するSolana仮想マシン（SVM）の特定のノードのバージョンにおけるブロックチェーンデータの一部を更新します。
コンセンサスの形成：コンセンサスの形成のために、更新されたバージョンのブロックチェーンが他のネットワークノードに共有されます。
例えば、Solana上に構築された分散型アプリケーション（dApp）を用いてデジタルアートの売買を行うとします。アートを購入する際、スマートコントラクトにより、ブロックチェーン上の所有権に関する記録の更新が実行されます。このスマートコントラクトは、バリデーターノードのうち1人のSolana仮想マシン（SVM）を介して動作しており、決済が正当なものであることが確認された上でブロックチェーンデータの更新が行われています。
SeaLevelを用いた並列処理
Solana仮想マシン（SVM）独自の特徴として、複数のスマートコントラクトを同時に処理できる能力があります。これは、トランザクションの並行処理により実現されます。Solana仮想マシンでは、基本的に複数のスマートコントラクトの並列処理が行われるため、トランザクションのスループットおよび効率性が向上します。
Solana仮想マシン（SVM）の構成要素の1つであるSeaLevelは、同時に複数のトランザクションが同一のアカウントステートに影響を与える際の並列処理で発生するおそれのある、潜在的な競合に対処します。例えば、2つのトランザクション（ウォレットへの資金の入庫と出庫）が同時に実行される場合、正しく管理されないと計算エラーが発生するおそれがあります。
SeaLevelは、トランザクション間の依存関係を明示的に管理する目的で開発されました。Solana上のスマートコントラクトは、各トランザクションがブロックチェーンのステートにおいて変更する部分を判別します。これにより、独立して実行されるトランザクション（ステートの別の部分に影響を与えるトランザクション）、および依存して実行されるトランザクション（ステートの同じ部分に影響を与えるトランザクション）の識別が可能となります。依存して実行されるトランザクションは競合を防ぐために順番に処理されるため、データ漏洩およびブロックチェーン全体のパフォーマンス低下の心配なく、各トランザクションが正確に実行されます。
Solana仮想マシン（SVM）とEthereum仮想マシン（EVM）の比較
トランザクションの処理モデル
Solana仮想マシン（SVM）では、並行処理モデルの採用により複数のトランザクションを同時に実行できるため、スループットの向上およびレイテンシーの短縮につながります。一方、Ethereum仮想マシン（EVM）ではトランザクションの逐次処理を行うため、ネットワーク使用量が多い期間中にネットワーク混雑が発生する可能性があります。
プログラミング言語
Solana仮想マシン（SVM）では、その効率性で知られるRustを採用しており、高いパフォーマンスおよび安全性を求められるアプリケーションに特に適していると言えます。一方、Ethereum仮想マシン（EVM）では、スマートコントラクト開発に特化したSolidityを採用しています。
スマートコントラクト開発と実行
Solana仮想マシン（SVM）のスマートコントラクトは各バリデーターにより独立して実行されるため、効率性の高いネットワーク運用が可能となります。一方、Ethereum仮想マシン（EVM）では、すべてのノードがスマートコントラクトの実行結果に関するコンセンサスを形成する必要があるため、処理時間の遅延につながります。
Solana仮想マシン（SVM）の課題
Solana仮想マシン（SVM）は、多くの課題に直面しています。主な課題の1つには、並行処理環境におけるシステムの安定性および安全性維持の複雑さがあります。この仕組みは効率的であるものの、同一のデータに影響を与えるトランザクションが同時に処理される場合、競合の防止および完全性の確立のために追加の措置を講じる必要があります。
加えて、プログラミング言語であるRustは、ブロックチェーン開発に用いられるSolidityなどのプログラミング言語と比べ、新しいブロックチェーン開発者にとって参入障壁となっています。
まとめ
Solana仮想マシン（SVM）は、トランザクションの処理およびスマートコントラクトの実行における効率性を後押しする、Solanaブロックチェーン上の実行環境です。同仮想マシンでは、トランザクションの並行処理およびプログラミング言語であるRustが用いられており、トランザクションスループットおよびスケーラビリティの向上が実現します。一方、Solana仮想マシンには、プログラミング言語であるRustの習得が難しいことや並行処理モデルに固有の難点など、課題も存在しています。こうした課題を踏まえても、Solana仮想マシンと盛り上がりを見せるAI技術との統合により、今後の普及増加が見込まれると言えます。
参考文献
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