アートエラへの紹介

Artelaは、開発者がEVM互換環境でモジュラーや機能豊富、スケーラブル、カスタマイズ可能なアプリケーションを作成するために構築された拡張可能なLayer-1ブロックチェーンネットワークです。Artelaは「EVM++」というソリューションを推進しており、この「++」は、Artelaが拡張性とスケーラビリティの観点からEVMの制限を突破し、開発者により多くのチェーンネイティブの可能性を提供することを表しています。

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、一般的にEVM互換チェーンとして広く採用されています。ただし、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、これは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。例えば、EVMはセキュリティとアクセシビリティを重視し、ネットワークの安定を目指しています。EVMの機能を拡張するには、Ethereum Improvement Proposal（EIP）プロセスを通じて承認を得る必要があります。このプロセスは時間がかかる場合があり、開発者がユーザーレベルで自由に変更や特定のコンポーネントを作成する能力を制限することで、革新の速度を遅らせ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、アプリケーション固有のチェーン（アプリチェーン）を作成することに頼ることになっています。このアプローチにより、より高度なカスタマイズが可能となりますが、開発者は開発および運用コストが増加し、オンチェーンの合成性も失います。 MoveVMやFuelVMなどの他の選択肢は、EVMよりも優れた仮想マシン（VM）を提供しようとしていますが、これらのプラットフォームに移行することは、EVM環境に慣れた開発者にとって切り替えコストが発生する可能性があります。さらに、既存の開発者ツールやEVMベースのアプリケーションとの合成性を失うことで、EVMと同じレベルのエコシステム成熟度を達成することは、現在、多くのロックされた流動性を持つEVMベースのアプリケーションと時間がかかる可能性があります。

Artelaは、dAppsが妥協することなく、または断片化されたアプリケーションチェーンで動作することなく、EVMの現在の制限事項に対処することを目指しています。 'アスペクトプログラミング'を導入することで、Artelaは開発者がネイティブ拡張機能または 'アスペクト' を作成し、WebAssembly（WASM）ランタイム環境内でカスタマイズされたコードを実行できるようにします。 WASMを利用してEVMの拡張性を実現することで、開発者はパフォーマンスを犠牲にすることなく、EVM上での利点を享受しながら実用的なアプリケーションを構築できます。

さらに、Artelaは、EVM固有のパフォーマンスの課題に対処するために並列実行を実装し、複数のトランザクションの同時処理を容易にします。これにより、スループットと拡張性が大幅に向上し、特にピーク時において優れた性能を発揮します。開発者はこの機能から恩恵を受け、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とができます。さらに、ArtelaはElastic Block Spaceで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に登録できるようにし、混雑の影響を和らげると同時に、アプリチェーンを必要とせずに拡張性を確保します。

アルテラがその技術設計の選択を通じて取り組んでいる課題を概説したので、この記事ではこれらの側面にさらに深く立ち入ります。

Artelaは、EVM+WASMソリューションを使用してネイティブ拡張機能を実装しています

拡張機能とは何ですか？

拡張機能は、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コンテキストでは、一般的なオペレーティングシステムは、カーネルモードとユーザーモードを区別し、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。ただし、Mac OS Xでは、アプリケーション開発者が、一般的な開発者のニーズに基づいて機能をカプセル化するためにMacOS Xコアチームの必要性なしに、カーネルモードにプログラムを独立して展開することができます。Mac OS Xが提供するコアメカニズムは、「カーネル拡張機能」と「システム拡張機能」です。これらの2種類の拡張機能を使用すると、開発者は特定の安全モードでカーネル拡張機能を開発し、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機能を開発できます。

Uniswap v4 Hooksのレンズを通したアプリ固有の機能

Mac OS Xがカーネル拡張機能を介してアプリケーションの機能を拡張する方法と同様に、Uniswap v4はフック機能を導入し、Uniswapアプリケーションの機能を拡張します。フックは開発者に特定の段階でカスタマイズされた機能を追加する能力を提供します。この機能は、トレーディングプール内で取引が開始される前にオンチェーンのリミットオーダーを設定したり、スワップ取引や流動性引き出しのトランザクション手数料を抽出したり、LP保有者が追加のMEV収入を得ることを可能にします。フック機能の導入により、トレーディングプール内での可能性が拡大し、多様なユーザーのニーズを満たすためのカスタマイズされた拡張機能の作成が容易になります。

Uniswap v4の機能の潜在能力にもかかわらず、まだ完全に運用されていません。フックによってカスタマイズされた機能が可能になりますが、イノベーションの速度は依然としてEthereum Virtual Machine（EVM）の制約によって制限されています。 'カーネル'と 'ユーザー'モードの例に戻ると、開発者は機能をさらに拡張するために、Ethereum Foundationが監督するEthereum Improvement Proposalプロセスを通じてアップグレードを待たなければなりません。

アルテラのネイティブ拡張

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

1. 基礎となるベース層のAPIアクセス権限を持ち、スマートコントラクトや他の側面と組み合わせることができます。
2. そのコードはWASMを使用して実行され、EVMよりもはるかに効率的な実行環境が作成されます。
3. その実行は安全に分離されており、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。
4. ガバナンスに関しては、コアチームではなく、デプロイメントとメンテナンスを担当するアプリケーションチームによって維持されています。

Aspectsを利用することで、アプリケーション開発者は、コアチームがそれらをカプセル化するのを待つことなく、アプリケーションに必要な基本機能をカスタマイズできます。組み合わせ可能性を考慮すると、アプリケーション開発者は、事前に構築されたAspectsを活用して、Artela上で機能豊富なアプリケーションを構築することができます。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要約しています。

さらに、AspectsはベースレイヤーでシステムレベルのAPIにアクセスできるため、Chainlinkなどの第三者に依存せずに自動化機能などの基本機能をネイティブに統合できます。このチェーンネイティブの拡張性により、ネットワークに第三者サービスプロバイダーを導入する際の信頼とコストのトレードオフが軽減されます。オンチェーンタスクを実行するために自動化キーパーネットワークのようなサードパーティサービスを使用すると、ユーザーに追加コストが発生し、外部パーティーへの依存により信頼が低下します。Aspectsは、WASMがトランザクションやブロックの実行中にトリガーされ、アスペクトが特定のブロック高さで予め決められたタスクを実行するようプログラムされるため、自動化の機能をネイティブに提供できます。この機能をベースレイヤーに直接拡張することで、ガスのリクエストが増えるため、価値のキャプチャがブロックチェーンを通じて直接流れます。

自動化機能は、アルテラのアスペクトプログラミングの実用的な応用の一例に過ぎません。そのEVM+WASMソリューションは、最終的にWASMを介してdAppの機能を向上させながら、EVMとの相互運用性を維持しています。

Artelaは、dAppsのアプリケーション層とブロックチェーンの基盤パフォーマンスの両方に高度なカスタマイズ機能を開発者に提供します。

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=機能豊富なdApp

Artelaでは、アプリケーションロジックを2つの部分（コアビジネスと拡張機能）に分割することができます。

1. スマートコントラクトは、取引、貸付、または投票ロジックなど、dAppの中核ビジネスロジックの処理を主に担当しています。
2. Aspectは、コアのビジネスロジックに直接的な影響を与えない機能を処理し、他のアプリケーション属性を強化することができます（追加機能）。Aspectはスマートコントラクトを補完するものであり、それを置き換えるものではありません。

このメカニズムは、Artelaが2つの実行レイヤーを同期して実行していることを意味します。 EVMはCPUのように機能し、コア契約ロジックを処理し、WASM仮想マシンで実行されるAspectsはGPUのように機能し、スマート契約の状態に触れることなく拡張機能を処理します。 EVMとAspectsの両方は同じノードと合意メカニズムで実行されるため、追加の信頼前提がなく、同じセキュリティレベルを共有しています。

Uniswap V4の最初の紹介に戻ると、Uniswap V4のHookメカニズムに類似していますが、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のアクティベーションを可能にします。ArtelaのHooksはJoin Pointsと呼ばれ、Hookの実行コードはAspectと呼ばれ、さまざまなJoin Pointsで機能を動的に挿入します。

WASMランタイムを通じたdApp機能の最適化

Artelaは、アスペクトを実行するために特別に構築されたカスタムWASMランタイムを利用しています。これにより、アプリケーションの機能を強化するためのいくつかの実用的な利点が提供されます。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、複雑なロジックと計算の効率的な実行が可能となります。WASMを介して、アスペクトは開発者に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することを可能にし、これは分散型アプリケーションの拡張性と応答性を確保するために不可欠です。さらに、WASMは複数のプログラミング言語をサポートし、モジュラーな設計を採用しているため、開発者に既存のソフトウェアエコシステムとの柔軟性と統合の容易さを提供します。Google、Mozilla、Appleなどのテクノロジージャイアントからの開発とサポートを考えると、WASMは広範な採用と人気を見ており、開発者ツールやリソースの豊富なエコシステムが形成されています。

並列実行：ネットワークの拡張性向上

Artelaは、ネットワークのレイテンシを低減し、スループットを向上させるためにスケーラビリティソリューションとして並列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ものを特定します。これらの互換性のあるトランザクションをグループに整理することで、Artelaは複数のセットを同時に実行し、一定期間内に処理できるトランザクションの数量と数を大幅に増やすことができます。このアプローチは、イーサリアムの逐次実行とは異なります。イーサリアムでは、すべてのトランザクションが順次処理されるため、特に高トラフィック期間中にボトルネックが発生する可能性があります。

並行実行は、取引が確認を待つ必要がなく、取引を優先させるために過剰な手数料を支払う必要がないため、取引が長い時間を待つ必要がありません。短い確認時間は、取引の確定を迅速にし、ゲームやオークションなどの遅延に敏感なアプリケーションにとって有益です。たとえば、League of Legendsなどのアプリケーションは、プレイヤーのサブセカンドの入力を正確に反映するために低遅延を要求します。同様に、高取引スループットは、ビザやマスターカードなどの主要な金融ネットワークが秒間数千取引を処理できるようにするために不可欠です。

イーサリアムが近い将来、並列処理を取り入れる可能性は低そうです。なぜなら、ロールアップ中心の戦略に焦点を当てているからです。しかし、EVMエコシステム内での並列処理の可能性は存在し、MonadやEclipseのようなプロジェクトが並列処理を探求しています。同様に、Sei V2は、EVM互換性と並列実行能力を組み合わせ、イーサリアムの契約を修正することなくSeiにシームレスに再展開できるようにしています。このアプローチは、スケーラビリティを向上させながら、EVMとの後方互換性を確保するArtelaの戦略を反映しています。

Artelaの並列処理とアスペクトの統合は、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、スケーラビリティと効率性の現在の要件に対処し、開発者に柔軟なフレームワークを提供しています。このフレームワークにより、動的なゲーム環境や高ボリュームの金融サービスなど、さまざまなユースケースの要求を満たす分散型アプリケーションの作成が可能となります。

Elastic Block Spaceによるスケーラビリティ

Artelaネットワークのプロトコルが成長すると、プロトコルユーザーとスループットの成長を処理するためにElastic Block Spaceにサブスクライブすることができます。Elastic Block Spaceは、高いトランザクションスループット要件を持つdApps向けに独立したブロックスペースを提供し、成長に合わせてスケーリングすることができます。要するに、ブロックスペースは、ブロックごとにブロックチェーンが保存できるデータの容量を決定し、トランザクションスループットに直接影響します。dAppsがトランザクション需要の急増を経験すると、エラスティックブロックスペースにサブスクライブすることは、基礎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するのに役立ちます。

ブロックスペースの重要性を理解するための例と、トランザクションコストへの影響を理解するための例として、Yuga LabsのOtherside NFTの発売により、ガス価格が急激に上昇しました（最大500ガウィ）。そのイベント中にイーサリアムのトランザクションに使用された総ガスは2億2500万ドルでした。ブロックスペースへの需要が供給を大幅に上回ったことを意味します。これは、ネットワークを混雑させているアプリケーションが1つだけであっても、イーサリアム上の他のアプリケーションにアクセスするユーザーも同様に高額なガス手数料に直面しなければならなかったことを意味します。

イーサリアムのブロックあたりのトランザクション数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すでにわかっています。さらに、イーサリアムネットワークは、計算に必要なハードウェア要件がほとんどの参加者にとってアクセス可能な状態であることを意図的に確保しています。したがって、ブロックあたりのデータ量が増加すると、バリデータのストレージおよび計算要件も増加し、より高い参加障壁を作り出し、イーサリアムの分散型の精神が損なわれる可能性があります。

Solanaは、この課題に独自の解決策を提供し、“ローカル”手数料マーケットを実装することで対処しています。スワップ取引の急増やNFTのドロップなどの活動中、その特定の活動に関連する取引は急上昇した手数料に直面します。例えば、NFTのドロップでは、NFT発行者は迅速にアカウントごとの計算ユニット（CU）の制限を消費します。さらなる取引は、そのアカウントの限られたスペース内に収まるために優先手数料を上乗せしなければなりません。このアプローチにより、単一の活動が希少なブロックスペースを独占するのを防ぎ、時間的な手数料の急上昇を制限し、ネットワーク全体の混雑を減らすことができます。

Artelaは、Solanaに見られるように、dAppsが取引需要を予測するために追加のブロックスペースを確保できるようにすることで、ローカライズされた手数料市場の概念を強化し、ネットワーク全体の手数料の高騰や混雑を防ぎます。このアプローチは、急激な需要の急増による悪影響を軽減するだけでなく、安定した取引コストとネットワーク効率を確保します。ArtelaのElastic Block Spaceは、予測される需要に応じてブロックスペースをスケーリングするメカニズムを提供することで、プロトコルがプロトコルユーザーとスループットの高速成長に対応できるようにします。将来的には、dAppチームがブロックスペースを売買できるブロックスペースマーケットプレイスを促進するアスペクトを見ることができます。このマーケットプレイスは、エネルギー市場と同様に、ブロックスペースを事前に購入する際に割引料金のオプションを含める可能性があり、dAppsにとってより費用対効果の高い、または便利なパッケージを提供する可能性があります。

ユースケース

暗号通貨市場は、ユーザー主導の要求により、オンチェーン製品の機能性に関する需要が絶えず増加している画期的な状況にあります。オンチェーンのプログラム可能性の制約がより重要になりつつあり、セキュリティDeFi、暗号AI、完全オンチェーンゲームなどのセクターがプログラミングの拡張性に対する需要を浮き彫りにしています。Artelaは、AI、完全オンチェーンゲーム、DeFiセキュリティ、その他の領域で独自の利点と革新的なポテンシャルを持っています。純粋なEVMブロックチェーンには難しい課題を克服する可能性を秘めています。

アスペクトを通じたエクスプロイト防止

Aspectの特定の使用例は、トランザクションの特定の結合ポイントでAspectを実行することによって、スマートコントラクトのハッキングを防ぐことです。Aspectはコールスタックを監視し、重複した呼び出しを検出できるリスク制御ルールを設定し、再入攻撃の兆候であると判断される可能性があります。攻撃が検出された場合、Aspectは悪意のあるトランザクションを巻き戻し、効果的に攻撃を停止して資金の損失を防ぎます。

これは、Solidityが状態の変化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ないため、ネイティブスマートコントラクトで実装される可能性は低いです。 そのような検出のためにデータが提供されたとしても、関連するガスコストによって実現不可能になります。

このようなセキュリティ戦略を展開するためのアスペクトの使用は、ブロックチェーンのセキュリティ基準を著しく向上させます。 ブロックチェーン技術がより広く採用され、規模の大きな金融取引のプラットフォームとなるにつれて、私たちはまた、アスペクトがオンチェーン上でのエンタープライズレベルのリスク制御論理の開発に一役買う可能性があると予想しています。 現行の解決策がオフチェーンのリスク管理ツールに焦点を当てている中、外部エンティティ（オラクルや第三者サービスなど）に依存するなどの潜在的なリスクが伴います。 より強固なオンチェーンアプローチをセキュリティとリスク管理に可能にすることで、アスペクトは大手機関がブロックチェーン技術を技術インフラの有力な構成要素として検討する道を開き、これによりブロックチェーン技術の採用と有用性をより一般的かつ重要なアプリケーションに拡大させる可能性を秘めています。

完全なオンチェーンゲーム

Artelaの技術設計の選択肢は、そのブロックチェーン上で完全にオンチェーンのゲームの開発とホスティングをサポートするように適しています。完全にオンチェーンのゲームは、Aspectsの柔軟性とArtelaブロックチェーンの高性能な性質から利益を得ることができます。これにより、ブロックチェーンの固有の相互運用性と変更不可能性の特性を活用した革新的なゲームデザインが実現します。

Aspectsの興味深いユースケースの1つは、持続的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）ゲームの構築です。Eve Onlineなどの従来のMMOからインスピレーションを得て、5,000万人のプレイヤーを集めたことは、プレイヤー主導の物語や砂場環境での経済の需要を示しています。完全にオンチェーンのゲームは、すべてのプレイヤーの行動とその結果をブロックチェーンに直接永久に埋め込むことで、このコンセプトをさらに推し進めることができます。

ただし、EVMに固有のカスタマイズ可能性とトランザクション処理の制約を考慮すると、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ながら、NFTやトークンのようなオンチェーンコンポーネントを組み込んだり、ハイブリッドオンチェーン/オフチェーンモデルを採用したりします。完全にオンチェーンのゲームを開発するためには、(1)高度な機能をゲームロジックに組み込む能力と、(2)シームレスなユーザーエクスペリエンスを提供するための低レイテンシを確保することが重要です。

永続的な世界の例に戻ります。アスペクトは、プレイヤーの行動によってトリガーされるゲーム状態の変更を自動化できます。プレイヤーの行動がゲームマップや環境の変更を引き起こすオンラインマルチプレイヤーゲームを例にしてみましょう。これには、ゲーム状態が事前に定義された間隔で自動的に更新される必要があります。これを達成するためには、計算要件が非現実的になる可能性があります。アルテラは、WASM仮想マシンの利用を通じて、EVMに固有の計算制約を効果的に克服しています。特定のロジックや状態の更新を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シンプルな機能に集中できます。この効率性により、永続的なオンチェーンワールドは、ゲームプレイやトランザクション速度を損なうことなく、バッチ計算と更新を自律的に実行できます。WASMの実行環境のパフォーマンスの高さにより、低レイテンシが必要な完全にオンチェーンのゲームのさらなるジャンルの可能性が広がります。

人工知能

AIとブロックチェーン技術は、特にデータセキュリティと透明性の向上において有望なシナジーを持っています。ゼロ知識機械学習（zkML）は、機械学習にゼロ知識証明を適用し、基になるデータやモデルの詳細を公開せずに計算や予測の検証を可能にします。Vitalik Buterin氏は、「特にZK-SNARKsやMPCなどの汎用の暗号ガジェットは高いオーバーヘッドを持っている」と述べています。Modulus Labsはさらにこの課題を説明し、RISC Zeroを使用した平均証明生成時間が173秒である一方で、zkMLプロセスは直接の計算よりも1000倍以上のリソースを消費します。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、大規模なデータセットを管理することができます。これらの進展にもかかわらず、WASMの最適化を行っても、平均的な証明生成時間は相当なものであり、関連するコストは引き続きzkMLを競争力のあるソリューションとして展開するための実現可能性に挑戦し続けています。

ただし、Artelaは、これらの制限に対処する革新的なフレームワークである「異種アスペクト」というものを導入しています。 異種アスペクトは、コンピューティングリソースとネットワークアクセスの多様性を活用し、zkMLなどの暗号演算の実行を効率化する可能性があります。 これにより、これらの計算負荷の高いタスクの効率的な分散および処理が可能となり、異種アスペクトはゼロ知識証明やMPCに関連するオーバーヘッドを大幅に削減できるかもしれません。

Heterogeneous Aspectは新興概念でありながら、zkML計算の効率向上と展開の障壁の低下への潜在能力が示唆するように、AIモデルのブロックチェーンプラットフォームへの統合のための有望な手段を示しており、これにより、これらのテクノロジーのアクセシビリティと実用性がより広範囲のユースケースに対して向上する可能性があります。

結論

要約すると、Artelaは開発者に迅速な革新とブロックチェーン開発の適応性を促進するプラットフォームを提供しています。ネイティブ拡張機能とAspectプログラミングの組み込みにより、EVMの制約を克服し、幅広い実用アプリケーションを可能にしています。WASMを介して実行されるAspectsによって提供されるパフォーマンスと拡張性は、アプリチェーンと比較して競争力のあるソリューションを示し、EVMベースのアプリケーションとツールセットへのアクセスを可能にします。さらに、Aspectsの合成可能性により、dAppの開発が効率化され、開発者は事前に存在する機能のライブラリにアクセスし、ベースレイヤーレベルで新機能を作成する能力が与えられ、単一のアプリケーション内でサードパーティサービスプロバイダの機能を模倣します。これらの実用的な利点を考慮すると、Artelaの開発者エコシステムの大幅な成長が期待されます。

Artelaは、Shima Capitalを中心に、Aves Lair、A&T Capital、Big Brain Holdings、SevenX Ventures、Dispersion Capital、Amino Capitalなどが参加したシードラウンドで600万ドル以上を調達しました。

この記事への貴重な洞察と貢献をいただいたアーテラチームに特に感謝します。Artelaについて詳しく知りたい方は、こちらをクリックしてください。ここ.

Aves Lairについて

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