Virtuaalmasinat (VM): これらがICT環境をどのように変えるか

コンピュータのWindows起動時にMacBook上で仮想マシンを使用する方法は?未知のアプリケーションを安全にテストし、コンピュータのリスクを冒さずに済む方法は?VM(仮想マシン)は、隔離されたデジタル環境を作り出し、異なるOSやアプリケーションが独立して動作できるようにすることで、これを可能にします。これは単なるITツール以上のものであり、ブロックチェーンネットワーク上では、VMはスマートコントラクトのエコシステム全体を運用し、安全かつ信頼性の高い変換を保証します。

なぜ仮想マシンを使うべきか?

仮想マシンには、多くの実用的な用途があり、作業をより簡単で安全にします。

新しいシステムの安全なテスト:各VMは、メインのコンピュータに何も変更を加えずに、全く異なるOSを試すことを可能にします。例えば古いWindows XP用のアプリを動かしたい場合、その環境をVMで作成し、テスト後に削除できます。

危険なソフトウェアの安全なテスト環境:マルウェアや未知のファイル、実験的なアプリケーションをVMにインストールすれば、メインシステムは完全に保護されます。何か問題が起きても、VMは元の状態に簡単に復元可能です。

複数OSの並行利用:一台のコンピュータ上でWindows、macOS、LinuxをそれぞれのVMで同時に動かせます。これにより、特に複数の環境でテストを行う開発者にとって柔軟性が増します。

コードの開発とテスト:開発者は高価なハードウェアを購入せずに、複数のOS上でアプリをテストでき、製品化も迅速化します。

クラウドインフラ:AWSやAzure、Google Cloudなど多くのクラウドプラットフォームは、VMの原理に基づいています。ウェブサイトをクラウドに展開すると、それはリモートデータセンターの仮想マシン上に配置されます。

VMは実際にどのように動作しているのか?

背後では、ハイパーバイザーと呼ばれるソフトウェアが動作しています。ハイパーバイザーはVMの管理者であり、コンピュータの物理リソース(CPU、メモリ、ストレージ)を取り込み、それらを複数のVMに分配します。

ハイパーバイザーには主に2種類あります:

タイプ1(ネイティブまたはハイパーバイザー型):直接ハードウェアにインストールされ、OSを持たずに動作します。データセンターやクラウド向きで、高速かつ効率的ですが、専門的な設定が必要です。

タイプ2(ホスト型):通常のOS上でアプリケーションとして動作します。テストや開発に適しており、設定も簡単です。

VMが作成されると、通常のコンピュータのように起動し、ソフトウェアのインストール、インターネットの利用、アプリの実行が可能です。すべてハイパーバイザーの管理下にあります。

ブロックチェーンネットワークにおけるVM:EVMとその他の環境

従来のVMは隔離された箱のようなものですが、ブロックチェーン上のVMは異なります。これらは、分散型アプリケーション全体を動かすエンジンです。

EthereumのEVM(Ethereum Virtual Machine)はその代表例です。開発者はSolidityやVyper、Yulといった言語でスマートコントラクトを書き、それをEVMにデプロイします。Ethereumネットワークの各ノードは同じコントラクトを同じ順序で実行し、ネットワークの信頼性を確保します。

また、各ブロックチェーンは独自のVMを持っています:

  • NEARやCosmosはWebAssembly(WASM)ベースのVMを採用し、多くのプログラミング言語をサポート
  • SuiはMoveVMを使い、Move言語のスマートコントラクトを実行
  • SolanaはカスタムのSVMを開発し、トランザクションを並列処理し、大量のデータを扱える

これらのVMは単なる技術選択ではなく、分散型アプリケーションの動作原理を決定づける重要な要素です。

VMの実用例:DeFi、NFT、その他

あなたが気づかなくても、VMはあなたの操作の裏側で常に働いています。

DeFi取引:Uniswapのトークン交換では、スマートコントラクトがEVM上で取引を管理します。仮想マシンが適切なレートを計算し、トークンを受け取り、新しいトークンを送信します。

NFTの作成:NFTを作るとき、VMは所有権を追跡するコードを実行します。購入や販売のたびにデータが更新され、NFTは正しい所有者に属します。

Layer 2のトランザクション:zkEVMのような特化型VMを使えば、より高速で安価な取引が可能です。ゼロ知識証明(ZKP)を用いて、取引の正当性を証明します。

これらすべては背後で動いており、ユーザーは高速でコストのかからない取引だけを目にします。

VMの主な課題は何か?

VMは柔軟で強力ですが、いくつかの制約もあります。

パフォーマンスのコスト:VMはハードウェアとソフトウェアの間に追加の層を設けるため、直接実行に比べて遅くなり、エネルギーも多く消費します。

設定と管理の複雑さ:クラウドやブロックチェーン上のVMは、慎重な設定と定期的なアップデートが必要です。これには時間と専門知識が求められます。

互換性の問題:あるVM上で書かれたスマートコントラクトは、別のVMでは動作しないことがあります。Ethereum用に書かれたコードは、Solanaでは動かせません。開発者は複数のネットワークに対応させるために追加の作業を要します。

まとめ

仮想マシンは、従来のITだけでなく、ブロックチェーンネットワークにおいても重要な技術です。さまざまなOSや環境を動かし、安全なテスト環境を提供し、リソースを効率的に使うことを可能にします。ブロックチェーンでは、VMはスマートコントラクトや分散型アプリの動作を決定づける基盤です。

ITの専門家でなくても、VMの仕組みを理解することで、DeFiツールやプラットフォームの裏側で何が起きているのかをより良く理解できるようになります。

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