The MystenLabs Team　hello@mystenlabs.com

Suiは、アセットの低レイテンシー管理に特化した、パーミッションレスの分散型スマートコントラクトプラットフォームです。Suiは、Moveプログラミング言語を使用して、アセットをアドレスが所有する可能性のあるオブジェクトとして定義しています。Moveプログラムは、これらの型付けされたオブジェクトに対して、その作成、新しい所有者へのこれらのアセットの譲渡、およびアセットを変異させる操作のためのカスタムルールを定義します。

Suiは、他のブロックチェーンシステムにおけるバリデーターやマイナーのような役割を果たす、無許可の当局によって維持されています。資産に対する共通の操作の安全性を確保するために、当局間の Byzantine consistent ブロードキャストプロトコルを使用し、Byzantine協定と比較して、低レイテンシーと優れたスケーラビリティを確保します。共有オブジェクトの安全性については、Byzantine合意にのみ依存しています。ガバナンス操作やチェックポイントと同様に、クリティカルなレイテンシーパスを外れて実行されます。スマートコントラクトの実行も、可能な限り自然に並列化されます。Suiは、読み取りを認証できるライトクライアントと、完全性のためにすべてのトランジションを監査できるフルクライアントをサポートしています。これらの設備により、他のブロックチェーンへの信頼最小化の橋渡しが可能です。

ネイティブアセットSUIは、すべての操作のためのガス代を支払うために使用されます。また、その所有者は、エポック内でSuiを操作するために当局にステークを委任するために使用され、定期的に当局は委任されたステークに従って再構成されます。使用済みのガスは、ステークとSuiの運用への貢献度に応じて、当局とその委任者に分配されます。

このホワイトペーパーは2部構成になっており，第2章ではMove言語を用いたSuiのプログラミングモデルについて、第4章ではSuiの安全性、活性化、性能を保証するパーミッションレス分散型システムの運用を説明します。

SuiスマートコントラクトはMove言語で書かれています。Moveは安全で表現力が豊かであり、その型システムとデータモデルは、Suiをスケーラブルにする並列合意/実行戦略を自然にサポートします。Moveは、もともとFacebookでDiemブロックチェーン用に開発されたスマートコントラクト構築用のオープンソースプログラミング言語です。この言語はプラットフォームに依存せず、Suiに採用されただけでなく、他のプラットフォーム（0L、StarCoinなど）でも人気を博しています。

このセクションでは、Move言語の主な特徴について説明し、それがSui上の資産の作成と管理にどのように使用されているかを説明します。Moveの機能のより詳細な説明はMove Programming Language bookに、よりSuiに特化したMoveの内容はSui Developer Portalにあります。また、Suiの文脈におけるMoveのより正式な説明は第3章にあります。

Suiのグローバル状態には、Move関数と型を含むMoveモジュール（詳細は2.1.1項参照）の集合体であるMoveパッケージによって生成、管理されるプログラマブルオブジェクトのプールが含まれています。移動パッケージ自体もオブジェクトです。したがって、Suiオブジェクトは次の2つに分類されます。

• 構造体データ値 ：Moveモジュールが管理する型付きデータ。各オブジェクトは、プリミティブ型（整数、アドレスなど）、他のオブジェクト、非オブジェクトの構造体を含むことができるフィールドを持つ構造体値です。

• パッケージコード値：関連するMoveバイトコードモジュールの集合で、原子単位として発行されます。パッケージ内の各モジュールは、そのパッケージ内の他のモジュールと、以前に公開されたパッケージのモジュールとの両方に依存することができます。

オブジェクトは、アセット（例：ファンジブル、またはノンファンジブルトークン）、特定の関数を呼び出したり他のオブジェクトを作成したりする権限を付与する機能、他のアセットを管理する「スマートコントラクト」などをコード化できます（決定するのはプログラマー次第です）。カスタムSuiオブジェクトタイプを宣言するMoveコードは、次のようになります。

struct Obj has key { id: VersionedID, // globally unique ID and version f: u64 // objects can have primitive fields g: OtherObj // fields can also store other objects }

２.１.１　モジュール

Moveプログラムは、構造体宣言と関数宣言のリストからなるモジュールの集合として構成されます。モジュールは、他のモジュールから構造体をインポートしたり、他のモジュールが宣言した関数を呼び出すことができます。

例えば、上の例のモジュール OtherObj は、Obj を定義しているモジュールとは別のモジュールで定義することができます。 これは、契約の境界を越えて流れることができるのは非構造化バイトだけである、多くのスマートコントラクト言語とは異なる点です。しかし、Moveは、プログラマが堅牢で安全なコードを書けるようにカプセル化機能を提供しているため、これをサポートすることができるのです。具体的には、Moveの型システムは、上記の Obj のような型は、その型を宣言したモジュール内部の関数によってのみ生成、破壊、コピー、読み込み、書き込みができることを保証しています。これにより、モジュールは宣言された型に対して、スマートコントラクトの信頼境界を越えて流れても保持され続ける強い不変性を強制することができます。

２.１.２　トランザクションとエントリーポイント

グローバルオブジェクトプールは、オブジェクトの作成、破棄、読み取り、書き込みが可能なトランザクションによって更新されます。トランザクションは、操作を希望する既存の各オブジェクトを入力として受け取らなければなりません。さらに、トランザクションは、パッケージオブジェクトのバージョンID、そのパッケージ内のモジュール名と関数名、関数への引数（入力オブジェクトを含む）を含める必要があります。例えば、

public fun entrypoint( o1: Obj, o2: &mut Obj, o3: &Obj, x: u64, ctx: &mut TxContext ) { ... }

という関数を呼び出す場合、トランザクションは、タイプがObjである3つの異なるオブジェクトのIDと、xにバインドするための整数を提供しなければなりません。TxContextはランタイムによって満たされる特別なパラメータで、送信者アドレスと新しいオブジェクトを作成するために必要な情報を含んでいます。

エントリーポイントへの入力は（より一般的には Move関数への入力も）、型にエンコードされた異なる変更許可を持って渡されることがあります。Obj 入力は、読み取り、書き込み、転送、破棄が可能です。&mut Obj 入力は、読み取りまたは書き込みのみ可能で、&Objは読み取りのみ可能です。トランザクションの送信者は、指定されたミュータビリティパーミッションで各入力オブジェクトを使用する権限がなければなりません。

２.１.３　オブジェクトの作成と転送

プログラマーは、エントリーポイントに渡された TxContext を使用して、オブジェクトの新鮮なIDを生成することにより、オブジェクトを作成することができます。

public fun create_then_transfer( f: u64, g: OtherObj, o1: Obj, ctx: &mut TxContext ) { let o2 = Obj { id: TxContext::fresh_id(ctx), f, g }; Transfer::transfer(o1, TxContext:sender()); Transfer::transfer(o2, TxContext:sender()); }

このコードは、OtherObj 型と Obj 型の2つのオブジェクトを入力として受け取り、最初のオブジェクトと生成されたIDを使用して新しい Obj を作成し、両方の Obj オブジェクトをトランザクション送信者に転送します。オブジェクトが転送されると、それはグローバルオブジェクトプールに流れ、トランザクションの残りの部分のコードによってアクセスされることはありません。TransferモジュールはSui標準ライブラリの一部で、オブジェクトをユーザアドレスや他のオブジェクトに転送するための関数が含まれています。 もしプログラマーコードが転送呼び出しの一つを含むことを怠った場合、このコードはMove型システムによって拒絶されることに注意してください。Moveは、オブジェクトが勝手に作られたり、コピーされたり、誤って破壊されたりしないように、リソースセーフティ保護を実施しています。リソースセーフティのもう一つの例として、同じオブジェクトを2回転送しようとすると、これもMoveタイプシステムによって拒否されます。

本節では、第2章で述べたSuiプログラミングモデルの非公式な記述を発展させ、 詳細な意味的定義を示します。前節ではMoveのソースコードの例を示したが、ここではMoveのバイトコードの構造を定義します。開発者は、ローカルでMoveソースコードを記述し、テストし、形式的に検証します。Moveソースコードをローカルで書き、Moveバイトコードにコンパイルしてからブロックチェーンに公開します。ブロックチェーン上で公開されるMoveバイトコードは、型、メモリ、リソースの安全性といった主要な特性を満たすことを保証するために、バイトコード検証器を通過する必要があります。 第2章で述べたように、Moveはプラットフォームに依存しない言語であり、コア言語をフォークすることなく、異なるシステムの特定のニーズに適合させることができます。以下の説明は、Move言語のコアとなる概念（黒文字で表記）と、Moveのコアとなる言語を拡張するSui独自の機能（オレンジ色の文字で示す）です。

Moveコードは、表1に定義された構造を持つモジュールに編成されています。モジュールは、名前付き構造体宣言と名前付き関数宣言の集合から構成されます（これらの宣言の例は2.1節で説明しています）。また、モジュールはモジュール初期化子として特別な関数宣言を含んでいます。この関数は、モジュールがオンチェーンで公開されるときに一度だけ呼び出されます。

構造体宣言は、フィールド名が格納可能な型にマッピングされた、名前付きフィールドの集合体です。構造体宣言には、オプションで能力のリストも含まれます（格納可能な型と能力の説明については、第2章を参照してください）。構造体宣言には、能力制約を持つ汎用的なパラメーターのリストを含めることもでき、例えば、 struct Wrapper<T: copy>{ t: T } のような場合は、汎用構造体宣言と呼びます。ジェネリック・パラメーターは、構造体フィールドの宣言時に使われる型を表します。構造体宣言時には未知数で、構造体のインスタンス化時（つまり、構造体の値が生成される時）に具体的な型が提供されます。

関数宣言には、パラメータの型、戻り値の型、関数本体を構成する命令のリストが含まれます。関数宣言には、能力制約のある一般的なパラメーターのリストを含めることもでき、その場合は、例えば、 fun unwrap<T: copy>(p: Wrapper){} のような場合は、一般関数宣言と呼んでいます。構造体宣言と同様に、汎用パラメータは、関数宣言時には未知の型ですが、関数パラメータ、戻り値、関数本体（具体的な型は関数が呼ばれたときに提供されます）を宣言するときに使われる型を表します。 関数本体で使用できる命令には、グローバルストレージ命令（move_to, move_from, borrow_global など）を除く、通常のすべてのMove命令が含まれます。コアMoveの命令とそのセマンティクスの完全なリストについては[Marco Patrignani and Sam Blackshear. 2021. Robust Safety for Move. CoRR abs/2110.05043 (2021). arXiv:2110.05043 https://arxiv.org/abs/2110.05043\] を参照してください。Suiでは、コアMoveのアカウントベースのグローバルストレージではなく、Suiのグローバルオブジェクトプールを介して永続ストレージがサポートされています。 Sui特有のオブジェクト操作は4つあります。これらの操作はそれぞれオブジェクトの所有権メタデータを変更し（3.3節参照）、それをグローバルなオブジェクトプールに戻します。最も簡単には、SuiオブジェクトはSuiエンドユーザーのアドレスに転送することができます。オブジェクトは別の親オブジェクトに転送することもできます。この操作では、呼び出し側が、子オブジェクトに加えて、親オブジェクトへの変更可能な参照を与える必要があります。最後に、オブジェクトはSuiシステム内の誰でも読むことができるが、誰でも書くことができないように、不変に共有することができます。 異なる種類の所有権を区別する機能は、Suiのユニークな機能です。私たちが知っている他のブロックチェーン・プラットフォームでは、すべての契約とオブジェクトはミュータブルに共有されています。セクション4で説明するように、Suiはこの情報を活用して、（すべてのトランザクションの）並列トランザクション実行と（共有されたミュータビリティを持たないオブジェクトを含むトランザクションの）並列合意を実現します。 ３.２　タイプとアビリティ 表2：タイプとアビリティ Moveプログラムは、Suiグローバルオブジェクトプールに格納されたデータと、Moveプログラムの実行時に作成されるトランジェントデータの両方を操作します。オブジェクトもトランジェントデータも言語レベルではMoveの値です。しかし、すべての値が同じように作られるわけではなく、型によって規定された異なる特性や異なる構造を持つ場合があります。 Moveで使用される型は表2に定義されています。Moveは他のプログラミング言語でサポートされているものと同じプリミティブ型、例えばブーリアン型や様々な大きさの符号なし整数型などを多くサポートしています。さらに、Moveのコアには、システム内のエンドユーザーを表すアドレス型があり、これはトランザクションの送信者や（Suiでは）オブジェクトの所有者を特定するのにも使われます。最後に、SuiはSuiオブジェクトのIDを表すid型を定義しています（詳細は3.3節を参照）。 struct type は、あるモジュールで宣言された構造体（構造体宣言については第3.1節を参照）の インスタンス（すなわち値）を記述するものです。一般的な構造体宣言（generic struct type）を表す構造体タイプには、格納可能なタイプのリストが含まれます。このリストは、構造体宣言の一般的なパラメータリストと対応するものです。格納可能な型には、具象型（プリミティブ型、構造体型）、汎用型のいずれかがあります。このような型をストア（保存）可能型と呼びますが、これは、参照型がストアできないのに対して、 構造体のフィールドやオン・チェーンで永続的に保存されるオブジェクトに表示することができるからです。 例えば、Wrapper構造体型は、格納可能な具象（プリミティブ）型u64をパラメータとする汎用構造体型で、この型は、構造体のインスタンス(値)を生成するために使用することができます。一方、同じ汎用構造体でも、囲む構造体や関数宣言の汎用パラメータから来る汎用型（例えば、struct Parent { w: Wrapper }）でパラメータ化でき、この種の型は、構造体フィールドや関数パラメータなどの宣言に使うことができます。構造的には、汎用型は、構造的には、汎用型は、構造体または関数宣言を包含する汎用パラメータリストへの整数インデックス（表5でNと定義）である。 Moveのベクトル型は、均質な値の可変長の集合を記述します。ベクトル型は、格納可能な型のみ格納でき、それ自体も格納可能な型です。 Moveプログラムでは、値を直接操作することも、参照を介して間接的にアクセスすることもできます。参照型は参照される保存可能な型と、与えられた型の値が読み書きができる (mut) か読み出しのみができる (immut) かを決定（強制）するために使われる変異性修飾子の両方を含んでいます。その結果、Moveの値型（表2のType）の最も一般的な形は、保存可能な型でも参照可能な型でもよいのです。 最後に、Moveの能力は、与えられた型の値をコピー（複製）できるかどうかなど、与えられた型の値に対してどのような動作が許されるかを制御します。アビリティは構造体宣言と汎用型パラメータを制約します。Moveバイトコードベリファイアは、コピーなどの重要な操作が対応する能力を持つ型に対してのみ実行可能であることを保証する責任を負っています。 ３.３　オブジェクトと所有権 表3：オブジェクトと所有権 各Suiオブジェクトはグローバルに一意な識別子（表3のObjlD）を持ち、所有者間や他のオブジェクトとの間でフローする際に、オブジェクトの永続的なアイデンティティとして機能します。このIDは、オブジェクトを作成するトランザクションによってオブジェクトに割り当てられます。オブジェクトIDは、現在のトランザクションのコンテンツと、そのトランザクションが作成したオブジェクトの数を記録するカウンターに、耐衝突性のハッシュ関数を適用して作成されます。トランザクション（したがってそのダイジェスト）は、後で説明するように、トランザクションの入力オブジェクトに対する制約により一意であることが保証されます。 IDに加え、各オブジェクトはその所有権に関するメタデータを持ちます。オブジェクトは、アドレスまたは他のオブジェクトによって一意に所有されるか、書き込み/読み取り権限で共有されるか、読み取り権限のみで共有されるかのいずれかです。オブジェクトの所有権は、トランザクションがそれを入力として使用できるかどうか、またどのように使用できるかを決定します。大まかには、一意に所有されるオブジェクトは、その所有者によって開始されたトランザクション、またはその親オブジェクトを入力として含むトランザクションにおいてのみ使用できます。一方、共有オブジェクトは任意のトランザクションによって使用できるが、特定の変更可能性パーミッションによってのみ使用できます。完全な説明は第4.4節を参照してください。 オブジェクトには、パッケージコードオブジェクトと構造体データオブジェクトの2種類があります。パッケージオブジェクトには、モジュールのリストが含まれます。構造体オブジェクトには、Move構造体の値とその値のMove型が含まれます。オブジェクトの内容は変化しても、そのID、オブジェクトの型（パッケージか構造体か）、Move構造体の型は不変です。これにより、オブジェクトは強く型付けされ、永続的なアイデンティティを持つことが保証されます。 最後に、オブジェクトはバージョンを持っています。生成されたばかりのオブジェクトはバージョン0であり、トランザクションがオブジェクトを入力として受け取るたびに、オブジェクトのバージョンはインクリメントされます。 ３.４　アドレスと認証子 表4：アドレスと認証子 アドレスは、Suiのエンドユーザーの永続的なアイデンティティです（ただし、1人のユーザーが任意の数のアドレスを持つことができることに注意してください）。オブジェクトを他のユーザーに転送するには、送信者は受信者のアドレスを知っている必要があります。 後ほど説明しますが、Suiのトランザクションは、トランザクションを送信する(すなわち、開始する)ユーザーのアドレスと、そのアドレスにダイジェストがマッチする認証子を含まなければなりません。アドレスと認証子を分離することで、暗号の俊敏性を高めることができます。認証子は、たとえ異なる鍵長を使用する署名方式であっても(例：ポストクアンタム署名をサポートするため)、任意の署名方式の公開鍵にすることができます。さらに、認証子は単一の公開鍵である必要はなく、(例えば) K-of-Nマルチシグナル鍵であっても大丈夫です。 ３.５　トランザクション 表5：トランザクション Suiには、新しいMoveパッケージの公開と、既に公開されているMoveパッケージの呼び出しという2つの異なるトランザクションタイプがあります。公開トランザクションは、パッケージ（単一のオブジェクトとして一緒に公開されるモジュールのセット）と、このパッケージ内のすべてのモジュールの依存関係（すでに公開されたパッケージオブジェクトを参照する必要があるオブジェクト参照のリストとしてエンコードされる）を含みます。公開トランザクションを実行するために、Suiランタイムは各パッケージに対してMoveバイトコード検証を実行し、パッケージをその依存関係に対してリンクし、各モジュールのモジュール初期化器を実行する。モジュールイニシャライザーは、パッケージによって実装されたアプリケーションの初期状態をブートストラップするのに有用です。 コールトランザクションの最も重要な引数は、オブジェクトの入力です。オブジェクトの引数は、オブジェクト参照（単一所有者および共有不変オブジェクトの場合）またはオブジェクトID（共有可変オブジェクトの場合）で指定します。オブジェクトリファレンスは、オブジェクトID、オブジェクトバージョン、オブジェクト値のハッシュから構成されます。Suiランタイムは、オブジェクトIDとオブジェクト参照の両方を、グローバルオブジェクトプールに格納されたオブジェクト値に解決します。オブジェクト参照の場合、ランタイムは参照のバージョンをプール内のオブジェクトのバージョンと照合し、また、参照のハッシュがプールオブジェクトと一致するかどうかを確認します。これにより、ランタイムのオブジェクトに対する見解が、トランザクション送信者のオブジェクトに対する見解と一致することが保証されます。 さらに、呼び出しトランザクションは、型引数および純粋な値引数を受け入れます。型引数は、呼び出されるエントリポイント関数の汎用型パラメータをインスタンス化する（例えば、エントリポイント関数が send_coin(c: Coin, ...) の場合、汎用型パラメータTは、Suiネイティブトークンを送るための型引数SUIでインスタンス化することが可能です）。純粋な値にはプリミティブ型とプリミティブ型のベクトルを含めることができますが、構造体型は含められません。 呼び出しによって呼び出される関数は、オブジェクト参照（パッケージオブジェクトを参照しなければならない）、そのパッケージのモジュール名、そのパッケージの関数名によって指定されます。呼び出しトランザクションを実行するために、Suiランタイムは関数を解決し、型、オブジェクト、および値の引数を関数パラメータにバインドし、Move VMを使用して関数を実行します。 コール・トランザクションとパブリッシュ・トランザクションの両方が、ガス・メータリングとガス料金の対象となります。メータリングの上限は、最大ガスバジェットで表されます。ランタイムはバジェットに達するまでトランザクションを実行し、バジェットを使い果たした場合は（手数料を差し引き、アボートコードを報告する以外）何もせずにアボートします。 手数料は、オブジェクト参照として指定されたガスオブジェクトから差し引かれます。このオブジェクトはSuiネイティブトークンでなければなりません（つまり、そのタイプはCoinでなければなりません）。SuiはEIP15594スタイルの手数料を使用しています。プロトコルは、エポック境界でアルゴリズム的に調整される基本手数料（Suiトークンごとのガス単位で表示）を定義し、トランザクションの送信者はオプションのチップ（Suiトークン単位で表示）も含むことができます。通常のシステム負荷であれば、チップなしでも取引は迅速に処理されます。しかし、システムが混雑している場合は、より多くのチップを含む取引が優先されます。ガス・オブジェクトから差し引かれる料金は、（GasUsed * BaseFee） + Tip となります。 ３.６　トランザクションの効果 表6：トランザクションの効果 トランザクションの実行は、トランザクションの実行が成功した場合（表6のSuccessEffects）と失敗した場合（表6のAbortEffects）とで異なるトランザクション効果を発生させます。 トランザクションが正常に実行されると、トランザクションの効果には、Suiのグローバルオブジェクトプールに加えられた変更に関する情報（既存のオブジェクトに対する更新と新しく作成されたオブジェクトの両方を含む）と、トランザクション実行中に生成されたイベントが含まれます。トランザクションの実行が成功した場合の別の効果として、グローバルプールからのオブジェクトの削除（すなわち、削除）と、あるオブジェクトを別のオブジェクトにラップ（すなわち、埋め込み）することができます。これは削除と同様の効果があり、ラップしたオブジェクトはグローバルプールから消え、それをラップしたオブジェクトの一部分としてのみ存在することになります。削除されたオブジェクトやラップされたオブジェクトはグローバルプールからアクセスできなくなるので、これらの効果はオブジェクトのIDとバージョンで表現されます。 イベントは、グローバルオブジェクトプールの更新を超えた、トランザクションの正常な実行の副次的効果を符号化します。構造的に、イベントはMove構造体とその型から構成されます。イベントはブロックチェーン外のアクターによって消費されることを意図していますが、Moveプログラムによって読み取られることはありません。 Moveのトランザクションはall-or-nothingのセマンティクスを持ちます。トランザクションの実行がある時点で中断した場合（例えば、予期せぬ障害によって）、その時点以前にオブジェクトへの何らかの変更が起こっていた（あるいは何らかのイベントが生成されていた）としても、これらの効果は中断したトランザクションには持続しません。その代わり、中断されたトランザクションの効果には、数値の中断コードとトランザクションの中断が発生したモジュールの名前が含まれます。ガス料金は、中断されたトランザクションに対して引き続き課金されます。 ４　SUIシステム 本節では、Suiをシステムの観点から説明します。Byzantine障害にもかかわらず、権威間の安全性と活性を保証する機構を含みます。また、システムの完全な状態を検証することなく、システムの状態について何らかの保証を必要とするライトクライアントを含む、クライアントの動作について説明します。

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Suiは、アセットの低レイテンシー管理に特化した、パーミッションレスの分散型スマートコントラクトプラットフォームです。Suiは、Moveプログラミング言語を使用して、アセットをアドレスが所有する可能性のあるオブジェクトとして定義しています。Moveプログラムは、これらの型付けされたオブジェクトに対して、その作成、新しい所有者へのこれらのアセットの譲渡、およびアセットを変異させる操作のためのカスタムルールを定義します。

Suiは、他のブロックチェーンシステムにおけるバリデーターやマイナーのような役割を果たす、無許可の当局によって維持されています。資産に対する共通の操作の安全性を確保するために、当局間の Byzantine consistent ブロードキャストプロトコルを使用し、Byzantine協定と比較して、低レイテンシーと優れたスケーラビリティを確保します。共有オブジェクトの安全性については、Byzantine合意にのみ依存しています。ガバナンス操作やチェックポイントと同様に、クリティカルなレイテンシーパスを外れて実行されます。スマートコントラクトの実行も、可能な限り自然に並列化されます。Suiは、読み取りを認証できるライトクライアントと、完全性のためにすべてのトランジションを監査できるフルクライアントをサポートしています。これらの設備により、他のブロックチェーンへの信頼最小化の橋渡しが可能です。

ネイティブアセットSUIは、すべての操作のためのガス代を支払うために使用されます。また、その所有者は、エポック内でSuiを操作するために当局にステークを委任するために使用され、定期的に当局は委任されたステークに従って再構成されます。使用済みのガスは、ステークとSuiの運用への貢献度に応じて、当局とその委任者に分配されます。

このホワイトペーパーは2部構成になっており，第2章ではMove言語を用いたSuiのプログラミングモデルについて、第4章ではSuiの安全性、活性化、性能を保証するパーミッションレス分散型システムの運用を説明します。

SuiスマートコントラクトはMove言語で書かれています。Moveは安全で表現力が豊かであり、その型システムとデータモデルは、Suiをスケーラブルにする並列合意/実行戦略を自然にサポートします。Moveは、もともとFacebookでDiemブロックチェーン用に開発されたスマートコントラクト構築用のオープンソースプログラミング言語です。この言語はプラットフォームに依存せず、Suiに採用されただけでなく、他のプラットフォーム（0L、StarCoinなど）でも人気を博しています。

このセクションでは、Move言語の主な特徴について説明し、それがSui上の資産の作成と管理にどのように使用されているかを説明します。Moveの機能のより詳細な説明はMove Programming Language bookに、よりSuiに特化したMoveの内容はSui Developer Portalにあります。また、Suiの文脈におけるMoveのより正式な説明は第3章にあります。

Suiのグローバル状態には、Move関数と型を含むMoveモジュール（詳細は2.1.1項参照）の集合体であるMoveパッケージによって生成、管理されるプログラマブルオブジェクトのプールが含まれています。移動パッケージ自体もオブジェクトです。したがって、Suiオブジェクトは次の2つに分類されます。

• 構造体データ値 ：Moveモジュールが管理する型付きデータ。各オブジェクトは、プリミティブ型（整数、アドレスなど）、他のオブジェクト、非オブジェクトの構造体を含むことができるフィールドを持つ構造体値です。

• パッケージコード値：関連するMoveバイトコードモジュールの集合で、原子単位として発行されます。パッケージ内の各モジュールは、そのパッケージ内の他のモジュールと、以前に公開されたパッケージのモジュールとの両方に依存することができます。

オブジェクトは、アセット（例：ファンジブル、またはノンファンジブルトークン）、特定の関数を呼び出したり他のオブジェクトを作成したりする権限を付与する機能、他のアセットを管理する「スマートコントラクト」などをコード化できます（決定するのはプログラマー次第です）。カスタムSuiオブジェクトタイプを宣言するMoveコードは、次のようになります。

struct Obj has key { id: VersionedID, // globally unique ID and version f: u64 // objects can have primitive fields g: OtherObj // fields can also store other objects }

２.１.１　モジュール

Moveプログラムは、構造体宣言と関数宣言のリストからなるモジュールの集合として構成されます。モジュールは、他のモジュールから構造体をインポートしたり、他のモジュールが宣言した関数を呼び出すことができます。

例えば、上の例のモジュール OtherObj は、Obj を定義しているモジュールとは別のモジュールで定義することができます。 これは、契約の境界を越えて流れることができるのは非構造化バイトだけである、多くのスマートコントラクト言語とは異なる点です。しかし、Moveは、プログラマが堅牢で安全なコードを書けるようにカプセル化機能を提供しているため、これをサポートすることができるのです。具体的には、Moveの型システムは、上記の Obj のような型は、その型を宣言したモジュール内部の関数によってのみ生成、破壊、コピー、読み込み、書き込みができることを保証しています。これにより、モジュールは宣言された型に対して、スマートコントラクトの信頼境界を越えて流れても保持され続ける強い不変性を強制することができます。

２.１.２　トランザクションとエントリーポイント

グローバルオブジェクトプールは、オブジェクトの作成、破棄、読み取り、書き込みが可能なトランザクションによって更新されます。トランザクションは、操作を希望する既存の各オブジェクトを入力として受け取らなければなりません。さらに、トランザクションは、パッケージオブジェクトのバージョンID、そのパッケージ内のモジュール名と関数名、関数への引数（入力オブジェクトを含む）を含める必要があります。例えば、

public fun entrypoint( o1: Obj, o2: &mut Obj, o3: &Obj, x: u64, ctx: &mut TxContext ) { ... }

という関数を呼び出す場合、トランザクションは、タイプがObjである3つの異なるオブジェクトのIDと、xにバインドするための整数を提供しなければなりません。TxContextはランタイムによって満たされる特別なパラメータで、送信者アドレスと新しいオブジェクトを作成するために必要な情報を含んでいます。

エントリーポイントへの入力は（より一般的には Move関数への入力も）、型にエンコードされた異なる変更許可を持って渡されることがあります。Obj 入力は、読み取り、書き込み、転送、破棄が可能です。&mut Obj 入力は、読み取りまたは書き込みのみ可能で、&Objは読み取りのみ可能です。トランザクションの送信者は、指定されたミュータビリティパーミッションで各入力オブジェクトを使用する権限がなければなりません。

２.１.３　オブジェクトの作成と転送

プログラマーは、エントリーポイントに渡された TxContext を使用して、オブジェクトの新鮮なIDを生成することにより、オブジェクトを作成することができます。

public fun create_then_transfer( f: u64, g: OtherObj, o1: Obj, ctx: &mut TxContext ) { let o2 = Obj { id: TxContext::fresh_id(ctx), f, g }; Transfer::transfer(o1, TxContext:sender()); Transfer::transfer(o2, TxContext:sender()); }

このコードは、OtherObj 型と Obj 型の2つのオブジェクトを入力として受け取り、最初のオブジェクトと生成されたIDを使用して新しい Obj を作成し、両方の Obj オブジェクトをトランザクション送信者に転送します。オブジェクトが転送されると、それはグローバルオブジェクトプールに流れ、トランザクションの残りの部分のコードによってアクセスされることはありません。TransferモジュールはSui標準ライブラリの一部で、オブジェクトをユーザアドレスや他のオブジェクトに転送するための関数が含まれています。 もしプログラマーコードが転送呼び出しの一つを含むことを怠った場合、このコードはMove型システムによって拒絶されることに注意してください。Moveは、オブジェクトが勝手に作られたり、コピーされたり、誤って破壊されたりしないように、リソースセーフティ保護を実施しています。リソースセーフティのもう一つの例として、同じオブジェクトを2回転送しようとすると、これもMoveタイプシステムによって拒否されます。

本節では、第2章で述べたSuiプログラミングモデルの非公式な記述を発展させ、 詳細な意味的定義を示します。前節ではMoveのソースコードの例を示したが、ここではMoveのバイトコードの構造を定義します。開発者は、ローカルでMoveソースコードを記述し、テストし、形式的に検証します。Moveソースコードをローカルで書き、Moveバイトコードにコンパイルしてからブロックチェーンに公開します。ブロックチェーン上で公開されるMoveバイトコードは、型、メモリ、リソースの安全性といった主要な特性を満たすことを保証するために、バイトコード検証器を通過する必要があります。 第2章で述べたように、Moveはプラットフォームに依存しない言語であり、コア言語をフォークすることなく、異なるシステムの特定のニーズに適合させることができます。以下の説明は、Move言語のコアとなる概念（黒文字で表記）と、Moveのコアとなる言語を拡張するSui独自の機能（オレンジ色の文字で示す）です。

Moveコードは、表1に定義された構造を持つモジュールに編成されています。モジュールは、名前付き構造体宣言と名前付き関数宣言の集合から構成されます（これらの宣言の例は2.1節で説明しています）。また、モジュールはモジュール初期化子として特別な関数宣言を含んでいます。この関数は、モジュールがオンチェーンで公開されるときに一度だけ呼び出されます。

構造体宣言は、フィールド名が格納可能な型にマッピングされた、名前付きフィールドの集合体です。構造体宣言には、オプションで能力のリストも含まれます（格納可能な型と能力の説明については、第2章を参照してください）。構造体宣言には、能力制約を持つ汎用的なパラメーターのリストを含めることもでき、例えば、 struct Wrapper<T: copy>{ t: T } のような場合は、汎用構造体宣言と呼びます。ジェネリック・パラメーターは、構造体フィールドの宣言時に使われる型を表します。構造体宣言時には未知数で、構造体のインスタンス化時（つまり、構造体の値が生成される時）に具体的な型が提供されます。

関数宣言には、パラメータの型、戻り値の型、関数本体を構成する命令のリストが含まれます。関数宣言には、能力制約のある一般的なパラメーターのリストを含めることもでき、その場合は、例えば、 fun unwrap<T: copy>(p: Wrapper){} のような場合は、一般関数宣言と呼んでいます。構造体宣言と同様に、汎用パラメータは、関数宣言時には未知の型ですが、関数パラメータ、戻り値、関数本体（具体的な型は関数が呼ばれたときに提供されます）を宣言するときに使われる型を表します。 関数本体で使用できる命令には、グローバルストレージ命令（move_to, move_from, borrow_global など）を除く、通常のすべてのMove命令が含まれます。コアMoveの命令とそのセマンティクスの完全なリストについては[Marco Patrignani and Sam Blackshear. 2021. Robust Safety for Move. CoRR abs/2110.05043 (2021). arXiv:2110.05043 https://arxiv.org/abs/2110.05043\] を参照してください。Suiでは、コアMoveのアカウントベースのグローバルストレージではなく、Suiのグローバルオブジェクトプールを介して永続ストレージがサポートされています。 Sui特有のオブジェクト操作は4つあります。これらの操作はそれぞれオブジェクトの所有権メタデータを変更し（3.3節参照）、それをグローバルなオブジェクトプールに戻します。最も簡単には、SuiオブジェクトはSuiエンドユーザーのアドレスに転送することができます。オブジェクトは別の親オブジェクトに転送することもできます。この操作では、呼び出し側が、子オブジェクトに加えて、親オブジェクトへの変更可能な参照を与える必要があります。最後に、オブジェクトはSuiシステム内の誰でも読むことができるが、誰でも書くことができないように、不変に共有することができます。 異なる種類の所有権を区別する機能は、Suiのユニークな機能です。私たちが知っている他のブロックチェーン・プラットフォームでは、すべての契約とオブジェクトはミュータブルに共有されています。セクション4で説明するように、Suiはこの情報を活用して、（すべてのトランザクションの）並列トランザクション実行と（共有されたミュータビリティを持たないオブジェクトを含むトランザクションの）並列合意を実現します。 ３.２　タイプとアビリティ 表2：タイプとアビリティ Moveプログラムは、Suiグローバルオブジェクトプールに格納されたデータと、Moveプログラムの実行時に作成されるトランジェントデータの両方を操作します。オブジェクトもトランジェントデータも言語レベルではMoveの値です。しかし、すべての値が同じように作られるわけではなく、型によって規定された異なる特性や異なる構造を持つ場合があります。 Moveで使用される型は表2に定義されています。Moveは他のプログラミング言語でサポートされているものと同じプリミティブ型、例えばブーリアン型や様々な大きさの符号なし整数型などを多くサポートしています。さらに、Moveのコアには、システム内のエンドユーザーを表すアドレス型があり、これはトランザクションの送信者や（Suiでは）オブジェクトの所有者を特定するのにも使われます。最後に、SuiはSuiオブジェクトのIDを表すid型を定義しています（詳細は3.3節を参照）。 struct type は、あるモジュールで宣言された構造体（構造体宣言については第3.1節を参照）の インスタンス（すなわち値）を記述するものです。一般的な構造体宣言（generic struct type）を表す構造体タイプには、格納可能なタイプのリストが含まれます。このリストは、構造体宣言の一般的なパラメータリストと対応するものです。格納可能な型には、具象型（プリミティブ型、構造体型）、汎用型のいずれかがあります。このような型をストア（保存）可能型と呼びますが、これは、参照型がストアできないのに対して、 構造体のフィールドやオン・チェーンで永続的に保存されるオブジェクトに表示することができるからです。 例えば、Wrapper構造体型は、格納可能な具象（プリミティブ）型u64をパラメータとする汎用構造体型で、この型は、構造体のインスタンス(値)を生成するために使用することができます。一方、同じ汎用構造体でも、囲む構造体や関数宣言の汎用パラメータから来る汎用型（例えば、struct Parent { w: Wrapper }）でパラメータ化でき、この種の型は、構造体フィールドや関数パラメータなどの宣言に使うことができます。構造的には、汎用型は、構造的には、汎用型は、構造体または関数宣言を包含する汎用パラメータリストへの整数インデックス（表5でNと定義）である。 Moveのベクトル型は、均質な値の可変長の集合を記述します。ベクトル型は、格納可能な型のみ格納でき、それ自体も格納可能な型です。 Moveプログラムでは、値を直接操作することも、参照を介して間接的にアクセスすることもできます。参照型は参照される保存可能な型と、与えられた型の値が読み書きができる (mut) か読み出しのみができる (immut) かを決定（強制）するために使われる変異性修飾子の両方を含んでいます。その結果、Moveの値型（表2のType）の最も一般的な形は、保存可能な型でも参照可能な型でもよいのです。 最後に、Moveの能力は、与えられた型の値をコピー（複製）できるかどうかなど、与えられた型の値に対してどのような動作が許されるかを制御します。アビリティは構造体宣言と汎用型パラメータを制約します。Moveバイトコードベリファイアは、コピーなどの重要な操作が対応する能力を持つ型に対してのみ実行可能であることを保証する責任を負っています。 ３.３　オブジェクトと所有権 表3：オブジェクトと所有権 各Suiオブジェクトはグローバルに一意な識別子（表3のObjlD）を持ち、所有者間や他のオブジェクトとの間でフローする際に、オブジェクトの永続的なアイデンティティとして機能します。このIDは、オブジェクトを作成するトランザクションによってオブジェクトに割り当てられます。オブジェクトIDは、現在のトランザクションのコンテンツと、そのトランザクションが作成したオブジェクトの数を記録するカウンターに、耐衝突性のハッシュ関数を適用して作成されます。トランザクション（したがってそのダイジェスト）は、後で説明するように、トランザクションの入力オブジェクトに対する制約により一意であることが保証されます。 IDに加え、各オブジェクトはその所有権に関するメタデータを持ちます。オブジェクトは、アドレスまたは他のオブジェクトによって一意に所有されるか、書き込み/読み取り権限で共有されるか、読み取り権限のみで共有されるかのいずれかです。オブジェクトの所有権は、トランザクションがそれを入力として使用できるかどうか、またどのように使用できるかを決定します。大まかには、一意に所有されるオブジェクトは、その所有者によって開始されたトランザクション、またはその親オブジェクトを入力として含むトランザクションにおいてのみ使用できます。一方、共有オブジェクトは任意のトランザクションによって使用できるが、特定の変更可能性パーミッションによってのみ使用できます。完全な説明は第4.4節を参照してください。 オブジェクトには、パッケージコードオブジェクトと構造体データオブジェクトの2種類があります。パッケージオブジェクトには、モジュールのリストが含まれます。構造体オブジェクトには、Move構造体の値とその値のMove型が含まれます。オブジェクトの内容は変化しても、そのID、オブジェクトの型（パッケージか構造体か）、Move構造体の型は不変です。これにより、オブジェクトは強く型付けされ、永続的なアイデンティティを持つことが保証されます。 最後に、オブジェクトはバージョンを持っています。生成されたばかりのオブジェクトはバージョン0であり、トランザクションがオブジェクトを入力として受け取るたびに、オブジェクトのバージョンはインクリメントされます。 ３.４　アドレスと認証子 表4：アドレスと認証子 アドレスは、Suiのエンドユーザーの永続的なアイデンティティです（ただし、1人のユーザーが任意の数のアドレスを持つことができることに注意してください）。オブジェクトを他のユーザーに転送するには、送信者は受信者のアドレスを知っている必要があります。 後ほど説明しますが、Suiのトランザクションは、トランザクションを送信する(すなわち、開始する)ユーザーのアドレスと、そのアドレスにダイジェストがマッチする認証子を含まなければなりません。アドレスと認証子を分離することで、暗号の俊敏性を高めることができます。認証子は、たとえ異なる鍵長を使用する署名方式であっても(例：ポストクアンタム署名をサポートするため)、任意の署名方式の公開鍵にすることができます。さらに、認証子は単一の公開鍵である必要はなく、(例えば) K-of-Nマルチシグナル鍵であっても大丈夫です。 ３.５　トランザクション 表5：トランザクション Suiには、新しいMoveパッケージの公開と、既に公開されているMoveパッケージの呼び出しという2つの異なるトランザクションタイプがあります。公開トランザクションは、パッケージ（単一のオブジェクトとして一緒に公開されるモジュールのセット）と、このパッケージ内のすべてのモジュールの依存関係（すでに公開されたパッケージオブジェクトを参照する必要があるオブジェクト参照のリストとしてエンコードされる）を含みます。公開トランザクションを実行するために、Suiランタイムは各パッケージに対してMoveバイトコード検証を実行し、パッケージをその依存関係に対してリンクし、各モジュールのモジュール初期化器を実行する。モジュールイニシャライザーは、パッケージによって実装されたアプリケーションの初期状態をブートストラップするのに有用です。 コールトランザクションの最も重要な引数は、オブジェクトの入力です。オブジェクトの引数は、オブジェクト参照（単一所有者および共有不変オブジェクトの場合）またはオブジェクトID（共有可変オブジェクトの場合）で指定します。オブジェクトリファレンスは、オブジェクトID、オブジェクトバージョン、オブジェクト値のハッシュから構成されます。Suiランタイムは、オブジェクトIDとオブジェクト参照の両方を、グローバルオブジェクトプールに格納されたオブジェクト値に解決します。オブジェクト参照の場合、ランタイムは参照のバージョンをプール内のオブジェクトのバージョンと照合し、また、参照のハッシュがプールオブジェクトと一致するかどうかを確認します。これにより、ランタイムのオブジェクトに対する見解が、トランザクション送信者のオブジェクトに対する見解と一致することが保証されます。 さらに、呼び出しトランザクションは、型引数および純粋な値引数を受け入れます。型引数は、呼び出されるエントリポイント関数の汎用型パラメータをインスタンス化する（例えば、エントリポイント関数が send_coin(c: Coin, ...) の場合、汎用型パラメータTは、Suiネイティブトークンを送るための型引数SUIでインスタンス化することが可能です）。純粋な値にはプリミティブ型とプリミティブ型のベクトルを含めることができますが、構造体型は含められません。 呼び出しによって呼び出される関数は、オブジェクト参照（パッケージオブジェクトを参照しなければならない）、そのパッケージのモジュール名、そのパッケージの関数名によって指定されます。呼び出しトランザクションを実行するために、Suiランタイムは関数を解決し、型、オブジェクト、および値の引数を関数パラメータにバインドし、Move VMを使用して関数を実行します。 コール・トランザクションとパブリッシュ・トランザクションの両方が、ガス・メータリングとガス料金の対象となります。メータリングの上限は、最大ガスバジェットで表されます。ランタイムはバジェットに達するまでトランザクションを実行し、バジェットを使い果たした場合は（手数料を差し引き、アボートコードを報告する以外）何もせずにアボートします。 手数料は、オブジェクト参照として指定されたガスオブジェクトから差し引かれます。このオブジェクトはSuiネイティブトークンでなければなりません（つまり、そのタイプはCoinでなければなりません）。SuiはEIP15594スタイルの手数料を使用しています。プロトコルは、エポック境界でアルゴリズム的に調整される基本手数料（Suiトークンごとのガス単位で表示）を定義し、トランザクションの送信者はオプションのチップ（Suiトークン単位で表示）も含むことができます。通常のシステム負荷であれば、チップなしでも取引は迅速に処理されます。しかし、システムが混雑している場合は、より多くのチップを含む取引が優先されます。ガス・オブジェクトから差し引かれる料金は、（GasUsed * BaseFee） + Tip となります。 ３.６　トランザクションの効果 表6：トランザクションの効果 トランザクションの実行は、トランザクションの実行が成功した場合（表6のSuccessEffects）と失敗した場合（表6のAbortEffects）とで異なるトランザクション効果を発生させます。 トランザクションが正常に実行されると、トランザクションの効果には、Suiのグローバルオブジェクトプールに加えられた変更に関する情報（既存のオブジェクトに対する更新と新しく作成されたオブジェクトの両方を含む）と、トランザクション実行中に生成されたイベントが含まれます。トランザクションの実行が成功した場合の別の効果として、グローバルプールからのオブジェクトの削除（すなわち、削除）と、あるオブジェクトを別のオブジェクトにラップ（すなわち、埋め込み）することができます。これは削除と同様の効果があり、ラップしたオブジェクトはグローバルプールから消え、それをラップしたオブジェクトの一部分としてのみ存在することになります。削除されたオブジェクトやラップされたオブジェクトはグローバルプールからアクセスできなくなるので、これらの効果はオブジェクトのIDとバージョンで表現されます。 イベントは、グローバルオブジェクトプールの更新を超えた、トランザクションの正常な実行の副次的効果を符号化します。構造的に、イベントはMove構造体とその型から構成されます。イベントはブロックチェーン外のアクターによって消費されることを意図していますが、Moveプログラムによって読み取られることはありません。 Moveのトランザクションはall-or-nothingのセマンティクスを持ちます。トランザクションの実行がある時点で中断した場合（例えば、予期せぬ障害によって）、その時点以前にオブジェクトへの何らかの変更が起こっていた（あるいは何らかのイベントが生成されていた）としても、これらの効果は中断したトランザクションには持続しません。その代わり、中断されたトランザクションの効果には、数値の中断コードとトランザクションの中断が発生したモジュールの名前が含まれます。ガス料金は、中断されたトランザクションに対して引き続き課金されます。 ４　SUIシステム 本節では、Suiをシステムの観点から説明します。Byzantine障害にもかかわらず、権威間の安全性と活性を保証する機構を含みます。また、システムの完全な状態を検証することなく、システムの状態について何らかの保証を必要とするライトクライアントを含む、クライアントの動作について説明します。