Máquina virtual de Ethereum EVM y su evolución

EVM y Solidity

El desarrollo de contratos inteligentes es una habilidad central para los ingenieros de blockchain. Los desarrolladores suelen escribir la lógica de negocio utilizando lenguajes de alto nivel como Solidity, pero la EVM no puede entender directamente este código. Es necesario compilarlo en código de operación de bajo nivel o bytecode que la máquina virtual pueda ejecutar. Aunque existen herramientas que pueden completar automáticamente este proceso de conversión, entender los principios subyacentes sigue siendo muy valioso.

Programar directamente con código de operación puede lograr la máxima eficiencia y reducir el consumo de gas. Por ejemplo, el protocolo de una conocida plataforma de intercambio de NFT utiliza en gran medida ensamblador en línea para reducir los costos de gas para los usuarios.

Estándares e implementación de la Máquina virtual de Ethereum

EVM como el entorno de ejecución de contratos inteligentes, define un estándar de bytecode común en la industria. Esta estandarización permite a los desarrolladores desplegar contratos de manera eficiente en múltiples redes compatibles.

A pesar de seguir los mismos estándares, diferentes implementaciones de EVM pueden utilizar diferentes lenguajes de programación y métodos de optimización. Por ejemplo, el cliente principal de Ethereum implementa EVM en el lenguaje Go, mientras que otro equipo mantiene una versión en C++. Esta diversidad ofrece espacio para la optimización y la personalización en la ingeniería.

Tecnología EVM paralela

Aunque en el pasado las personas se centraban más en la innovación de algoritmos de consenso, la optimización de la capa de ejecución también es importante. Las cadenas de bloques de alto rendimiento necesitan innovaciones tanto en consenso como en ejecución. Las cadenas EVM que solo mejoran el algoritmo de consenso a menudo requieren hardware más potente para respaldar la mejora del rendimiento.

demanda de procesamiento en paralelo

Los sistemas de blockchain tradicionales suelen procesar las transacciones de forma secuencial, similar a un CPU de un solo núcleo. Este enfoque, aunque simple, tiene dificultades para manejar una gran base de usuarios. La máquina virtual paralela permite procesar múltiples transacciones simultáneamente, aumentando significativamente el rendimiento.

La ejecución en paralelo ha traído nuevos desafíos, como el manejo de transacciones concurrentes que escriben en el mismo contrato. Es necesario diseñar mecanismos para resolver estos conflictos. La ejecución paralela de contratos no relacionados puede mejorar el rendimiento de manera proporcional al número de hilos.

Innovación del EVM en paralelo

Algunos proyectos emergentes han innovado en el campo de EVM paralelo:

• Ejecución de transacciones en paralelo: utiliza un algoritmo optimista en paralelo, permitiendo que múltiples transacciones se procesen simultáneamente, determinando si se ejecutan en paralelo mediante la verificación de las relaciones de entrada y salida.

• Ejecución con retraso: retrasar la ejecución de la transacción a un canal independiente, maximizando la utilización del tiempo de bloque.

• Base de datos de estado personalizada: optimiza el almacenamiento y acceso al estado, mejora la eficiencia de la ejecución.

• Mecanismo de consenso de alto rendimiento: mejora del algoritmo de consenso, soporte para operaciones distribuidas a gran escala.

Desafíos de la EVM en paralelo

Los principales desafíos incluyen:

• Conflicto de estado: se necesita diseñar cuidadosamente un mecanismo de detección y resolución de conflictos.

• Protección de la propiedad intelectual: equilibrar el código abierto y la protección de la tecnología central.

• Descentralización de nodos: buscar un equilibrio entre rendimiento y descentralización.

Visión general del proyecto EVM en paralelo

Actualmente hay tres tipos de proyectos EVM paralelos:

1. Actualizar la red Layer 1 compatible con EVM existente
2. Nueva red Layer 1 con ejecución paralela nativa
3. Red de Layer 2 que utiliza tecnología de paralelismo no EVM

Algunos proyectos representativos incluyen:

• Monad: se centra en optimizar la ejecución paralela de la Máquina virtual de Ethereum, con un objetivo de 10,000 TPS.
• Sei: lanzamiento de la red EVM paralela Sei V2, que admite la migración de aplicaciones con un solo clic.
• Artela: A través de la Máquina virtual de Ethereum++ para mejorar la capa de ejecución.
• Neon: lograr compatibilidad EVM en Solana.
• Eclipse: Introducir la Máquina virtual de Solana en Ethereum Layer 2.

Estas innovaciones tienen el potencial de mejorar el rendimiento de la blockchain y promover el desarrollo de la industria. La aplicación y mejora continua de la tecnología EVM paralela dará forma al ecosistema de blockchain en el futuro.