Віртуальна машина Ethereum (EVM) та її еволюція

Віртуальна машина Ethereum та Solidity

Розробка смарт-контрактів є ключовою навичкою для інженерів блокчейну. Розробники зазвичай використовують такі високорівневі мови, як Solidity, для написання бізнес-логіки, але EVM не може безпосередньо зрозуміти ці коди. Потрібно скомпілювати їх у низькорівневі операційні коди або байт-код, які можуть виконуватися віртуальною машиною. Хоча існують інструменти, які можуть автоматично виконати цей процес перетворення, розуміння основних принципів все ще є дуже цінним.

Програмування безпосередньо за допомогою операційних кодів може забезпечити найвищу ефективність, зменшуючи споживання газу. Наприклад, протокол відомої платформи NFT активно використовує вбудовану асемблерну мову для зниження витрат газу для користувачів.

Стандарт EVM та його реалізація

EVM як середовище виконання смарт-контрактів визначає загальносвітовий стандарт байт-коду. Це стандартизація дозволяє розробникам ефективно розгортати контракти на кількох сумісних мережах.

Хоча різні реалізації EVM можуть використовувати різні мови програмування та методи оптимізації, дотримуючись однакових стандартів. Наприклад, основний клієнт Ethereum реалізує EVM на мові Go, тоді як інша команда підтримує версію на C++. Ця різноманітність відкриває можливості для оптимізації та кастомізації.

Паралельна технологія EVM

Хоча раніше люди більше зосереджувалися на інноваціях алгоритмів консенсусу, оптимізація виконавчого рівня також є важливою. Високопродуктивний блокчейн потребує інновацій як у консенсусі, так і у виконанні. Ланцюги EVM, які лише покращують алгоритм консенсусу, зазвичай потребують більш потужного апаратного забезпечення для підтримки підвищення продуктивності.

потреба в паралельній обробці

Традиційні системи блокчейн зазвичай обробляють транзакції послідовно, подібно до одноядерного процесора. Цей метод хоча й простий, але важко впоратися з великою кількістю користувачів. Паралельна віртуальна машина дозволяє одночасно обробляти кілька транзакцій, що суттєво підвищує пропускну здатність.

Паралельне виконання створює нові виклики, такі як обробка конкурентних транзакцій для одного й того ж контракту. Необхідно розробити механізми для вирішення цих конфліктів. Паралельне виконання не пов'язаних контрактів може пропорційно підвищувати продуктивність залежно від кількості потоків.

Інновації паралельної EVM

Деякі нові проекти здійснили інновації в паралельній області EVM:

• Паралельне виконання транзакцій: використовується оптимістичний паралельний алгоритм, що дозволяє обробляти кілька транзакцій одночасно, визначаючи паралельне виконання через перевірку відносин між входами та виходами.

• Затримка виконання: відкладання виконання транзакцій до незалежного каналу, максимізація використання часу блоку.

• Налаштована база даних станів: оптимізація зберігання та доступу до станів, підвищення ефективності виконання.

• Високопродуктивний механізм консенсусу: поліпшений алгоритм консенсусу, підтримка масштабованих розподілених операцій.

Виклики паралельної EVM

Основні виклики включають:

• Конфлікт стану: необхідно ретельно розробити механізми виявлення та вирішення конфліктів.

• Захист інтелектуальної власності: балансування відкритих джерел та захисту основних технологій.

• Децентралізація вузлів: пошук балансу між продуктивністю та децентралізацією.

Огляд проєктів паралельної EVM

Наразі існує три основні типи паралельних EVM проектів:

1. Оновлення існуючої мережі Layer 1, сумісної з EVM
2. Новий Layer 1 мережа з рідним паралельним виконанням
3. Використання мережі Layer 2 з паралельними технологіями, що не є EVM

Деякі представницькі проекти включають:

• Monad: зосереджений на оптимізації паралельного виконання EVM, мета 10,000 TPS.
• Sei: запустила паралельну мережу EVM Sei V2, що підтримує одноклікову міграцію додатків.
• Artela: посилення виконавчого рівня за допомогою двох віртуальних машин EVM++.
• Neon: реалізація сумісності EVM на Solana.
• Eclipse: Перенесення віртуальної машини Solana на рівень 2 Ethereum.

Ці інновації обіцяють підвищити продуктивність блокчейну, сприяючи розвитку галузі вперед. У майбутньому застосування та вдосконалення технології паралельної Віртуальної машини Ethereum буде продовжувати формувати екосистему блокчейну.