EVM é o núcleo do Ethereum, responsável por executar contratos inteligentes e processar transações. Ao contrário das máquinas virtuais comuns, a EVM é um motor focado em computação, que fornece uma abstração de computação e armazenamento. Ela executa seu próprio conjunto de instruções em bytecode, normalmente compilado a partir de Solidity.
EVM é uma máquina de estados quase Turing completa. "Quase" porque todos os passos de execução consomem recursos limitados, Gas, evitando a possibilidade de um loop infinito que poderia levar a plataforma a parar.
O EVM não tem função de agendamento, o módulo de execução do Ethereum retira transações dos blocos e o EVM é responsável por executá-las sequencialmente. O processo de execução altera o estado do mundo e, após a conclusão da execução de uma transação, ocorre a acumulação de estado, chegando ao estado mais recente do mundo após a conclusão do bloco. A execução do próximo bloco depende estritamente do estado do mundo após a execução do bloco anterior, portanto, o processo de execução linear das transações do Ethereum não pode ser otimizado bem para execução paralela.
O protocolo Ethereum estipula que as transações sejam executadas em ordem. Embora a execução em ordem garanta que as transações e os contratos inteligentes possam ser executados em uma sequência determinística, assegurando a segurança, em situações de alta carga, isso pode resultar em congestionamento e atrasos na rede, que é também a razão pela qual o Ethereum tem um grande gargalo de desempenho, necessitando de escalabilidade através de Layer2 Rollup.
O caminho paralelo de um Layer1 de alto desempenho
A maioria das Layer 1 de alto desempenho baseia-se nas falhas de processamento paralelo do Ethereum para desenvolver suas próprias soluções de otimização, focando principalmente na otimização da camada de execução, incluindo máquinas virtuais e execução paralela.
Máquina Virtual
O EVM é projetado como uma máquina virtual de 256 bits, com o objetivo de facilitar o processamento do algoritmo de hash do Ethereum. No entanto, os computadores que executam o EVM precisam mapear bytes de 256 bits para a arquitetura local para executar contratos inteligentes, tornando todo o sistema muito ineficiente. Assim, as Layer1 de alto desempenho adotam mais frequentemente máquinas virtuais baseadas em bytecode WASM, eBPF ou Move.
WASM é um formato de bytecode pequeno, de carregamento rápido, portátil e baseado em um mecanismo de segurança sandbox. Os desenvolvedores podem escrever contratos inteligentes em várias linguagens de programação e, em seguida, compilar para bytecode WASM e executar. Muitos projetos de blockchain já adotaram o WASM como padrão.
O eBPF é originado do BPF, oferecendo um conjunto de instruções mais rico, permitindo a intervenção dinâmica no núcleo do sistema operacional e a modificação do seu comportamento sem a necessidade de alterar o código-fonte. Alguns contratos inteligentes executados em redes de blockchain são compilados em bytecode baseado em eBPF e executados.
Move é uma nova linguagem de programação de contratos inteligentes, focada na flexibilidade, segurança e verificabilidade. A linguagem Move foi projetada para resolver problemas de segurança em ativos e transações, permitindo que ativos e transações sejam rigorosamente definidos e controlados.
Execução paralela
A execução paralela no blockchain significa processar transações não relacionadas simultaneamente. O principal desafio para implementar a execução paralela é determinar quais transações são não relacionadas e quais são independentes. Uma Layer1 de alto desempenho depende principalmente de dois métodos: o método de acesso ao estado e o modelo otimista de paralelismo.
O método de acesso ao estado requer que se saiba previamente qual parte do estado da blockchain cada transação pode acessar, permitindo analisar quais transações são independentes. Algumas plataformas de blockchain adotam esse método, exigindo que as transações especifiquem quais contas ou objetos serão acessados, a fim de programar a execução paralela de transações não sobrepostas.
O modelo de execução otimista em paralelo assume que todas as transações são independentes, validando retroativamente essa suposição e ajustando-a quando necessário. Algumas blockchains usam o método Block-STM para aplicar a execução paralela otimista, onde as transações são inicialmente configuradas em uma ordem dentro de um bloco e, em seguida, divididas e executadas simultaneamente entre diferentes threads de processamento.
EVM em paralelo
O conceito de EVM paralela foi proposto em 2021, inicialmente referindo-se a uma EVM que suporta o processamento simultâneo de várias transações. No final de 2023, a EVM paralela voltou a ser um tópico quente, desencadeando uma onda de adoção da tecnologia de execução paralela em Layer1 compatível com EVM.
Atualmente, as definições razoáveis para EVM paralela incluem três categorias:
Atualização de execução paralela do Layer1 compatível com EVM que não utiliza tecnologia de execução paralela
Layer1 compatível com EVM que utiliza tecnologia de execução em paralelo
Solução compatível com EVM de Layer 1 não EVM compatível que utiliza tecnologia de execução paralela
Alguns novos projetos estão a desenvolver soluções EVM paralelas, com o objetivo de aumentar significativamente a escalabilidade e a velocidade das transações através da execução paralela. Estes projetos adotam diferentes soluções tecnológicas, como modelos paralelos otimistas, análise de código estático, entre outros, para realizar o processamento paralelo das transações.
Ao mesmo tempo, algumas blockchains não compatíveis com EVM também estão explorando soluções de compatibilidade com EVM, implementando um interpretador EVM em seu ambiente nativo para suportar a execução de contratos inteligentes Ethereum. Essas soluções aproveitam a capacidade de execução paralela da blockchain subjacente, oferecendo um desempenho superior para transações EVM.
Resumo
A tecnologia de paralelismo na blockchain é um tópico repetidamente discutido, mas atualmente está principalmente focada na transformação e imitação do modelo de execução otimista, sem que tenha surgido um avanço substancial. No futuro, pode haver mais novos projetos Layer1 emergentes a entrar na concorrência do EVM paralelo, e os antigos Layer1 também podem implementar atualizações de paralelismo EVM ou soluções compatíveis com o EVM.
Além da EVM de alto desempenho, outras narrativas de tecnologias de máquinas virtuais podem surgir no campo da blockchain, como WASM, SVM e Move VM, promovendo o desenvolvimento diversificado de todo o ecossistema.
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JustHereForAirdrops
· 08-04 17:05
gás费又要 Até à lua了 看不懂的随便跑
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HalfBuddhaMoney
· 08-03 23:22
Gas é realmente difícil de suportar, uma taxa de transação equivale a um banquete de hot pot.
EVM Paralelo: Um novo direcionamento para a superação do desempenho do Blockchain e a diversificação do ecossistema
EVM: O componente central do Ethereum
EVM é o núcleo do Ethereum, responsável por executar contratos inteligentes e processar transações. Ao contrário das máquinas virtuais comuns, a EVM é um motor focado em computação, que fornece uma abstração de computação e armazenamento. Ela executa seu próprio conjunto de instruções em bytecode, normalmente compilado a partir de Solidity.
EVM é uma máquina de estados quase Turing completa. "Quase" porque todos os passos de execução consomem recursos limitados, Gas, evitando a possibilidade de um loop infinito que poderia levar a plataforma a parar.
O EVM não tem função de agendamento, o módulo de execução do Ethereum retira transações dos blocos e o EVM é responsável por executá-las sequencialmente. O processo de execução altera o estado do mundo e, após a conclusão da execução de uma transação, ocorre a acumulação de estado, chegando ao estado mais recente do mundo após a conclusão do bloco. A execução do próximo bloco depende estritamente do estado do mundo após a execução do bloco anterior, portanto, o processo de execução linear das transações do Ethereum não pode ser otimizado bem para execução paralela.
O protocolo Ethereum estipula que as transações sejam executadas em ordem. Embora a execução em ordem garanta que as transações e os contratos inteligentes possam ser executados em uma sequência determinística, assegurando a segurança, em situações de alta carga, isso pode resultar em congestionamento e atrasos na rede, que é também a razão pela qual o Ethereum tem um grande gargalo de desempenho, necessitando de escalabilidade através de Layer2 Rollup.
O caminho paralelo de um Layer1 de alto desempenho
A maioria das Layer 1 de alto desempenho baseia-se nas falhas de processamento paralelo do Ethereum para desenvolver suas próprias soluções de otimização, focando principalmente na otimização da camada de execução, incluindo máquinas virtuais e execução paralela.
Máquina Virtual
O EVM é projetado como uma máquina virtual de 256 bits, com o objetivo de facilitar o processamento do algoritmo de hash do Ethereum. No entanto, os computadores que executam o EVM precisam mapear bytes de 256 bits para a arquitetura local para executar contratos inteligentes, tornando todo o sistema muito ineficiente. Assim, as Layer1 de alto desempenho adotam mais frequentemente máquinas virtuais baseadas em bytecode WASM, eBPF ou Move.
WASM é um formato de bytecode pequeno, de carregamento rápido, portátil e baseado em um mecanismo de segurança sandbox. Os desenvolvedores podem escrever contratos inteligentes em várias linguagens de programação e, em seguida, compilar para bytecode WASM e executar. Muitos projetos de blockchain já adotaram o WASM como padrão.
O eBPF é originado do BPF, oferecendo um conjunto de instruções mais rico, permitindo a intervenção dinâmica no núcleo do sistema operacional e a modificação do seu comportamento sem a necessidade de alterar o código-fonte. Alguns contratos inteligentes executados em redes de blockchain são compilados em bytecode baseado em eBPF e executados.
Move é uma nova linguagem de programação de contratos inteligentes, focada na flexibilidade, segurança e verificabilidade. A linguagem Move foi projetada para resolver problemas de segurança em ativos e transações, permitindo que ativos e transações sejam rigorosamente definidos e controlados.
Execução paralela
A execução paralela no blockchain significa processar transações não relacionadas simultaneamente. O principal desafio para implementar a execução paralela é determinar quais transações são não relacionadas e quais são independentes. Uma Layer1 de alto desempenho depende principalmente de dois métodos: o método de acesso ao estado e o modelo otimista de paralelismo.
O método de acesso ao estado requer que se saiba previamente qual parte do estado da blockchain cada transação pode acessar, permitindo analisar quais transações são independentes. Algumas plataformas de blockchain adotam esse método, exigindo que as transações especifiquem quais contas ou objetos serão acessados, a fim de programar a execução paralela de transações não sobrepostas.
O modelo de execução otimista em paralelo assume que todas as transações são independentes, validando retroativamente essa suposição e ajustando-a quando necessário. Algumas blockchains usam o método Block-STM para aplicar a execução paralela otimista, onde as transações são inicialmente configuradas em uma ordem dentro de um bloco e, em seguida, divididas e executadas simultaneamente entre diferentes threads de processamento.
EVM em paralelo
O conceito de EVM paralela foi proposto em 2021, inicialmente referindo-se a uma EVM que suporta o processamento simultâneo de várias transações. No final de 2023, a EVM paralela voltou a ser um tópico quente, desencadeando uma onda de adoção da tecnologia de execução paralela em Layer1 compatível com EVM.
Atualmente, as definições razoáveis para EVM paralela incluem três categorias:
Alguns novos projetos estão a desenvolver soluções EVM paralelas, com o objetivo de aumentar significativamente a escalabilidade e a velocidade das transações através da execução paralela. Estes projetos adotam diferentes soluções tecnológicas, como modelos paralelos otimistas, análise de código estático, entre outros, para realizar o processamento paralelo das transações.
Ao mesmo tempo, algumas blockchains não compatíveis com EVM também estão explorando soluções de compatibilidade com EVM, implementando um interpretador EVM em seu ambiente nativo para suportar a execução de contratos inteligentes Ethereum. Essas soluções aproveitam a capacidade de execução paralela da blockchain subjacente, oferecendo um desempenho superior para transações EVM.
Resumo
A tecnologia de paralelismo na blockchain é um tópico repetidamente discutido, mas atualmente está principalmente focada na transformação e imitação do modelo de execução otimista, sem que tenha surgido um avanço substancial. No futuro, pode haver mais novos projetos Layer1 emergentes a entrar na concorrência do EVM paralelo, e os antigos Layer1 também podem implementar atualizações de paralelismo EVM ou soluções compatíveis com o EVM.
Além da EVM de alto desempenho, outras narrativas de tecnologias de máquinas virtuais podem surgir no campo da blockchain, como WASM, SVM e Move VM, promovendo o desenvolvimento diversificado de todo o ecossistema.