EVM là lõi của Ethereum, chịu trách nhiệm chạy hợp đồng thông minh và xử lý giao dịch. Khác với các máy ảo phổ biến, EVM là một động cơ tập trung vào tính toán, cung cấp sự trừu tượng về tính toán và lưu trữ. Nó thực thi bộ lệnh bytecode riêng của mình, thường được biên dịch từ Solidity.
EVM là một trạng thái máy gần như Turing hoàn chỉnh. "Gần như" vì tất cả các bước thực thi sẽ tiêu tốn tài nguyên có giới hạn là Gas, tránh được tình huống vòng lặp chết có thể dẫn đến việc toàn bộ nền tảng ngừng hoạt động.
EVM không có chức năng lập lịch, mô-đun thực thi của Ethereum lấy giao dịch từ khối, EVM chịu trách nhiệm thực thi tuần tự. Quá trình thực thi sẽ thay đổi trạng thái thế giới, một giao dịch hoàn thành sẽ thực hiện cộng dồn trạng thái, đạt đến trạng thái thế giới mới nhất sau khi khối hoàn thành. Việc thực thi của khối tiếp theo phụ thuộc nghiêm ngặt vào trạng thái thế giới sau khi thực thi khối trước đó, vì vậy quá trình thực thi giao dịch của Ethereum không thể tối ưu hóa thực thi song song một cách hiệu quả.
Giao thức Ethereum quy định rằng các giao dịch được thực hiện theo thứ tự. Mặc dù việc thực hiện theo thứ tự đảm bảo rằng các giao dịch và hợp đồng thông minh có thể được thực hiện theo thứ tự xác định, bảo đảm an toàn, nhưng khi đối mặt với tải cao, điều này có thể dẫn đến tắc nghẽn mạng và độ trễ, đây cũng là lý do mà Ethereum có những hạn chế lớn về hiệu suất và cần mở rộng thông qua Layer2 Rollup.
Con đường song song của Layer1 hiệu suất cao
Hầu hết các Layer 1 hiệu suất cao đều dựa trên khuyết điểm không thể xử lý song song của Ethereum để thiết kế các phương án tối ưu hóa riêng, chủ yếu tập trung vào tối ưu hóa lớp thực thi, bao gồm máy ảo và thực thi song song.
Máy ảo
EVM được thiết kế như một máy ảo 256-bit, mục đích là để dễ dàng xử lý thuật toán băm của Ethereum. Tuy nhiên, máy tính thực thi EVM cần ánh xạ các byte 256-bit vào kiến trúc địa phương để thực hiện hợp đồng thông minh, khiến cho toàn bộ hệ thống trở nên rất kém hiệu quả. Do đó, Layer1 hiệu suất cao thường sử dụng máy ảo dựa trên mã byte WASM, eBPF hoặc mã byte Move.
WASM là một định dạng bytecode nhỏ gọn, tải nhanh, di động và dựa trên cơ chế bảo mật sandbox. Các nhà phát triển có thể sử dụng nhiều ngôn ngữ lập trình để viết hợp đồng thông minh, sau đó biên dịch thành bytecode WASM và thực thi. Nhiều dự án blockchain đã chấp nhận WASM làm tiêu chuẩn.
eBPF bắt nguồn từ BPF, cung cấp một tập hợp các lệnh phong phú hơn, cho phép can thiệp và sửa đổi hành vi của kernel hệ điều hành một cách động mà không cần thay đổi mã nguồn. Một số hợp đồng thông minh được thực thi trên các mạng blockchain sẽ được biên dịch thành bytecode dựa trên eBPF và chạy.
Move là một ngôn ngữ lập trình hợp đồng thông minh mới, tập trung vào tính linh hoạt, an toàn và khả năng xác minh. Ngôn ngữ Move được thiết kế để giải quyết các vấn đề an toàn trong tài sản và giao dịch, cho phép tài sản và giao dịch được định nghĩa và kiểm soát một cách nghiêm ngặt.
Thực thi song song
Thực thi song song trong blockchain có nghĩa là xử lý đồng thời các giao dịch không liên quan. Thách thức chính trong việc thực hiện thực thi song song là xác định giao dịch nào là không liên quan và giao dịch nào là độc lập. Layer1 hiệu suất cao chủ yếu dựa vào hai phương pháp: phương pháp truy cập trạng thái và mô hình song song lạc quan.
Phương pháp truy cập trạng thái cần biết trước phần nào của trạng thái chuỗi khối mà mỗi giao dịch có thể truy cập, từ đó phân tích những giao dịch nào là độc lập. Một số nền tảng chuỗi khối áp dụng phương pháp này, yêu cầu giao dịch chỉ định sẽ truy cập những tài khoản hoặc đối tượng nào, để sắp xếp các giao dịch không chồng chéo thực hiện song song.
Mô hình thực thi song song lạc quan giả định rằng tất cả các giao dịch đều độc lập, chỉ kiểm tra lại giả định này một cách hồi cứu và điều chỉnh khi cần thiết. Một số blockchain sử dụng phương pháp Block-STM để áp dụng thực thi song song lạc quan, các giao dịch được thiết lập trong khối theo một thứ tự nhất định, sau đó được chia tách và thực thi đồng thời giữa các luồng xử lý khác nhau.
EVM song song
Khái niệm EVM song song đã được đề xuất vào năm 2021, ban đầu chỉ các EVM hỗ trợ xử lý nhiều giao dịch cùng một lúc. Vào cuối năm 2023, EVM song song lại trở thành tâm điểm, dẫn đến một làn sóng nổi lên của các Layer1 tương thích EVM áp dụng công nghệ thực thi song song.
Hiện tại, có ba loại được định nghĩa hợp lý là EVM song song:
Nâng cấp thực thi song song của Layer1 tương thích EVM không áp dụng công nghệ thực thi song song
Layer1 tương thích EVM sử dụng công nghệ thực thi song song
Giải pháp EVM tương thích không tương thích Layer1 sử dụng công nghệ thực thi song song
Một số dự án mới nổi đang phát triển các giải pháp EVM song song, nhằm cải thiện đáng kể khả năng mở rộng và tốc độ giao dịch thông qua việc thực hiện song song. Những dự án này áp dụng các giải pháp công nghệ khác nhau, chẳng hạn như mô hình song song lạc quan, phân tích mã tĩnh, v.v., để đạt được việc xử lý giao dịch song song.
Đồng thời, một số blockchain không tương thích EVM cũng đang khám phá các giải pháp tương thích EVM, thông qua việc triển khai trình thông dịch EVM trong môi trường gốc của chúng để hỗ trợ việc thực thi hợp đồng thông minh Ethereum. Những giải pháp này tận dụng khả năng thực thi song song của blockchain cơ sở, cung cấp hiệu suất cao hơn cho giao dịch EVM.
Tóm tắt
Công nghệ song song của blockchain là một chủ đề được thảo luận nhiều lần, nhưng hiện tại chủ yếu tập trung vào việc cải tiến và bắt chước mô hình thực hiện lạc quan, vẫn chưa xuất hiện đột phá thực sự. Trong tương lai, có thể sẽ có nhiều dự án Layer1 mới nổi tham gia vào cuộc cạnh tranh EVM song song, các Layer1 cũ cũng có thể thực hiện nâng cấp song song EVM hoặc giải pháp tương thích EVM.
Ngoài EVM hiệu suất cao, lĩnh vực blockchain còn có thể xuất hiện các câu chuyện về công nghệ máy ảo khác như WASM, SVM và Move VM, thúc đẩy sự phát triển đa dạng của toàn bộ hệ sinh thái.
Trang này có thể chứa nội dung của bên thứ ba, được cung cấp chỉ nhằm mục đích thông tin (không phải là tuyên bố/bảo đảm) và không được coi là sự chứng thực cho quan điểm của Gate hoặc là lời khuyên về tài chính hoặc chuyên môn. Xem Tuyên bố từ chối trách nhiệm để biết chi tiết.
12 thích
Phần thưởng
12
3
Chia sẻ
Bình luận
0/400
JustHereForAirdrops
· 08-04 17:05
gas phí lại sắp To da moon rồi, không hiểu thì tùy ý chạy.
Xem bản gốcTrả lời0
HalfBuddhaMoney
· 08-03 23:22
Gas thật sự khó chịu, một khoản phí giao dịch bằng cả một bàn lẩu của tôi.
EVM song song: Đột phá hiệu suất Blockchain và hướng đi mới cho sự đa dạng sinh thái
EVM: Thành phần cốt lõi của Ethereum
EVM là lõi của Ethereum, chịu trách nhiệm chạy hợp đồng thông minh và xử lý giao dịch. Khác với các máy ảo phổ biến, EVM là một động cơ tập trung vào tính toán, cung cấp sự trừu tượng về tính toán và lưu trữ. Nó thực thi bộ lệnh bytecode riêng của mình, thường được biên dịch từ Solidity.
EVM là một trạng thái máy gần như Turing hoàn chỉnh. "Gần như" vì tất cả các bước thực thi sẽ tiêu tốn tài nguyên có giới hạn là Gas, tránh được tình huống vòng lặp chết có thể dẫn đến việc toàn bộ nền tảng ngừng hoạt động.
EVM không có chức năng lập lịch, mô-đun thực thi của Ethereum lấy giao dịch từ khối, EVM chịu trách nhiệm thực thi tuần tự. Quá trình thực thi sẽ thay đổi trạng thái thế giới, một giao dịch hoàn thành sẽ thực hiện cộng dồn trạng thái, đạt đến trạng thái thế giới mới nhất sau khi khối hoàn thành. Việc thực thi của khối tiếp theo phụ thuộc nghiêm ngặt vào trạng thái thế giới sau khi thực thi khối trước đó, vì vậy quá trình thực thi giao dịch của Ethereum không thể tối ưu hóa thực thi song song một cách hiệu quả.
Giao thức Ethereum quy định rằng các giao dịch được thực hiện theo thứ tự. Mặc dù việc thực hiện theo thứ tự đảm bảo rằng các giao dịch và hợp đồng thông minh có thể được thực hiện theo thứ tự xác định, bảo đảm an toàn, nhưng khi đối mặt với tải cao, điều này có thể dẫn đến tắc nghẽn mạng và độ trễ, đây cũng là lý do mà Ethereum có những hạn chế lớn về hiệu suất và cần mở rộng thông qua Layer2 Rollup.
Con đường song song của Layer1 hiệu suất cao
Hầu hết các Layer 1 hiệu suất cao đều dựa trên khuyết điểm không thể xử lý song song của Ethereum để thiết kế các phương án tối ưu hóa riêng, chủ yếu tập trung vào tối ưu hóa lớp thực thi, bao gồm máy ảo và thực thi song song.
Máy ảo
EVM được thiết kế như một máy ảo 256-bit, mục đích là để dễ dàng xử lý thuật toán băm của Ethereum. Tuy nhiên, máy tính thực thi EVM cần ánh xạ các byte 256-bit vào kiến trúc địa phương để thực hiện hợp đồng thông minh, khiến cho toàn bộ hệ thống trở nên rất kém hiệu quả. Do đó, Layer1 hiệu suất cao thường sử dụng máy ảo dựa trên mã byte WASM, eBPF hoặc mã byte Move.
WASM là một định dạng bytecode nhỏ gọn, tải nhanh, di động và dựa trên cơ chế bảo mật sandbox. Các nhà phát triển có thể sử dụng nhiều ngôn ngữ lập trình để viết hợp đồng thông minh, sau đó biên dịch thành bytecode WASM và thực thi. Nhiều dự án blockchain đã chấp nhận WASM làm tiêu chuẩn.
eBPF bắt nguồn từ BPF, cung cấp một tập hợp các lệnh phong phú hơn, cho phép can thiệp và sửa đổi hành vi của kernel hệ điều hành một cách động mà không cần thay đổi mã nguồn. Một số hợp đồng thông minh được thực thi trên các mạng blockchain sẽ được biên dịch thành bytecode dựa trên eBPF và chạy.
Move là một ngôn ngữ lập trình hợp đồng thông minh mới, tập trung vào tính linh hoạt, an toàn và khả năng xác minh. Ngôn ngữ Move được thiết kế để giải quyết các vấn đề an toàn trong tài sản và giao dịch, cho phép tài sản và giao dịch được định nghĩa và kiểm soát một cách nghiêm ngặt.
Thực thi song song
Thực thi song song trong blockchain có nghĩa là xử lý đồng thời các giao dịch không liên quan. Thách thức chính trong việc thực hiện thực thi song song là xác định giao dịch nào là không liên quan và giao dịch nào là độc lập. Layer1 hiệu suất cao chủ yếu dựa vào hai phương pháp: phương pháp truy cập trạng thái và mô hình song song lạc quan.
Phương pháp truy cập trạng thái cần biết trước phần nào của trạng thái chuỗi khối mà mỗi giao dịch có thể truy cập, từ đó phân tích những giao dịch nào là độc lập. Một số nền tảng chuỗi khối áp dụng phương pháp này, yêu cầu giao dịch chỉ định sẽ truy cập những tài khoản hoặc đối tượng nào, để sắp xếp các giao dịch không chồng chéo thực hiện song song.
Mô hình thực thi song song lạc quan giả định rằng tất cả các giao dịch đều độc lập, chỉ kiểm tra lại giả định này một cách hồi cứu và điều chỉnh khi cần thiết. Một số blockchain sử dụng phương pháp Block-STM để áp dụng thực thi song song lạc quan, các giao dịch được thiết lập trong khối theo một thứ tự nhất định, sau đó được chia tách và thực thi đồng thời giữa các luồng xử lý khác nhau.
EVM song song
Khái niệm EVM song song đã được đề xuất vào năm 2021, ban đầu chỉ các EVM hỗ trợ xử lý nhiều giao dịch cùng một lúc. Vào cuối năm 2023, EVM song song lại trở thành tâm điểm, dẫn đến một làn sóng nổi lên của các Layer1 tương thích EVM áp dụng công nghệ thực thi song song.
Hiện tại, có ba loại được định nghĩa hợp lý là EVM song song:
Một số dự án mới nổi đang phát triển các giải pháp EVM song song, nhằm cải thiện đáng kể khả năng mở rộng và tốc độ giao dịch thông qua việc thực hiện song song. Những dự án này áp dụng các giải pháp công nghệ khác nhau, chẳng hạn như mô hình song song lạc quan, phân tích mã tĩnh, v.v., để đạt được việc xử lý giao dịch song song.
Đồng thời, một số blockchain không tương thích EVM cũng đang khám phá các giải pháp tương thích EVM, thông qua việc triển khai trình thông dịch EVM trong môi trường gốc của chúng để hỗ trợ việc thực thi hợp đồng thông minh Ethereum. Những giải pháp này tận dụng khả năng thực thi song song của blockchain cơ sở, cung cấp hiệu suất cao hơn cho giao dịch EVM.
Tóm tắt
Công nghệ song song của blockchain là một chủ đề được thảo luận nhiều lần, nhưng hiện tại chủ yếu tập trung vào việc cải tiến và bắt chước mô hình thực hiện lạc quan, vẫn chưa xuất hiện đột phá thực sự. Trong tương lai, có thể sẽ có nhiều dự án Layer1 mới nổi tham gia vào cuộc cạnh tranh EVM song song, các Layer1 cũ cũng có thể thực hiện nâng cấp song song EVM hoặc giải pháp tương thích EVM.
Ngoài EVM hiệu suất cao, lĩnh vực blockchain còn có thể xuất hiện các câu chuyện về công nghệ máy ảo khác như WASM, SVM và Move VM, thúc đẩy sự phát triển đa dạng của toàn bộ hệ sinh thái.