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并行EVM技术革新:提升区块链性能的新方向
并行EVM技术与生态系统深度探析
EVM与Solidity
智能合约开发是区块链工程师的核心技能。开发者通常使用Solidity等高级语言编写合约逻辑。然而,EVM无法直接解释Solidity代码,需要将其编译成虚拟机可执行的低级指令(操作码/字节码)。虽然存在自动化工具简化这一过程,但了解底层编译原理仍有助于提升性能。
直接使用操作码编程可以实现最高效率并最小化gas消耗。一些高性能项目如某知名NFT交易平台的协议就大量采用内联汇编来优化gas开销。
EVM标准与实现
EVM作为"执行层"负责处理编译后的智能合约指令。EVM定义的字节码已成为行业标准,支持跨链部署智能合约。尽管遵循相同标准,不同EVM实现在性能和特性上可能存在显著差异。例如,以太坊的某客户端用Go语言实现EVM,而另一个团队则维护C++版本。这种多样性为优化和定制提供了空间。
并行EVM技术
历史上,区块链社区主要关注共识算法创新。然而,高性能区块链需要在共识和执行层同时突破。仅优化共识的EVM链往往需要更强大的硬件来提升性能。例如,某知名公链在2000 TPS的gas限制下需要比以太坊全节点高几倍的配置。
并行处理的必要性
传统区块链系统按顺序执行交易,类似单核CPU。这种简单方法难以满足大规模用户需求。并行虚拟机允许同时处理多笔交易,显著提高吞吐量。
并行执行面临诸如处理并发交易写入同一合约等挑战。需要设计新机制解决潜在冲突。有效并行处理不相关合约可按并行线程数成比例提升性能。
并行EVM创新
以某知名项目为例,其关键创新包括:
并行交易执行:采用乐观并行算法,允许多交易同时处理。系统跟踪交易输入输出,根据关联性决定是否并行执行下一笔交易。
延迟执行:在共识阶段仅确定交易顺序,将实际执行推迟到独立通道,最大化利用区块时间。
自定义状态数据库:通过直接将Merkle树存储在SSD上优化状态访问,减少读取放大,加速智能合约执行。
高性能共识机制:改进HotStuff共识,支持数百个全球节点同步,采用流水线投票提高效率。
挑战与考量
并行EVM面临两大挑战:以太坊长期捕获工程价值和节点集中化。目前开发阶段尚未完全开源以保护知识产权,但最终细节将在测试网和主网启动时公开。快速生态发展是保持竞争优势的关键。
节点集中化是所有高性能区块链的共同挑战,需在去中心化、安全性和性能间权衡。"每硬件需求的TPS"等指标有助于比较不同链的效率。
并行EVM格局
除了前述项目,并行EVM生态还包括多个Layer 1和Layer 2解决方案。主要分为三类:
代表性项目
某领先并行EVM项目
该项目通过优化EVM并行执行和流水线架构提升可扩展性,目标达到10,000 TPS。近期完成大规模融资,估值达30亿美元。创始团队来自顶级做市商,具有丰富交易系统开发经验。内部测试网已启动,公测即将开放。
某交易特化并行EVM网络
最初专注于交易的Layer 1网络,近期升级为高性能并行EVM,TPS提升至12,500。测试网已支持EVM应用一键迁移,主网计划年内上线。同时推出开源框架支持Layer 2采用并行技术。
双虚拟机增强执行层
通过构建EVM++(EVM+WASM)提升EVM区块链性能。核心团队来自某知名区块链项目。公测网已上线,生态激励计划启动。
Solana EVM兼容解决方案
基于Solana网络的并行EVM,支持Solidity开发者一键部署DApp到Solana。将EVM类交易封装为Solana交易执行,TPS超2,000。
将SVM引入以太坊
基于Solana虚拟机(SVM)的Rollup Layer 2方案。在以太坊结算但使用SVM执行交易。最近完成大规模融资,主网即将向开发者开放。
模块化VM Layer 2
基于OP Stack构建的模块化VM Layer 2网络。支持使用高性能VM作为执行层,以太坊或比特币作为结算层,实现并行执行。
结语
并行EVM等执行层创新为提升区块链性能和可扩展性提供了重要方向。这些技术的发展将推动区块链生态系统进一步演进,支持更广泛的应用场景和用户群体。