Phân tích sâu về công nghệ EVM song song và hệ sinh thái
EVM và Solidity
Phát triển hợp đồng thông minh là kỹ năng cốt lõi của kỹ sư blockchain. Các nhà phát triển thường sử dụng các ngôn ngữ cao cấp như Solidity để viết logic hợp đồng. Tuy nhiên, EVM không thể trực tiếp giải thích mã Solidity, cần phải biên dịch nó thành các lệnh cấp thấp có thể thực thi trên máy ảo ( mã thao tác/mã byte ). Mặc dù có các công cụ tự động hóa để đơn giản hóa quá trình này, nhưng hiểu biết về nguyên lý biên dịch cơ bản vẫn giúp nâng cao hiệu suất.
Việc lập trình trực tiếp bằng mã điều khiển có thể đạt được hiệu suất tối đa và giảm thiểu tiêu tốn gas. Một số dự án hiệu suất cao như giao thức của một nền tảng giao dịch NFT nổi tiếng đã sử dụng rất nhiều hợp ngữ nội tuyến để tối ưu hóa chi phí gas.
Tiêu chuẩn và triển khai EVM
EVM như là "tầng thực thi" có trách nhiệm xử lý các hướng dẫn hợp đồng thông minh đã được biên dịch. Mã byte được định nghĩa bởi EVM đã trở thành tiêu chuẩn ngành, hỗ trợ triển khai hợp đồng thông minh xuyên chuỗi. Mặc dù tuân theo cùng một tiêu chuẩn, các triển khai EVM khác nhau có thể có sự khác biệt đáng kể về hiệu suất và tính năng. Ví dụ, một khách hàng của Ethereum sử dụng ngôn ngữ Go để triển khai EVM, trong khi một nhóm khác duy trì phiên bản C++. Sự đa dạng này tạo ra không gian cho việc tối ưu hóa và tùy chỉnh.
Công nghệ EVM song song
Trong lịch sử, cộng đồng blockchain chủ yếu tập trung vào đổi mới thuật toán đồng thuận. Tuy nhiên, blockchain hiệu suất cao cần phải có bước đột phá đồng thời ở cả tầng đồng thuận và thực thi. Những chuỗi EVM chỉ tối ưu hóa đồng thuận thường cần phần cứng mạnh hơn để nâng cao hiệu suất. Ví dụ, một chuỗi công khai nổi tiếng nào đó cần cấu hình mạnh hơn gấp nhiều lần so với nút đầy đủ của Ethereum dưới giới hạn gas 2000 TPS.
Sự cần thiết của xử lý song song
Hệ thống blockchain truyền thống thực hiện giao dịch theo thứ tự, giống như CPU đơn nhân. Phương pháp đơn giản này khó đáp ứng nhu cầu của người dùng quy mô lớn. Máy ảo song song cho phép xử lý nhiều giao dịch cùng một lúc, tăng đáng kể thông lượng.
Thực thi song song phải đối mặt với những thách thức như xử lý giao dịch đồng thời ghi vào cùng một hợp đồng. Cần thiết phải thiết kế cơ chế mới để giải quyết xung đột tiềm ẩn. Việc xử lý song song hiệu quả các hợp đồng không liên quan có thể cải thiện hiệu suất theo tỷ lệ với số lượng luồng song song.
Đổi mới EVM song song
Lấy một dự án nổi tiếng làm ví dụ, những đổi mới chính của nó bao gồm:
Thực hiện giao dịch song song: Sử dụng thuật toán song song lạc quan, cho phép nhiều giao dịch được xử lý đồng thời. Hệ thống theo dõi đầu vào và đầu ra của giao dịch, quyết định có thực hiện giao dịch tiếp theo song song hay không dựa trên mối liên hệ.
Hoãn thực hiện: Trong giai đoạn đồng thuận chỉ xác định thứ tự giao dịch, sẽ hoãn việc thực hiện thực tế đến kênh độc lập, tối đa hóa việc sử dụng thời gian khối.
Cơ sở dữ liệu trạng thái tùy chỉnh: Tối ưu hóa truy cập trạng thái bằng cách lưu trực tiếp cây Merkle trên SSD, giảm thiểu việc mở rộng đọc và tăng tốc thực thi hợp đồng thông minh.
Cơ chế đồng thuận hiệu suất cao: Cải tiến đồng thuận HotStuff, hỗ trợ hàng trăm nút toàn cầu đồng bộ, sử dụng bỏ phiếu theo đường ống để nâng cao hiệu quả.
Thách thức và xem xét
EVM song song phải đối mặt với hai thách thức lớn: giá trị kỹ thuật dài hạn của Ethereum và sự tập trung của các nút. Hiện tại, giai đoạn phát triển chưa hoàn toàn mã nguồn mở để bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ, nhưng các chi tiết cuối cùng sẽ được công bố khi khởi động mạng thử nghiệm và mạng chính. Sự phát triển nhanh chóng của hệ sinh thái là chìa khóa để duy trì lợi thế cạnh tranh.
Tập trung hóa nút là thách thức chung của tất cả các blockchain hiệu suất cao, cần phải cân bằng giữa phi tập trung, tính bảo mật và hiệu suất. Các chỉ số như "TPS theo yêu cầu phần cứng" giúp so sánh hiệu quả của các chuỗi khác nhau.
Cấu trúc EVM song song
Ngoài các dự án đã đề cập, hệ sinh thái EVM song song còn bao gồm nhiều giải pháp Layer 1 và Layer 2. Chủ yếu được chia thành ba loại:
Nâng cấp hỗ trợ thực thi song song Layer 1 tương thích EVM
Layer 1 tương thích EVM hỗ trợ thực thi song song nguyên bản
Sử dụng công nghệ Layer 2 mạng song song không EVM
Dự án đại diện
Một dự án EVM song song hàng đầu
Dự án này nâng cao khả năng mở rộng bằng cách tối ưu hóa việc thực thi song song EVM và kiến trúc ống dẫn, với mục tiêu đạt 10,000 TPS. Gần đây đã hoàn thành vòng gọi vốn quy mô lớn, định giá đạt 3 tỷ USD. Đội ngũ sáng lập đến từ các nhà tạo lập thị trường hàng đầu, có kinh nghiệm phong phú trong phát triển hệ thống giao dịch. Mạng thử nghiệm nội bộ đã được khởi động, và thử nghiệm công khai sắp mở.
Một mạng EVM song song được chuyên biệt cho giao dịch
Mạng Layer 1 ban đầu tập trung vào giao dịch, gần đây đã nâng cấp thành EVM song song hiệu suất cao, tốc độ TPS tăng lên 12.500. Mạng thử nghiệm đã hỗ trợ di chuyển ứng dụng EVM bằng một cú nhấp chuột, và mạng chính dự kiến sẽ ra mắt trong năm nay. Đồng thời, đã ra mắt khung mã nguồn mở hỗ trợ Layer 2 áp dụng công nghệ song song.
Tầng thực thi tăng cường máy ảo đôi
Thông qua việc xây dựng EVM++(EVM+WASM) nâng cao hiệu suất blockchain EVM. Đội ngũ cốt lõi đến từ một dự án blockchain nổi tiếng. Mạng thử nghiệm công khai đã được ra mắt, kế hoạch khuyến khích hệ sinh thái đã được khởi động.
Giải pháp tương thích EVM Solana
EVM song song dựa trên mạng Solana, hỗ trợ các nhà phát triển Solidity triển khai DApp lên Solana chỉ với một cú nhấp chuột. Đóng gói giao dịch loại EVM thành giao dịch Solana để thực thi, TPS vượt quá 2,000.
Đưa SVM vào Ethereum
Giải pháp Rollup Layer 2 dựa trên máy ảo Solana (SVM). Tính toán trên Ethereum nhưng thực hiện giao dịch bằng SVM. Vừa hoàn tất việc huy động vốn quy mô lớn, mạng chính sắp mở cửa cho các nhà phát triển.
Lớp 2 VM mô-đun
Mạng Layer 2 mô-đun được xây dựng trên OP Stack. Hỗ trợ sử dụng VM hiệu suất cao làm lớp thực thi, Ethereum hoặc Bitcoin làm lớp thanh toán, đạt được thực thi song song.
Kết luận
Các đổi mới về lớp thực thi như EVM song song cung cấp hướng quan trọng để nâng cao hiệu suất và khả năng mở rộng của blockchain. Sự phát triển của những công nghệ này sẽ thúc đẩy hệ sinh thái blockchain tiến triển hơn nữa, hỗ trợ nhiều trường hợp ứng dụng và nhóm người dùng rộng rãi hơn.
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.
18 thích
Phần thưởng
18
8
Chia sẻ
Bình luận
0/400
BlindBoxVictim
· 8giờ trước
Nâng cao hiệu suất là xong.
Xem bản gốcTrả lời0
LiquidityWitch
· 07-23 18:57
hmm... evm song song đang nấu một chút ma thuật đen trong mempool
Cải cách công nghệ EVM song song: Hướng mới nâng cao hiệu suất Blockchain
Phân tích sâu về công nghệ EVM song song và hệ sinh thái
EVM và Solidity
Phát triển hợp đồng thông minh là kỹ năng cốt lõi của kỹ sư blockchain. Các nhà phát triển thường sử dụng các ngôn ngữ cao cấp như Solidity để viết logic hợp đồng. Tuy nhiên, EVM không thể trực tiếp giải thích mã Solidity, cần phải biên dịch nó thành các lệnh cấp thấp có thể thực thi trên máy ảo ( mã thao tác/mã byte ). Mặc dù có các công cụ tự động hóa để đơn giản hóa quá trình này, nhưng hiểu biết về nguyên lý biên dịch cơ bản vẫn giúp nâng cao hiệu suất.
Việc lập trình trực tiếp bằng mã điều khiển có thể đạt được hiệu suất tối đa và giảm thiểu tiêu tốn gas. Một số dự án hiệu suất cao như giao thức của một nền tảng giao dịch NFT nổi tiếng đã sử dụng rất nhiều hợp ngữ nội tuyến để tối ưu hóa chi phí gas.
Tiêu chuẩn và triển khai EVM
EVM như là "tầng thực thi" có trách nhiệm xử lý các hướng dẫn hợp đồng thông minh đã được biên dịch. Mã byte được định nghĩa bởi EVM đã trở thành tiêu chuẩn ngành, hỗ trợ triển khai hợp đồng thông minh xuyên chuỗi. Mặc dù tuân theo cùng một tiêu chuẩn, các triển khai EVM khác nhau có thể có sự khác biệt đáng kể về hiệu suất và tính năng. Ví dụ, một khách hàng của Ethereum sử dụng ngôn ngữ Go để triển khai EVM, trong khi một nhóm khác duy trì phiên bản C++. Sự đa dạng này tạo ra không gian cho việc tối ưu hóa và tùy chỉnh.
Công nghệ EVM song song
Trong lịch sử, cộng đồng blockchain chủ yếu tập trung vào đổi mới thuật toán đồng thuận. Tuy nhiên, blockchain hiệu suất cao cần phải có bước đột phá đồng thời ở cả tầng đồng thuận và thực thi. Những chuỗi EVM chỉ tối ưu hóa đồng thuận thường cần phần cứng mạnh hơn để nâng cao hiệu suất. Ví dụ, một chuỗi công khai nổi tiếng nào đó cần cấu hình mạnh hơn gấp nhiều lần so với nút đầy đủ của Ethereum dưới giới hạn gas 2000 TPS.
Sự cần thiết của xử lý song song
Hệ thống blockchain truyền thống thực hiện giao dịch theo thứ tự, giống như CPU đơn nhân. Phương pháp đơn giản này khó đáp ứng nhu cầu của người dùng quy mô lớn. Máy ảo song song cho phép xử lý nhiều giao dịch cùng một lúc, tăng đáng kể thông lượng.
Thực thi song song phải đối mặt với những thách thức như xử lý giao dịch đồng thời ghi vào cùng một hợp đồng. Cần thiết phải thiết kế cơ chế mới để giải quyết xung đột tiềm ẩn. Việc xử lý song song hiệu quả các hợp đồng không liên quan có thể cải thiện hiệu suất theo tỷ lệ với số lượng luồng song song.
Đổi mới EVM song song
Lấy một dự án nổi tiếng làm ví dụ, những đổi mới chính của nó bao gồm:
Thực hiện giao dịch song song: Sử dụng thuật toán song song lạc quan, cho phép nhiều giao dịch được xử lý đồng thời. Hệ thống theo dõi đầu vào và đầu ra của giao dịch, quyết định có thực hiện giao dịch tiếp theo song song hay không dựa trên mối liên hệ.
Hoãn thực hiện: Trong giai đoạn đồng thuận chỉ xác định thứ tự giao dịch, sẽ hoãn việc thực hiện thực tế đến kênh độc lập, tối đa hóa việc sử dụng thời gian khối.
Cơ sở dữ liệu trạng thái tùy chỉnh: Tối ưu hóa truy cập trạng thái bằng cách lưu trực tiếp cây Merkle trên SSD, giảm thiểu việc mở rộng đọc và tăng tốc thực thi hợp đồng thông minh.
Cơ chế đồng thuận hiệu suất cao: Cải tiến đồng thuận HotStuff, hỗ trợ hàng trăm nút toàn cầu đồng bộ, sử dụng bỏ phiếu theo đường ống để nâng cao hiệu quả.
Thách thức và xem xét
EVM song song phải đối mặt với hai thách thức lớn: giá trị kỹ thuật dài hạn của Ethereum và sự tập trung của các nút. Hiện tại, giai đoạn phát triển chưa hoàn toàn mã nguồn mở để bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ, nhưng các chi tiết cuối cùng sẽ được công bố khi khởi động mạng thử nghiệm và mạng chính. Sự phát triển nhanh chóng của hệ sinh thái là chìa khóa để duy trì lợi thế cạnh tranh.
Tập trung hóa nút là thách thức chung của tất cả các blockchain hiệu suất cao, cần phải cân bằng giữa phi tập trung, tính bảo mật và hiệu suất. Các chỉ số như "TPS theo yêu cầu phần cứng" giúp so sánh hiệu quả của các chuỗi khác nhau.
Cấu trúc EVM song song
Ngoài các dự án đã đề cập, hệ sinh thái EVM song song còn bao gồm nhiều giải pháp Layer 1 và Layer 2. Chủ yếu được chia thành ba loại:
Dự án đại diện
Một dự án EVM song song hàng đầu
Dự án này nâng cao khả năng mở rộng bằng cách tối ưu hóa việc thực thi song song EVM và kiến trúc ống dẫn, với mục tiêu đạt 10,000 TPS. Gần đây đã hoàn thành vòng gọi vốn quy mô lớn, định giá đạt 3 tỷ USD. Đội ngũ sáng lập đến từ các nhà tạo lập thị trường hàng đầu, có kinh nghiệm phong phú trong phát triển hệ thống giao dịch. Mạng thử nghiệm nội bộ đã được khởi động, và thử nghiệm công khai sắp mở.
Một mạng EVM song song được chuyên biệt cho giao dịch
Mạng Layer 1 ban đầu tập trung vào giao dịch, gần đây đã nâng cấp thành EVM song song hiệu suất cao, tốc độ TPS tăng lên 12.500. Mạng thử nghiệm đã hỗ trợ di chuyển ứng dụng EVM bằng một cú nhấp chuột, và mạng chính dự kiến sẽ ra mắt trong năm nay. Đồng thời, đã ra mắt khung mã nguồn mở hỗ trợ Layer 2 áp dụng công nghệ song song.
Tầng thực thi tăng cường máy ảo đôi
Thông qua việc xây dựng EVM++(EVM+WASM) nâng cao hiệu suất blockchain EVM. Đội ngũ cốt lõi đến từ một dự án blockchain nổi tiếng. Mạng thử nghiệm công khai đã được ra mắt, kế hoạch khuyến khích hệ sinh thái đã được khởi động.
Giải pháp tương thích EVM Solana
EVM song song dựa trên mạng Solana, hỗ trợ các nhà phát triển Solidity triển khai DApp lên Solana chỉ với một cú nhấp chuột. Đóng gói giao dịch loại EVM thành giao dịch Solana để thực thi, TPS vượt quá 2,000.
Đưa SVM vào Ethereum
Giải pháp Rollup Layer 2 dựa trên máy ảo Solana (SVM). Tính toán trên Ethereum nhưng thực hiện giao dịch bằng SVM. Vừa hoàn tất việc huy động vốn quy mô lớn, mạng chính sắp mở cửa cho các nhà phát triển.
Lớp 2 VM mô-đun
Mạng Layer 2 mô-đun được xây dựng trên OP Stack. Hỗ trợ sử dụng VM hiệu suất cao làm lớp thực thi, Ethereum hoặc Bitcoin làm lớp thanh toán, đạt được thực thi song song.
Kết luận
Các đổi mới về lớp thực thi như EVM song song cung cấp hướng quan trọng để nâng cao hiệu suất và khả năng mở rộng của blockchain. Sự phát triển của những công nghệ này sẽ thúc đẩy hệ sinh thái blockchain tiến triển hơn nữa, hỗ trợ nhiều trường hợp ứng dụng và nhóm người dùng rộng rãi hơn.