Discusión sobre la tecnología y el ecosistema EVM en paralelo

EVM y Solidity

El desarrollo de contratos inteligentes es una habilidad básica para los ingenieros de blockchain. Los desarrolladores suelen utilizar lenguajes de alto nivel como Solidity para escribir la lógica del contrato, pero la EVM no puede interpretar directamente este código. Es necesario compilarlo en operaciones de bajo nivel o en bytecode que sean ejecutables por la máquina virtual. Aunque existen herramientas que pueden completar automáticamente esta conversión, comprender el proceso de compilación subyacente es muy útil para mejorar la eficiencia.

Los ingenieros experimentados pueden programar directamente en Solidity utilizando códigos de operación para maximizar la eficiencia y reducir los costos de gas. Por ejemplo, un conocido protocolo de intercambio de NFT utiliza en gran medida ensamblador en línea para minimizar los gastos de gas de los usuarios.

Diferencias de rendimiento de EVM

EVM como "capa de ejecución", es el lugar donde se ejecutan finalmente los códigos de operación de los contratos inteligentes. El bytecode definido por EVM se ha convertido en un estándar de la industria, permitiendo a los desarrolladores implementar contratos de manera eficiente en múltiples redes compatibles.

A pesar de seguir el mismo estándar de código de bytes, diferentes implementaciones de EVM pueden tener diferencias significativas en rendimiento. Por ejemplo, un cliente de Ethereum implementa EVM en el lenguaje Go, mientras que otro equipo de la Fundación Ethereum mantiene una versión en C++. Esta diversidad proporciona espacio para la optimización de ingeniería y la implementación personalizada.

Tecnología EVM en paralelo

Históricamente, la comunidad de blockchain se ha centrado principalmente en la innovación de algoritmos de consenso, y algunos proyectos reconocidos han recibido más atención por su mecanismo de consenso que por la capa de ejecución. Sin embargo, las blockchains de alto rendimiento necesitan innovar tanto en la capa de consenso como en la capa de ejecución.

Las blockchains EVM que solo optimizan el algoritmo de consenso a menudo requieren nodos más potentes para mejorar el rendimiento. Por ejemplo, una conocida cadena inteligente, bajo un límite de gas de 2000 TPS, necesita configuraciones varias veces superiores a las de un nodo completo de Ethereum para procesar bloques. Otra red que afirma soportar 1000 TPS, a menudo no cumple con las expectativas en rendimiento.

requerimientos de procesamiento en paralelo

La mayoría de los sistemas de blockchain ejecutan transacciones en orden, similar a una CPU de un solo núcleo. Este enfoque es simple pero difícil de soportar a una escala de usuarios a nivel de Internet. Las máquinas virtuales en paralelo permiten procesar múltiples transacciones simultáneamente, lo que aumenta significativamente el rendimiento.

La ejecución en paralelo presenta desafíos de ingeniería, como el manejo de transacciones concurrentes que escriben en el mismo contrato. Se necesitan nuevos mecanismos para resolver estos conflictos. La ejecución paralela de contratos no relacionados puede aumentar el rendimiento en proporción al número de hilos.

Innovación EVM paralela

La EVM en paralelo representa una serie de innovaciones que optimizan la capa de ejecución de la blockchain. Tomando como ejemplo un proyecto en particular, sus innovaciones clave incluyen:

• Ejecución de transacciones en paralelo: utiliza un algoritmo de ejecución paralela optimista que permite que múltiples transacciones se procesen simultáneamente.
• Ejecución con retraso: posponer la ejecución de la transacción a un canal independiente, maximizando el uso del tiempo de bloque.
• Base de datos de estado personalizada: almacena directamente el árbol de Merkle en SSD, optimizando el acceso al estado.
• Mecanismo de consenso de alto rendimiento: mejora del consenso HotStuff, que admite la sincronización de cientos de nodos globales.

desafíos técnicos

La ejecución paralela introduce conflictos de estado potenciales, lo que requiere mecanismos de detección y resolución de conflictos. Los equipos a menudo necesitan rediseñar la base de datos de estado y desarrollar algoritmos de consenso compatibles.

Los principales desafíos incluyen la captura del valor de ingeniería a largo plazo de Ethereum y la centralización de nodos. El rápido desarrollo del ecosistema será clave para mantener una ventaja competitiva.

Patrón EVM paralelo

Las redes EVM en paralelo actuales se pueden dividir en tres categorías:

1. Actualizar para soportar la ejecución paralela en una red Layer 1 compatible con EVM
2. Red Layer 1 compatible con EVM que utiliza ejecución paralela desde el diseño inicial
3. Redes de Layer 2 que utilizan tecnología de ejecución paralela no EVM

Proyectos representativos

un proyecto EVM paralelo líder

El proyecto tiene como objetivo resolver el problema de escalabilidad optimizando la ejecución paralela de EVM, con una meta de alcanzar 10,000 TPS. Recientemente se completó una gran financiación, alcanzando una valoración de 3 mil millones de dólares. El equipo fundador proviene de una reconocida empresa de trading cuantitativo. La red de pruebas interna ya se ha iniciado y se planea abrir al público en unos meses.

Red de enfoque en transacciones

Inicialmente era una red Layer 1 centrada en el trading, recientemente se ha actualizado completamente a un EVM de alto rendimiento en paralelo, aumentando el TPS a 12,500. La red de prueba del EVM en paralelo ya está en línea, soportando la migración de aplicaciones EVM con un solo clic. Se espera que la red principal esté en línea este año.

Un proyecto de capa de ejecución mejorada de doble máquina virtual

Mejorar el rendimiento de la cadena de bloques EVM construyendo EVM++ (EVM + WASM). El equipo central proviene de un conocido proyecto de blockchain. La red de prueba pública ya está en línea y se ha lanzado un plan de incentivos ecológicos.

una solución compatible con Solana EVM

Construir EVM paralelo en la red Solana, soportando a desarrolladores de Solidity para implementar con un solo clic en Solana. Encapsular transacciones EVM como transacciones ejecutadas en Solana, con TPS superior a 2,000.

Un proyecto que introduce SVM en Ethereum

Solución de Rollup Layer 2 basada en la máquina virtual de Solana. Se liquida en Ethereum, utilizando ETH como gas, pero la capa de ejecución opera en un entorno SVM. Recientemente se completó una financiación de 50 millones de dólares, y la mainnet estará disponible para los desarrolladores pronto.

una red de VM Layer 2 modular

Construido sobre OP Stack, admite el uso de Ethereum o Bitcoin como capa de liquidación, y la capa de ejecución puede utilizar Aptos VM, Solana VM, etc. para ejecución paralela.

Conclusión

Las innovaciones como EVM en paralelo ofrecen soluciones prometedoras para mejorar el rendimiento y la escalabilidad de la blockchain. El desarrollo e implementación de estas tecnologías impulsará el avance y la aplicación del ecosistema blockchain, moldeando el futuro de este campo.