Discussão sobre a tecnologia e ecossistema EVM paralelo

EVM e Solidity

O desenvolvimento de contratos inteligentes é uma habilidade básica para engenheiros de blockchain. Os desenvolvedores costumam usar linguagens de alto nível como Solidity para escrever a lógica dos contratos, mas a EVM não consegue interpretar esses códigos diretamente. É necessário compilá-los em códigos de operação de baixo nível ou bytecode que possam ser executados pela máquina virtual. Embora existam ferramentas que podem automatizar essa conversão, entender o processo de compilação subjacente é muito útil para aumentar a eficiência.

Engenheiros experientes podem programar diretamente em Solidity usando códigos de operação para maximizar a eficiência e reduzir os custos de gás. Por exemplo, um conhecido protocolo de negociação de NFT usa amplamente a montagem inline para minimizar as despesas de gás dos usuários.

Diferenças de desempenho do EVM

O EVM, como "camada de execução", é o local onde os códigos de operação dos contratos inteligentes são executados finalmente. O bytecode definido pelo EVM tornou-se um padrão da indústria, permitindo que os desenvolvedores implementem contratos de forma eficiente em várias redes compatíveis.

Apesar de seguirem o mesmo padrão de bytecode, diferentes implementações do EVM podem apresentar diferenças significativas em desempenho. Por exemplo, um cliente Ethereum implementa o EVM em Go, enquanto outra equipe da Ethereum Foundation mantém a versão em C++. Essa diversidade oferece espaço para otimização de engenharia e implementações personalizadas.

Tecnologia EVM Paralela

Historicamente, a comunidade de blockchain tem se concentrado principalmente na inovação de algoritmos de consenso, e alguns projetos conhecidos atraíram mais atenção por seu mecanismo de consenso do que pela camada de execução. No entanto, blockchains de alto desempenho precisam inovar tanto na camada de consenso quanto na camada de execução.

Blockchains EVM que apenas otimizam o algoritmo de consenso frequentemente necessitam de nós mais poderosos para melhorar o desempenho. Por exemplo, uma conhecida smart chain, sob um limite de 2000 TPS de gas, requer uma configuração várias vezes superior à de um nó completo do Ethereum para processar blocos. Outra rede que afirma suportar 1000 TPS, frequentemente tem um desempenho abaixo do esperado.

requisitos de processamento paralelo

A maioria dos sistemas de blockchain executa transações em sequência, semelhante a uma CPU de núcleo único. Esta abordagem é simples, mas difícil de suportar uma escala de usuários em nível da Internet. Máquinas virtuais paralelas permitem processar várias transações simultaneamente, aumentando significativamente a taxa de transferência.

A execução paralela traz desafios de engenharia, como lidar com transações concorrentes que escrevem no mesmo contrato. Novos mecanismos são necessários para resolver esses conflitos. A execução paralela de contratos não relacionados pode aumentar a throughput proporcionalmente ao número de threads.

Inovação EVM paralela

A EVM paralela representa uma série de inovações para otimizar a camada de execução da blockchain. Tomando um projeto como exemplo, suas inovações chave incluem:

• Execução de transações em paralelo: utiliza um algoritmo de execução otimista em paralelo, permitindo que múltiplas transações sejam processadas simultaneamente.
• Execução atrasada: adiar a execução da transação para um canal independente, maximizando a utilização do tempo de bloco.
• Base de dados de estado personalizado: armazena diretamente a árvore Merkle no SSD, otimizando o acesso ao estado.
• Mecanismo de consenso de alto desempenho: melhoria do consenso HotStuff, suportando centenas de nós globais em sincronia.

Desafios técnicos

A execução paralela introduziu potenciais conflitos de estado, exigindo mecanismos de deteção e resolução de conflitos. As equipas geralmente precisam redesenhar a base de dados de estados e desenvolver algoritmos de consenso compatíveis.

Os principais desafios incluem a captura de valor de engenharia a longo prazo do Ethereum e a centralização dos nós. O rápido desenvolvimento do ecossistema será a chave para manter a vantagem competitiva.

Estrutura EVM Paralela

Atualmente, as redes EVM paralelas podem ser divididas em três categorias:

1. Suporte à execução paralela através da atualização da rede Layer 1 compatível com EVM.
2. Uma rede Layer 1 compatível com EVM que utiliza execução paralela desde o início do design
3. Redes Layer 2 que utilizam tecnologia de execução paralela não EVM

Projetos Representativos

um projeto EVM paralelo líder

Este projeto visa resolver problemas de escalabilidade otimizando a execução paralela da EVM, com o objetivo de atingir 10.000 TPS. Recentemente, foi concluído um grande financiamento, com uma avaliação de 3 bilhões de dólares. A equipe fundadora é proveniente de uma conhecida empresa de negociação quantitativa. A rede de testes interna já foi lançada e está planejada para ser aberta ao público dentro de alguns meses.

Rede focada em negociações

Originalmente uma rede Layer 1 focada em transações, recentemente foi atualizada para um EVM paralelo de alto desempenho, com TPS elevado para 12.500. A testnet do EVM paralelo já está online, suportando a migração com um clique de aplicações EVM. A mainnet deverá ser lançada ainda este ano.

um projeto de camada de execução melhorada de máquina virtual dual

Aumentar o desempenho da blockchain EVM através da construção do EVM++ (EVM + WASM). A equipe principal vem de um conhecido projeto de blockchain. A rede de testes pública já está online e o programa de incentivos ecossistêmicos já foi lançado.

uma solução compatível com Solana EVM

Construir EVM paralelo na rede Solana, suportando desenvolvedores Solidity para implantações com um clique na Solana. Encapsular transações EVM como transações Solana, com TPS superior a 2.000.

Um projeto que introduz SVM no Ethereum

Solução Rollup Layer 2 baseada na máquina virtual Solana. Liquidação na Ethereum, usando ETH como gás, mas a camada de execução roda no ambiente SVM. Recentemente completou um financiamento de 50 milhões de dólares, com a mainnet prestes a ser aberta aos desenvolvedores.

uma rede VM Layer 2 modular

Construído com base na OP Stack, suporta o uso de Ethereum ou Bitcoin como camada de liquidação, a camada de execução pode utilizar Aptos VM, Solana VM, entre outros, para execução paralela.

Conclusão

Soluções inovadoras como EVM paralelo oferecem promessas para melhorar o desempenho e a escalabilidade da blockchain. O desenvolvimento e a implementação dessas tecnologias impulsionarão o progresso e a aplicação do ecossistema blockchain, moldando o futuro deste campo.