Inovação e desenvolvimento da tecnologia de Máquina virtual no campo da Blockchain

A base e as limitações da EVM

A Máquina virtual Ethereum ( EVM ) é o núcleo da execução de contratos inteligentes. Os desenvolvedores geralmente usam linguagens de alto nível como Solidity para escrever contratos, que são então compilados em bytecode reconhecível pela EVM. Este processo, embora adicione um certo custo, simplifica muito o fluxo de desenvolvimento. Alguns engenheiros experientes programam diretamente com códigos de operação, para alcançar a máxima eficiência e o menor consumo de gás.

EVM como padrão da indústria permite que contratos inteligentes sejam implantados em várias redes compatíveis. No entanto, diferentes implementações do EVM podem ter diferenças significativas. Por exemplo, o cliente Geth do Ethereum e a equipe Ipsilon da Fundação Ethereum implementaram o padrão EVM usando Go e C++, respectivamente. Essa diversidade oferece possibilidades para otimização de desempenho e implementações personalizadas.

Necessidades e Desafios do Processamento Paralelo

Os sistemas de Blockchain tradicionais executam transações em sequência, semelhante a uma CPU de núcleo único. Embora este método seja simples, é difícil atender às necessidades de uma base de usuários em grande escala. A execução em paralelo pode processar várias transações ao mesmo tempo, aumentando significativamente a taxa de transferência, mas também traz desafios de engenharia, como conflitos de transações concorrentes.

Inovação do EVM Paralelo

A EVM paralela representa uma série de inovações que otimizam a camada de execução do Blockchain. Tomando certos projetos como exemplo, suas inovações chave incluem:

• Execução de transações em paralelo: utiliza um algoritmo de execução paralela otimista, permitindo que várias transações sejam processadas simultaneamente.
• Execução atrasada: adiar a execução de transações no mecanismo de consenso, maximizando a utilização do tempo do bloco.
• Base de dados de estado personalizável: otimizar o armazenamento e o acesso ao estado, aumentando a eficiência da execução.
• Mecanismo de consenso de alto desempenho: melhorar o algoritmo de consenso, suportar operações distribuídas em larga escala de forma eficiente.

Desafios e Considerações Técnicas

Os principais desafios que o EVM paralelo enfrenta incluem:

• Conflito de estado: mecanismo de detecção e resolução de conflitos que requer um design cuidadoso.
• Proteção da propriedade intelectual: ao proteger a inovação, enfrenta o risco de ser absorvido por outras blockchains.
• Centralização de nós: é necessário buscar um equilíbrio entre descentralização, nível de confiança e desempenho.

Ecossistema do EVM em paralelo

Atualmente, o ecossistema EVM paralelo inclui principalmente três categorias:

1. Suporte para execução paralela em redes Layer 1 compatíveis com EVM através de atualizações tecnológicas
2. Rede Layer 1 compatível com EVM que suporta execução paralela de design nativo
3. Rede Layer 2 que utiliza tecnologia de execução paralela não EVM

Projetos representativos

• Certo projeto: visa resolver problemas de escalabilidade através da otimização da execução paralela do EVM e da arquitetura de pipeline, com o objetivo de alcançar 10.000 TPS.
• Certo rede: de uma rede Layer 1 focada em negociações para uma EVM paralela de alto desempenho, com TPS elevado para 12.500.
• Uma plataforma: melhora o desempenho da camada de execução através da arquitetura de dupla máquina virtual EVM++.
• Alguma cadeia: uma rede compatível com EVM construída com o Cosmos SDK, planejando introduzir tecnologia EVM paralela.
• Uma solução: EVM paralela na Solana, suportando a migração de aplicações Ethereum para a Solana com um único clique.
• Certo projeto: introduzir a Máquina virtual Solana (SVM) na solução Layer 2 do ecossistema Ethereum.
• Certo rede: rede Layer 2 modular VM, suporta várias máquinas virtuais de alto desempenho.

Conclusão

Inovações nas camadas de execução como EVM paralela oferecem novas possibilidades para melhorar o desempenho do Blockchain. O desenvolvimento dessas tecnologias impulsionará o ecossistema Blockchain para um avanço adicional, apoiando uma gama mais ampla de cenários de aplicação. À medida que a tecnologia continua a amadurecer, esperamos ver grandes avanços em escalabilidade e eficiência no Blockchain.