Вступ до Artela

Artela - це розширювана мережа блокчейну Layer-1, побудована для розробників з можливістю створення модульних, функціонально насичених, масштабованих та налаштовуваних додатків в середовищі, сумісному з EVM. Artela просуває рішення під назвою «EVM++», де «++» означає, що Artela прорве обмеження EVM як з точки зору масштабованості, так і розширюваності, надаючи розробникам більше можливостей для ланцюжкового використання.

EVM став стандартним фреймворком для розробки децентралізованих додатків (dApps) та широко приймається на різних ланцюжках смарт-контрактів, які відомі як ланцюжки, сумісні з EVM. Проте, віртуальні машини, подібні до EVM, оптимізовані для конкретних випадків використання, що може обмежити гнучкість розробників у дизайні додатків. Наприклад, EVM надає перевагу безпеці та доступності, спрямовуючись на стабільність мережі. Розширення функціональності EVM вимагає схвалення через процес Покращення Ethereum (EIP), який керується Фондом Ethereum. Цей процес, який може займати багато часу, сповільнює темпи інновацій, обмежуючи можливість розробників вільно модифікувати або створювати певні компоненти на користувацькому рівні.

Розробники, які намагаються обійти ці обмеження, вдаються до створення ланцюжків, специфічних для додатків (ланцюжки додатків), щоб розширити функціональні можливості. Хоча цей підхід дозволяє більшу настроюваність, розробники не лише стикаються з вищими витратами на розробку та експлуатацію, але й втрачають у зв'язку на ланцюжку. Хоча інші альтернативи, такі як MoveVM та FuelVM, мають на меті надати кращі віртуальні машини (ВМ) ніж EVM, перехід на ці платформи може вимагати витрат для розробників, звиклих до середовища EVM. Крім того, досягнення такого ж рівня зрілості екосистеми, як у EVM, може зайняти значний час через втрату взаємодії з існуючими інструментами розробника та застосунками, побудованими на основі EVM, які наразі накопичують більшість зафіксованої ліквідності.

Artela має на меті розширити функціональність EVM, вирішуючи його поточні обмеження в плані налаштуваності без необхідності додаткам декомпромісно працювати на фрагментованих ланцюжках додатків. Представляючи 'Аспектне програмування', Artela дозволяє розробникам створювати вбудовані розширення або 'Аспекти', що виконують індивідуальний код в середовищі виконання WebAssembly (WASM). Використовуючи WASM для розширення EVM, розробники можуть створювати практичні додатки, не жертвуючи продуктивністю та перевагами перебування на EVM.

Крім того, Artela вирішує проблеми продуктивності, властиві EVM, впроваджуючи паралельне виконання, сприяючи одночасній обробці кількох транзакцій. Це значно покращує пропускну здатність та масштабованість, особливо під час періодів пікового використання. Розробники отримують переваги від цієї функції, оскільки вона оптимізує використання ресурсів та покращує швидкість транзакцій. Крім того, Artela пом'якшує мережеву затори з Elastic Block Space, дозволяючи великомасштабним додаткам підписуватися на незалежні блочні простори, тим самим пом'якшуючи вплив заторів, забезпечуючи масштабованість без необхідності в додатку.

Тепер, коли ми визначили виклики, які вирішує Artela через свої технічні рішення, стаття підуть глибше в ці аспекти.

Artela Реалізує Нативні Розширення З Використанням Рішення EVM+WASM

Що таке розширення?

Розширення - це програмний модуль, який розширює або покращує функціональні можливості додатків. У контексті операційних систем загальні операційні системи розрізняють режим ядра та режим користувача, при цьому користувацькі програми зазвичай працюють в режимі користувача, використовуючи функціональні можливості, що надаються програмами в режимі ядра. Однак Mac OS X дозволяє розробникам додатків автономно розгортати програми в режим ядра для розширення функціональності ядра, без необхідності, щоб команда ядра MacOS X ізолювала функціональності на основі загальних потреб розробників. Основні механізми, надані Mac OS X, - це «Розширення ядра» та «Системні розширення». Ці два типи розширень дозволяють розробникам розробляти розширення ядра під певними режимами безпеки, використовуючи функціональності із підвищеними привілеями для розробки функцій, які чисті користувацькі програми не можуть досягти.

Функціональність додатків через призму гачків Uniswap v4

Подібно до того, як Mac OS X розширює функціональність програми за допомогою розширень ядра, Uniswap v4 вводить функцію хука, яка розширює функціональність програми Uniswap. Hooks надає розробникам можливість додавати індивідуальні функції на певних етапах у торгових пулах. Ця функціональність значно підвищує операційну гнучкість і свободу, надаючи розробникам можливість виконувати такі дії, як встановлення лімітних ордерів у ланцюжку до початку торгів, стягнення комісій за транзакції свопу та зняття ліквідності, а також дозволяє власникам LP отримувати додатковий дохід від MEV. Впровадження функції хуків розширює сферу можливостей у торгових пулах, сприяючи створенню індивідуальних розширень для задоволення різноманітних потреб користувачів.

Незважаючи на потенціал функцій Uniswap v4, вони ще не були повністю операціоналізовані. Хоча хуки дозволяють настроювану функціональність, темпи інновацій все ще обмежені обмеженнями Ethereum Virtual Machine (EVM). Повертаючись до прикладу «ядра» та «користувача», щоб подальше розширити його можливості, розробники повинні чекати на оновлення через процес покращення Ethereum Improvement Proposal, за яким стежить Ethereum Foundation.

Розширення Artela’s Native

Інспірована архітектурою системи Mac OS X команда Artela запропонувала, що окрім підтримки 'розумних контрактів' на протоколі блокчейну, Аспекти, які подібні до ядрових розширень, є вбудованими розширеннями на блокчейні Artela. Ось як Аспект може розширювати функціональність для EVM:

1. Він має дозволи на доступ до базового рівня API та може бути складним зі смарт-контрактами та іншими аспектами.
2. Його код виконується за допомогою WASM, створюючи середовище виконання, яке на порядок ефективніше, ніж у випадку EVM.
3. Його виконання безпечно ізольоване, не впливаючи на безпеку та стабільність блокчейну.
4. Щодо управління, воно не здійснюється ядром команди, але командою застосунків для розгортання та обслуговування.

Використовуючи Аспекти, розробники програм можуть налаштувати базові функціональності, які їм потрібні для їх додатків, не чекаючи, коли основна команда їх інкапсулює. Завдяки його складності, розробники програм можуть використовувати попередньо побудовані Аспекти для створення функціонально багатого додатка на Artela. Команда Artela узагальнює цей парадигму як парадигму Native Extension.

Крім того, оскільки Aspects може отримати доступ до API системного рівня на базовому рівні, він може інтегрувати фундаментальні функції, такі як функціональність автоматизації, не покладаючись на третю сторону, таку як Chainlink. Ця розширюваність мережі знижує довіру та компроміси щодо витрат, пов'язані із залученням сторонніх постачальників послуг до мережі. Використання стороннього сервісу, такого як мережа зберігання автоматизації, для виконання ончейн-завдань створює додаткові витрати для користувачів і знижує довіру через залежність від зовнішньої сторони. Aspects може забезпечувати функціональність автоматизації, де WASM може бути запущений під час виконання транзакції або блоку, тоді як Aspect може бути запрограмований на виконання заздалегідь визначених завдань на певній висоті блоку. Поширюючи цю функціональність безпосередньо на базовий рівень, збір цінності протікає безпосередньо через блокчейн, оскільки з'являється більше запитів на газ.

Функціональність автоматизації - лише один приклад практичних застосувань програмування Aspect від Artela. Її рішення EVM+WASM в кінцевому підсилює функціональність додатків через WASM, зберігаючи композиційність з EVM.

Artela надає розробникам великі можливості налаштування як для додаткового рівня dApps, так і для базової продуктивності блокчейну.

Налаштування функціональності:

Розумний контракт + Нативний розширення = Функціональний додаток

У Artela логіка додатків може бути розділена на дві частини (основний бізнес та покращені функції):

1. Смарт-контракти в першу чергу відповідальні за обробку основної бізнес-логіки додатка, такої як логіка транзакцій, кредитування або голосування.
2. Aspect відповідає за функціонал, який не безпосередньо впливає на основну бізнес-логіку, але може покращити інші атрибути додатків (додаткові функції). Aspect доповнює смарт-контракти, а не заміщає їх.

Цей механізм означає, що Artela має два рівні виконання, які працюють синхронно. EVM працює як ЦП, обробляючи основну логіку контракту, тоді як Aspects, що працюють на віртуальній машині WASM, є схожими на ГПП, обробляючи розширені функціональності, не змінюючи стану смарт-контрактів. Як EVM, так і Aspects працюють на тих самих вузлах та механізмі консенсусу, тому немає додаткових припущень щодо довіри, і вони мають однаковий рівень безпеки.

Повертаючись до нашого початкового введення Uniswap V4, схоже на механізм Hook в Uniswap V4, Артела's Aspects дозволяють активувати на кількох точках життєвого циклу обробки блоку та транзакції. Крюки в Artela називаються Join Points, а виконавчий код Hook називається Aspect, динамічно вставляючи функціональності на різних Join Points.

Оптимізація можливостей додатків через WASM Runtime

Artela використовує спеціальне середовище виконання WASM, спеціально створене для виконання Aspects. Він пропонує кілька практичних переваг для розширення можливостей додатків. По-перше, він забезпечує ефективне виконання складної логіки та обчислень завдяки оптимізації продуктивності та низькорівневому представленню коду. За допомогою WASM Aspects дозволяє розробникам створювати програми без шкоди для продуктивності, що важливо для забезпечення масштабованості та швидкості реагування децентралізованих додатків. Крім того, підтримка WASM кількох мов програмування та його модульна конструкція забезпечують розробникам гнучкість та простоту інтеграції з існуючими екосистемами програмного забезпечення. З огляду на розвиток і підтримку з боку таких технологічних гігантів, як Google, Mozilla і Apple, WASM отримав широке поширення і популярність, що призвело до створення багатої екосистеми інструментів і ресурсів для розробників.

Паралельне виконання: Збільшення масштабованості мережі

Artela використовує паралельне виконання як рішення для масштабованості, щоб зменшити мережеву затримку та підвищити пропускну здатність. Artela аналізує транзакції, щоб визначити, які можуть бути оброблені одночасно без втручання один в одного. Організовуючи ці сумісні транзакції у групи, Artela може виконувати кілька наборів одночасно, значно збільшуючи обсяг та кількість транзакцій, які можуть бути оброблені за певний період. Цей підхід відрізняється від послідовного виконання Ethereum, де кожну транзакцію обробляють одна за одною, що може призвести до заторів, особливо під час періодів великого трафіку.

Паралельне виконання усуває потребу у транзакціях чекати продовжені строки підтвердження або платити занадто великі комісії за пріоритет транзакцій. Коротший час підтвердження сприяє швидкій остаточності транзакцій та користується низькою латентністю, яка є важливою для додатків, чутливих до затримок, таких як ігри або аукціони. Наприклад, додатки, як League of Legends, популярна мультиплеєрна онлайн-гра битви арени (MOBA), вимагають низької латентності для точного відображення підсекундних введень гравців. Так само висока пропускна спроможність транзакцій є важливою для платформ рівня підприємства, що дозволяє головним фінансовим мережам, таким як Visa та Mastercard, обробляти тисячі транзакцій за секунду.

Ethereum, включення паралельної обробки в найближчий термін, схоже, малоймовірне, оскільки він фокусується на стратегії rollup. Однак потенціал паралельної обробки в екосистемі EVM існує, проекти типу Monad та Eclipse досліджують паралельну обробку. Так само, Sei V2 прагне поєднати можливості паралельного виконання з сумісністю EVM, дозволяючи контрактам Ethereum без змін переносити на Sei. Цей підхід дублює стратегію Artela щодо покращення масштабованості, забезпечуючи сумісність з EVM.

Інтеграція Artela паралельної обробки та аспекти представляє стратегічне поліпшення її інфраструктури. Це вирішує поточні вимоги до масштабованості та ефективності, пропонуючи розробникам гнучку рамку. Ця рамка дозволяє створювати децентралізовані додатки, які можуть відповідати вимогам різних використань, таких як динамічні геймінгові середовища та фінансові послуги великого обсягу.

Масштабованість з еластичним блоком простору

Коли протокол росте в мережі Артела, він може підписатися на Еластичний Блок-простір, щоб впоратися з ростом користувачів і пропускною здатністю протоколу. Еластичний Блок-простір пропонує незалежний блок-простір для додатків з високими вимогами до пропускної здатності транзакцій, дозволяючи їм масштабуватися зі своїм ростом. У суті, блок-простір визначає обсяг даних, який блокчейн може зберігати в кожному блоку, прямо впливаючи на пропускну здатність транзакцій. Коли додатки зазнають вибуху в попиті на транзакції, підписка на еластичний блок-простір стає корисною для ефективної обробки збільшеного навантаження без впливу на основний блокчейн.

Прикладом для розуміння важливості блок-простору та його впливу на вартість транзакцій може бути запуск NFT Otherside Yuga Labs, що призвів до різкого зростання цін на газ (до 500 гвей). Загальна витрата газу на транзакції Ethereum під час цього події склала 225 мільйонів доларів США. Попит на блок-простір значно перевищив наявний обсяг пропозиції. Це означає, що користувачі, які отримують доступ до інших додатків на Ethereum, також мусили стикатися з такими ж високими комісіями за газ, незважаючи на те, що тільки один додаток перегружав мережу.

Це можливо збільшити кількість транзакцій на блок на Ethereum, але ми вже знаємо, що оновлення EVM потребує тривалого процесу EIP та часу на розробку. Крім того, мережа Ethereum усвідомлено забезпечує, що апаратні вимоги до обчислень залишаються доступними для більшості учасників. Таким чином, якщо обсяг даних на блоку збільшується, вимоги до зберігання та обчислень для валідаторів також збільшаться, що створить вищі бар'єри входу та потенційно підірве децентралізовану етику Ethereum.

Solana вирішує це виклик з відмітним рішенням - впровадженням "місцевих" ринків комісій. Під час дій, таких як стрибок у транзакціях обміну або випуск NFT, транзакції, пов'язані з конкретною діяльністю, зіштовхуються зі збільшенням комісій. Наприклад, під час випуску NFT емітент NFT швидко вичерпає обмеження обчислювальних одиниць (CU) на рахунок. Додаткові транзакції повинні піднімати пріоритетні комісії, щоб знаходитися в обмеженому просторі цього рахунку. Цей підхід запобігає будь-якій окремій діяльності монополізувати рідкісний блок-простір, обмежуючи тимчасові підвищення комісій та зменшуючи загальний затор в мережі.

Artela вдосконалює концепцію локалізованих ринків комісій, як це видно в Solana, дозволяючи dApps забезпечувати додатковий простір для блоків для передбачення попиту на транзакції, таким чином запобігаючи стрибкам комісій і перевантаженню всієї мережі. Такий підхід не тільки пом'якшує негативні наслідки раптових стрибків попиту, але й забезпечує стабільні транзакційні витрати та ефективність мережі. Надаючи dApps механізм для масштабування свого блокового простору у відповідь на прогнозований попит, Elastic Block Space від Artela дозволяє протоколам обробляти високошвидкісне зростання користувачів протоколу та пропускної здатності. Забігаючи наперед, можна побачити Аспект, який полегшує ринок блокового простору, де команди dApp можуть купувати та продавати блоковий простір. Цей маркетплейс може запропонувати пакети, які є більш економічно ефективними або зручними для dApps, потенційно включаючи варіанти знижок при купівлі блокового простору заздалегідь, подібно до енергетичних ринків.

Використання

Криптовалютний ринок переживає прорив, із зростанням вимог користувачів до функціональності продуктів на ланцюжку. Обмеження програмованості на ланцюжку стають все більш суттєвими, а сектори такі, як безпека DeFi, криптоШІ, та повністю онлайн-ігри підкреслюють попит на розширеність програмування. Artela має унікальні переваги та інноваційний потенціал в ШІ, повністю онлайн-іграх, безпеці DeFi та інших галузях. У нього є потенціал подолати виклики, які важко досягти для чистих блокчейнів EVM.

Запобігання використанню через аспекти

Один конкретний використовувальний випадок для Aspect - це запобігання хаків у розумних контрактах за допомогою виконання Aspects в конкретних точках з'єднання транзакції. Aspects відстежують та відслідковують стек викликів, встановлюють правила контролю ризику, які можуть виявити дубльовані виклики, що свідчать про потенційний атаку на відвідуваність. Якщо атака виявляється, аспекти можуть скасувати зловмисну транзакцію, ефективно припинивши атаку та запобігаючи будь-яким втратам коштів.

Це малоймовірно буде реалізовано в нативному смарт-контракті, оскільки Solidity не може отримати повний контекст транзакції, включаючи зміни стану та стек викликів. Навіть якщо були надані дані для такого виявлення, пов'язані витрати на газ зробили б це неможливим.

Використання аспектів для розгортання подібних стратегій безпеки значно підвищує стандарти безпеки блокчейну. У міру того, як технологія блокчейн набуває все більшого поширення і стає платформою для масштабних фінансових транзакцій, ми також очікуємо, що Aspects може відігравати певну роль у розробці логіки управління ризиками на рівні підприємства, яка є ончейн. З поточними рішеннями, орієнтованими на інструменти управління ризиками поза мережею, це пов'язано з невід'ємними ризиками, такими як залежність від зовнішніх організацій, таких як оракули або сторонні сервіси, введення залежностей довіри. Забезпечуючи більш надійний ончейн-підхід до безпеки та управління ризиками, Aspects прокладає шлях для великих установ розглядати технологію блокчейн як життєздатний компонент своєї технологічної інфраструктури, тим самим розширюючи впровадження та корисність технології блокчейн у більш поширених і критично важливих додатках.

Повністю гральна ланцюга

Технічні рішення Artela вибрані таким чином, щоб підтримувати розробку та хостинг повністю он-чейн ігор на своєму блокчейні. Повністю он-чейн ігри можуть скористатися гнучкістю аспектів та продуктивністю блокчейну Artela. Це може призвести до інноваційного гейм-дизайну, який використовує вроджені характеристики блокчейну - взаємодіючість та незмінність.

Цікавим використанням Aspects є створення масової багатокористувацької онлайн-гри (MMO), яка має постійне світове середовище. Інспіровані традиційними MMO, такими як Eve Online, які зібрали 50 мільйонів гравців, продемонстрували попит на гравцем зумовлені наративи та економіки в пісочницях. Повністю онлайн-ігри можуть піти далі, вбудовуючи кожну дію гравця та їх наслідки безпосередньо в блокчейн.

Проте, з урахуванням можливостей налаштування та обмежень обробки транзакцій, властивих EVM, багато студій блокчейн-ігор приймають підходи, які або тримають свою логіку гри цілком поза ланцюжком, включаючи складові на ланцюжку, такі як NFT або токени, або приймають гібридну модель на ланцюжку/поза ланцюжком. Для оптимізації розробки повністю на ланцюжку гри потрібні два ключові фактори: (1) можливості включення розширених функцій у логіку гри та (2) забезпечення низької латентності для надання безшовного користувацького досвіду.

Повертаючись до прикладу з постійними світами, Aspects може автоматизувати зміни стану гри, викликані діями гравця. Візьмемо багатокористувацьку онлайн-гру, де дії гравця викликають зміни на ігровій карті або в оточенні. Це вимагає, щоб стан гри автоматично оновлювався через заздалегідь визначені проміжки часу. Проблема полягає в тому, що для досягнення цієї мети обчислювальний попит може стати непрактичним. Використання віртуальної машини WASM компанією Artela ефективно долає обчислювальні обмеження, властиві EVM. Делегуючи певну логіку та оновлення стану WASM, EVM може зосередитися на простіших функціях, таких як передача NFT та токенів. Ця ефективність дозволяє постійним ончейн-світам автономно виконувати пакетні обчислення та оновлення без шкоди для ігрового процесу чи швидкості транзакцій. В результаті продуктивного характеру середовища виконання WASM, це відкриває можливість для більшої кількості жанрів повністю ончейн-ігор, які вимагають низької затримки.

Штучний інтелект

Технології штучного інтелекту та блокчейну мають багатообіцяючу синергію, зокрема у підвищенні безпеки та прозорості даних. Машинне навчання з нульовим розголошенням (zkML) застосовує доведення з нульовим розголошенням до машинного навчання, дозволяючи перевіряти обчислення або прогнози без розкриття базових даних або деталей моделі. Як підкреслює Віталік Бутерін, «криптографічні гаджети, особливо загального призначення, такі як ZK-SNARK і MPC, мають високі накладні витрати». Modulus Labs також ілюструє цю проблему, вказуючи на те, що процеси zkML більш ніж у тисячу разів ресурсомісткі, ніж прямі обчислення, тоді як середній час генерації доказів за допомогою RISC Zero становить 173 секунди. Подібно до Risc Zero, Artela може використовувати WASM для збільшення швидкості виконання складних алгоритмів машинного навчання та управління великими наборами даних. Незважаючи на ці досягнення, визнається, що навіть з оптимізацією WASM середній час генерації доказів залишається значним, а пов'язані з цим витрати продовжують ставити під сумнів доцільність розгортання zkML як конкурентоспроможного рішення.

Проте Артела вводить інноваційну концепцію, яку він називає "Різноманітні аспекти", щоб вирішити ці обмеження. Різноманітний аспект використовує різноманіття обчислювальних ресурсів та доступу до мережі для потенційного оптимізації виконання криптографічних операцій, таких як ті, що використовуються в zkML. Шляхом забезпечення більш ефективного розподілу та обробки цих обчислювально вимогливих завдань Різноманітні аспекти можуть значно зменшити накладні витрати, пов'язані з доказами відсутності знань та MPC.

Незважаючи на те, що гетерогенний аспект - це нове поняття, його потенціал покращити ефективність обчислень zkML та знизити бар'єри для впровадження свідчить про перспективний шлях для інтеграції моделей ШШ на блокчейн-платформах, тим самим підвищуючи доступність та життєздатність цих технологій для широкого спектру використання.

Висновок

У підсумку, Artela надає розробникам платформу, сприятливу для швидкого інноваційного та адаптивного розвитку блокчейну. Його включення нативних розширень та програмування Aspect дозволяє йому подолати обмеження EVM, сприяючи широкому спектру практичних застосувань. Виконання Aspects через WASM надає високу продуктивність та розширюваність, що є конкурентоспроможним рішенням, порівняним з app-ланцюжками, дозволяючи при цьому доступ до додатків та інструментів на базі EVM. Більше того, композабельність Aspects спрощує розробку дApp, надаючи розробникам доступ до бібліотеки передбачуваних функцій та можливість створення нових функцій на рівні базового рівня, що наслідує функціонал сторонніх постачальників послуг в одному додатку. З урахуванням цих практичних переваг, ми передбачаємо значний зріст екосистеми розробників Artela.

Artela зібрала понад $6 мільйонів на початковому етапі фінансування, очоливши Shima Capital, з участю Aves Lair, A&T Capital, Big Brain Holdings, SevenX Ventures, Dispersion Capital, Amino Capital та інших.

Особлива подяка команді Artela за їх безцінні ідеї та внесок до статті. Щоб дізнатися більше про Artela, натисніть тут.

Про логово Авеса

Логово Авес: Глобальний венчурний капітал з екосистемою, де об'єднуються візіонери, першопрохідні стартапи, лідери галузі, вчені та інвестори, щоб відкрити нову хвилю інновацій у галузі Web3.

Disclaimer：

1. Ця стаття перепечатана з [ aveslair] , Всі авторські права належать оригінальному автору [Еван Сю、Philipp Hamer]. Якщо є зауваження до цього перепублікування, будь ласка, звертайтеся до Gate Learnкоманда, і вони невідкладно займуться цим.
2. Відповідальність за відмову: Погляди та думки, висловлені в цій статті, є виключно тими автора і не становлять жодної інвестиційної поради.
3. Переклади статті на інші мови виконуються командою Gate Learn. Якщо не зазначено інше, копіювання, поширення або плагіат перекладених статей заборонені.