Công nghệ Máy ảo trong lĩnh vực Blockchain: Sự đổi mới và phát triển

Cơ sở và giới hạn của EVM

Máy ảo Ethereum ( EVM ) là cốt lõi của việc thực thi hợp đồng thông minh. Các nhà phát triển thường sử dụng các ngôn ngữ cấp cao như Solidity để viết hợp đồng, sau đó biên dịch chúng thành mã byte mà EVM có thể nhận diện. Quy trình này mặc dù tăng thêm một số chi phí, nhưng đã đơn giản hóa đáng kể quy trình phát triển. Một số kỹ sư dày dạn kinh nghiệm sẽ trực tiếp lập trình bằng mã hoạt động để đạt được hiệu suất tối đa và tiêu thụ gas tối thiểu.

EVM như một tiêu chuẩn ngành, cho phép hợp đồng thông minh có thể được triển khai trên nhiều mạng tương thích. Tuy nhiên, các cách triển khai EVM khác nhau có thể có sự khác biệt đáng kể. Ví dụ, khách hàng Geth của Ethereum và đội ngũ Ipsilon của Quỹ Ethereum lần lượt sử dụng Go và C++ để triển khai tiêu chuẩn EVM. Sự đa dạng này tạo ra khả năng tối ưu hóa hiệu suất và thực hiện tùy chỉnh.

Nhu cầu và thách thức của xử lý song song

Hệ thống Blockchain truyền thống thực hiện giao dịch theo thứ tự, giống như CPU đơn nhân. Phương pháp này mặc dù đơn giản, nhưng khó đáp ứng nhu cầu của một cơ sở người dùng quy mô lớn. Thực hiện song song có thể xử lý nhiều giao dịch cùng lúc, tăng đáng kể thông lượng, nhưng cũng mang lại những thách thức kỹ thuật như xung đột giao dịch đồng thời.

Đổi mới EVM song song

EVM song song đại diện cho một loạt các đổi mới tối ưu hóa lớp thực thi Blockchain. Lấy một số dự án làm ví dụ, những đổi mới chính bao gồm:

• Thực hiện giao dịch song song: áp dụng thuật toán thực hiện song song lạc quan, cho phép nhiều giao dịch được xử lý cùng một lúc.
• Hoãn thực hiện: Trong cơ chế đồng thuận, hoãn thực hiện giao dịch, tối đa hóa việc sử dụng thời gian khối.
• Cơ sở dữ liệu trạng thái tùy chỉnh: tối ưu hóa lưu trữ và truy cập trạng thái, nâng cao hiệu suất thực thi.
• Cơ chế đồng thuận hiệu suất cao: Cải tiến thuật toán đồng thuận, hỗ trợ các hoạt động phân tán quy mô lớn hiệu quả.

Thách thức và cân nhắc kỹ thuật

Các thách thức chính mà EVM song song phải đối mặt bao gồm:

• Xung đột trạng thái: Cần có cơ chế phát hiện và giải quyết xung đột được thiết kế cẩn thận.
• Bảo vệ sở hữu trí tuệ: Trong khi bảo vệ sự đổi mới, phải đối mặt với rủi ro bị các Blockchain khác hấp thụ.
• Tập trung hóa nút: Cần tìm kiếm sự cân bằng giữa phi tập trung, độ tin cậy và hiệu suất.

Cấu trúc sinh thái EVM song song

Hiện tại, hệ sinh thái EVM song song chủ yếu bao gồm ba loại:

1. Hỗ trợ thực thi song song của mạng Layer 1 tương thích EVM thông qua nâng cấp công nghệ
2. Thiết kế gốc hỗ trợ thực thi song song mạng Layer 1 tương thích EVM
3. Mạng Layer 2 sử dụng công nghệ thực thi song song không phải EVM

Dự án đại diện

• Một dự án: nhằm tối ưu hóa việc thực thi song song EVM và kiến trúc pipeline để giải quyết vấn đề khả năng mở rộng, mục tiêu là đạt 10,000 TPS.
• Một mạng: Nâng cấp từ mạng Layer 1 chuyên về giao dịch lên EVM song song hiệu suất cao, TPS tăng lên 12,500.
• Nền tảng nào đó: Tăng cường hiệu suất lớp thực thi thông qua kiến trúc máy ảo đôi EVM++.
• Một chuỗi: Mạng tương thích EVM được xây dựng trên Cosmos SDK, dự kiến sẽ giới thiệu công nghệ EVM song song.
• Một giải pháp: EVM song song trên Solana, hỗ trợ di chuyển ứng dụng Ethereum sang Solana chỉ bằng một cú nhấp.
• Một dự án: Đưa Máy ảo Solana (SVM) vào giải pháp Layer 2 của hệ sinh thái Ethereum.
• Một mạng: mạng Layer 2 VM mô-đun, hỗ trợ nhiều máy ảo hiệu suất cao.

Kết luận

Sự đổi mới trong các lớp thực thi như EVM song song đã cung cấp những khả năng mới để cải thiện hiệu suất của Blockchain. Sự phát triển của những công nghệ này sẽ thúc đẩy sự phát triển của hệ sinh thái Blockchain, hỗ trợ nhiều trường hợp ứng dụng hơn. Khi công nghệ ngày càng trưởng thành, chúng ta có thể kỳ vọng thấy những bước đột phá quan trọng trong khả năng mở rộng và hiệu quả của Blockchain.