Комплексная интерпретация параллельного EVM

1. Что такое параллельный EVM?

Параллельная виртуальная машина Ethereum (Parallel EVM) является модернизированной версией традиционной виртуальной машины Ethereum (EVM), которая увеличивает пропускную способность блокчейна путем обработки нескольких не конфликтующих транзакций одновременно, тем самым увеличивая скорость и эффективность обработки транзакций.

Виртуальная машина Ethereum (EVM) — это механизм консенсуса и исполнения сети Ethereum, отвечающий за обработку и выполнение транзакций. В традиционном EVM транзакции и смарт-контракты выполняются последовательно. Каждая транзакция должна обрабатываться поочередно, образуя линейный упорядоченный процесс. Несмотря на простоту этого метода, он может привести к возникновению узких мест, особенно при увеличении объемов транзакций. Каждая транзакция должна ждать своей очереди, что может увеличить время обработки, потенциально вызывая задержки и более высокие затраты (с точки зрения платы за газ). Parallel EVM значительно повышает пропускную способность и скорость выполнения блокчейна, обрабатывая несколько неконфликтующих транзакций одновременно. Например, если Боб хочет произвести обмен, Алиса хочет создать новый NFT, а Эрик хочет застейкать средства валидатору, эти транзакции могут обрабатываться одновременно, а не последовательно, что сокращает время и затраты на обработку транзакций. Эта возможность параллельной обработки позволяет блокчейну обрабатывать больше транзакций за более короткое время, решая проблемы перегрузки традиционных блокчейн-систем.

2. Как работает параллельный EVM?

В текущей архитектуре EVM наиболее детализированные операции чтения и записи sloadиsstore, которые используются для чтения и записи дерева состояний, соответственно. Поэтому обеспечение отсутствия конфликтов различных потоков при выполнении этих двух операций является прямой точкой входа для реализации параллельного/конкурентного EVM. Фактически, в Ethereum существует специальный тип транзакции, который включает в себя специальную структуру, называемую «списком доступа», который позволяет транзакциям нести адреса хранилища, которые они будут читать и изменять. Это предоставляет хорошую отправную точку для реализации планировщика на основе конкурентного подхода. В терминах системной реализации существуют три общих формы параллельного/конкурентного EVM:

1. Параллельная обработка на основе планировщика
   

• Список доступа: перед выполнением транзакций заранее определите адреса хранилища, которые будут прочитаны и изменены через список доступа. Список доступа содержит всю информацию о состоянии, необходимую для каждой транзакции.
• Алгоритм планирования: алгоритм планирования располагает транзакции на разных потоках на основе списка доступа, обеспечивая то, что транзакции, выполняемые одновременно, не обращаются к одному и тому же адресу хранилища, тем самым избегая конфликтов.
• Параллельное выполнение: Во время фактического выполнения несколько транзакций могут выполняться одновременно на разных потоках с помощью алгоритма планирования, обеспечивающего отсутствие взаимозависимостей или конфликтов между этими транзакциями.

1. Многопоточные экземпляры EVM
   

• Создание нескольких экземпляров EVM: Создание нескольких экземпляров EVM на узле, каждый из которых может работать независимо и обрабатывать транзакции.
• Распределение транзакций: Распределение транзакций для обработки в соответствии с определенной стратегией (например, хэш-значение, временная метка и т. д.) на различные экземпляры EVM.
• Параллельное выполнение: каждый экземпляр EVM выполняет назначенные ему транзакции в своем собственном потоке, при этом несколько экземпляров работают одновременно для достижения параллельной обработки.

1. Фрагментация на уровне системы
   

• Фрагментация данных: Разделение всего состояния блокчейна на несколько фрагментов, каждый из которых содержит часть глобальной информации о состоянии.
• Узлы фрагментов: Запуск нескольких узлов на каждом фрагменте, причем каждый узел отвечает за поддержку и обработку транзакций и состояний в пределах этого фрагмента.
• Cross-shard Communication: Обеспечение согласованности данных и глобального порядка транзакций между различными шардами с помощью протоколов межшардового взаимодействия. Межшардовое взаимодействие может быть реализовано с использованием механизмов передачи сообщений между шардами и блокировок между шардами.
• Параллельная обработка: Узлы в каждом осколке могут независимо обрабатывать транзакции в этом осколке, в то время как несколько осколков могут работать параллельно, что обеспечивает возможность параллельной обработки для всей системы.

3. Ведущие проекты

3.1 Monad: слой 1 с встроенным параллельным EVM

Monad - это проект блокчейна Layer 1, основанный на EVM, направленный на значительное увеличение масштабируемости блокчейна и скорости транзакций благодаря его уникальным технологическим возможностям. Monad обрабатывает до 10 000 транзакций в секунду и имеет блоковое время в одну секунду с мгновенной окончательностью. Высокая производительность достигается благодаря уникальному механизму консенсуса Monadbft и совместимости с Ethereum Virtual Machine (EVM). Применение параллельного EVM в Monad включает в себя:

1. Реализация параллельного выполнения

• Метод оптимистичного исполнения: Этот метод включает запуск последующих транзакций до завершения более ранних транзакций в блоке, что иногда приводит к неправильным результатам исполнения. Для решения этой проблемы Monad отслеживает используемые во время исполнения транзакции входы и сравнивает их с результатами предыдущих транзакций. При обнаружении расхождений транзакции должны быть повторно выполнены.
• Статический анализ кода: Monad использует статический анализатор кода для прогнозирования зависимостей между транзакциями во время выполнения, избегая неэффективного параллельного выполнения. В наилучшем случае Monad может предсказать множество зависимостей заранее; в худшем случае Monad будет использовать простой режим выполнения.

1. Механизм консенсуса Monadbft

• Эффективная коммуникация: Использование сопряженных подписей BLS решает проблемы масштабируемости, позволяя постепенно объединять подписи в одну общую подпись, доказывая, что сообщение было подписано общим открытым ключом.
• Гибридная схема подписи: подписи BLS используются только для агрегируемых типов сообщений (таких как голоса и таймауты), в то время как целостность и подлинность сообщений все еще обеспечивается подписями ECDSA.

1. Задержка выполнения

• Большая отказоустойчивость: поскольку выполнение должно лишь соответствовать скорости достижения консенсуса, этот метод более устойчив к изменениям в конкретных временах вычислений.
• Задержка корня Меркля: Чтобы обеспечить репликацию состояния машины, Monad включает задержку корня Меркля на d блоков в предложение блока. Это обеспечивает согласованность сети, даже при наличии ошибок выполнения узла или злонамеренных действий.

В настоящее время параллельный EVM Monad поддерживает обработку 10 000 транзакций в секунду со временем блока всего 1 секунду, используя механизм PoS для повышения безопасности сети и энергоэффективности. Ожидается, что основная сеть будет запущена в третьем квартале 2024 года. Официальный аккаунт Monad в Twitter собрал 283 000 подписчиков, возглавляя восторженное и активное сообщество. Сообщество Ethereum, в частности, кажется очень взволнованным предстоящим запуском Monad, позиционируя Monad для захвата раннего ажиотажа и принятия. Что касается предыстории проекта, Monad Labs завершила два раунда финансирования, в феврале 2023 года и апреле этого года. 9 апреля 2023 года они завершили раунд на сумму 225 миллионов долларов под руководством Paradigm с другими инвесторами, включая Electric Capital. В 2023 году они завершили посевной раунд в размере 19 миллионов долларов под руководством Dragonfly Capital при участии Placeholder Capital, Lemniscap, Shima Capital, Finality Capital и бизнес-ангелов Naval Ravikant, Cobie и Hasu.

Команда Monad имеет большой опыт, члены которой пришли из ведущих блокчейн-проектов и обладают надежным техническим опытом и финансовой поддержкой. Соучредитель и генеральный директор Monad Кеон Хон ранее возглавлял отдел высокочастотной торговли в Jump Trading. Окончил Массачусетский технологический институт. Другой соучредитель, Джеймс Хансакер, был старшим инженером-программистом в Jump Trading и окончил Университет Айовы. Кроме того, Юнис Джиарта является соучредителем и главным операционным директором Monad с большим опытом работы в традиционном финтехе. Ранее Юнис руководила командами разработчиков в отделе лицензирования платежей и инфраструктуры Shutterstock и создавала корпоративные торговые системы в Broadway Technology.

3.2 Сеть SEI: L1 с встроенным параллельным EVM, Версия V2 вводит параллельный EVM

Сеть SEI - это блокчейн уровня 1, ориентированный на инфраструктуру децентрализованных финансов (DeFi), в первую очередь акцентируя внимание на развитии ордер-буков. Приняв параллельный механизм EVM, сеть SEI осуществляет параллельное сопоставление ордеров, достигая высокой скорости, низких комиссий и специализированных функций для поддержки различных торговых приложений. Среднее время блока SEI составляет 0,46 секунды, с более чем 80 приложениями.

Применение параллельной EVM в сети SEI:

1. Интеллектуальная передача блоков и оптимистичная обработка блоков: Предоставление всех соответствующих хешей транзакций позволяет ускорить время обработки транзакций, снизить задержку и увеличить пропускную способность.
2. Двигатель сопоставления ордеров Native: В отличие от широко используемых систем автоматического построения рынка (AMM), SEI использует цепочку ордеров для сопоставления ордеров на покупку и продажу по определенным ценам. Все децентрализованные приложения (dApps) на основе Cosmos могут получить доступ к ордерной книге и ликвидности SEI.
3. Частые пакетные аукционы (FBA): Комбинирует транзакции в пакеты и выполняет ордера одновременно в каждом блоке, чтобы предотвратить фронтраннинг и MEV.

SEI Network уже выпустила свою собственную марку SEI. В экосистеме SEI Network токен SEI выполняет различные функции, включая:

1. Размер комиссии: Токены SEI используются для оплаты комиссий за транзакции в сети SEI. Эти сборы служат стимулом для валидаторов и помогают обеспечить безопасность сети.
2. Стейкинг: Пользователи могут ставить токены SEI, чтобы заработать награды и усилить общую безопасность сети SEI.
3. Управление: держатели токенов SEI имеют возможность активно участвовать в управлении сетью SEI. Это участие включает голосование по предложениям и выбор валидаторов.

Общий объем токенов SEI составляет 10 миллиардов, из которых 51% выделены для сообщества SEI. Из них 48% зарезервированы для резервов экосистемы, вознаграждения за стейкинг и вклады, валидаторов и разработчиков. Еще 3% (300 миллионов SEI) предназначены для первого сезона раздач воздушных монет, а остальные доли распределены между частными инвесторами, фондом и командой SEI.

По состоянию на 30 мая цена токенов SEI составляет 0,5049 доллара, а рыночная капитализация составляет 1 476 952 630 долларов, занимая 63-е место в таблице лидеров криптовалюты. Объем торгов за 24 часа составляет 78 970 605 долларов США, что указывает на высокую активность рынка. Текущий TVL (Total Value Locked) SEI Network составляет 18 миллионов, с общим объемом финансирования около 55 миллионов долларов и FDV (полностью разводненная оценка) в размере 8,2 миллиарда долларов. Официальный аккаунт в Twitter насчитывает 666 000 подписчиков. Соучредитель SEI Network Джефф Фэн окончил Калифорнийский университет в Беркли. До прихода в венчурный капитал Coatue Management он три года работал банкиром по инвестициям в сфере технологий в Goldman Sachs. Другой соучредитель, Джайендра, окончил Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе и был стажером по разработке программного обеспечения в Facebook.

3.3 Эклипс: Золотая середина, Введение SVM в экосистему Ethereum как L2

Eclipse - это оптимистичное решение Layer 2 следующего поколения на основе Ethereum, управляемое виртуальной машиной Solana (SVM). Интегрируя SVM в Ethereum, оно объединяет расчеты Ethereum, выполнение виртуальной машины Solana, доступность данных Celestia и доказательства нулевого знания RISC Zero, создавая высокопараллельную среду выполнения, позволяющую одновременно выполнять несколько операций. Это увеличивает пропускную способность и эффективность сети, уменьшая перегрузки и транзакционные издержки. С такой структурой Eclipse стремится улучшить масштабируемость и пользовательский опыт dApps.

Основные особенности Eclipse:

1. Высокая производительность транзакций: Eclipse использует технологии SVM и параллельного выполнения для достижения очень высоких возможностей обработки транзакций, поддерживая одновременную обработку тысяч транзакций.

2. Мгновенная окончательность: благодаря механизму консенсуса с конвейерной обработкой достигается мгновенное завершение и окончательность транзакций в каждом блоке.

3. Совместимость с Ethereum: Eclipse полностью совместим с Виртуальной машиной Ethereum (EVM), что позволяет разработчикам легко переносить существующие приложения Ethereum в Eclipse.

4. Доступность данных: путем использования решений по доступности данных Celestia обеспечивается высокая пропускная способность при сохранении безопасности и проверяемости данных.

5. Доказательства нулевого знания: принятие технологии RISC Zero для реализации доказательств нулевого знания, повышение эффективности и безопасности системы.

Применение параллельного EVM в Eclipse

Eclipse интегрирует Solana Virtual Machine (SVM) для достижения параллельного EVM, что значительно повышает скорость и эффективность обработки транзакций.

1. Параллельное выполнение：

• Технический принцип: Eclipse использует Sealevel runtime от SVM, что позволяет выполнять транзакции с не перекрывающимися состояниями параллельно, а не последовательно.
• Реализация: Путем явного описания всех состояний, которые каждая транзакция будет читать или записывать во время выполнения, SVM может обрабатывать транзакции, не взаимодействующие с перекрывающимися состояниями параллельно, что значительно увеличивает пропускную способность.

1. Совместимость с Ethereum：

• Интеграция Neon EVM: Чтобы достичь совместимости с EVM, Eclipse интегрирует Neon EVM. Это позволяет основной сети Eclipse поддерживать байткод Ethereum и Ethereum JSON-RPC.
• Локальный рынок комиссий: каждый экземпляр Neon EVM имеет свой собственный локальный рынок комиссий, позволяя приложениям развертывать свои контракты и наслаждаться всеми преимуществами цепочки приложений, не нарушая пользовательский опыт, безопасность или ликвидность.

1. Модульный дизайн Rollup:

• Инфраструктурный уровень: Eclipse нацелен на то, чтобы стать инфраструктурным уровнем для экосистемы уровня 3, обеспечивая высокую производительность и масштабируемость через специфические для dApp уровня 3 роллапы.
• Логика дизайна: Просто говоря, выполнение транзакции происходит в SVM Solana, в то время как расчет транзакции остается на Ethereum.

Что касается предыстории проекта, то в сентябре 2022 года Eclipse завершила раунд финансирования в размере 15 миллионов долларов с инвесторами, включая Polychain, Polygon Ventures, Tribe Capital, Infinity Ventures Crypto и CoinList. Кроме того, 11 марта этого года компания завершила раунд финансирования серии А на сумму 50 миллионов долларов, возглавляемый Placeholder и Hack VC, в результате чего общий объем финансирования составил 65 миллионов долларов. Соучредитель и генеральный директор Eclipse Нил Сомани имеет опыт работы с такими компаниями, как Airbnb, Two Sigma и Oasis Labs, в то время как главный бизнес-директор Виджай ранее занимал должность руководителя по развитию бизнеса в Uniswap и команде dYdX.

4. Вызов

1. Соревнование данных и конфликты чтения-записи: В параллельной среде обработки разные потоки, одновременно читающие и изменяющие одни и те же данные, могут привести к конкуренции данных и конфликтам чтения-записи. В такой ситуации требуются сложные технические решения для обеспечения согласованности данных и операций без конфликтов.

2. Техническая совместимость: Новые методы параллельной обработки должны быть совместимы с существующими стандартами Виртуальной Машины Ethereum (EVM) и кодом смарт-контрактов. Для обеспечения этой совместимости разработчикам необходимо изучить и использовать новые инструменты и методы для полного использования преимуществ параллельной EVM.

3. Адаптивность экосистемы: Пользователям и разработчикам необходимо адаптироваться к новым режимам взаимодействия и характеристикам производительности, приносимым параллельной обработкой, что требует от участников всей экосистемы достаточного понимания и адаптивности к новой технологии.

4. Увеличение сложности системы: Параллельный EVM требует эффективной сетевой коммуникации для поддержки синхронизации данных, что увеличивает сложность системного проектирования. Интеллектуальное управление и распределение вычислительных ресурсов также является важной задачей для обеспечения эффективного использования ресурсов во время параллельной обработки.

5. Безопасность: Уязвимости безопасности в параллельной среде выполнения могут быть усилены, поскольку одна проблема безопасности может повлиять на несколько одновременно выполняющихся транзакций. Поэтому требуются более строгие аудиты безопасности и тестовые процессы для обеспечения безопасности системы.

5. Перспективы будущего

1. Повышение масштабируемости и эффективности блокчейна: Параллельная EVM значительно увеличивает пропускную способность и скорость обработки блокчейна, выполняя транзакции одновременно на нескольких процессорах, преодолевая ограничения традиционной последовательной обработки. Это значительно улучшит масштабируемость и эффективность блокчейн сетей.

2. Способствуя широкому принятию и развитию технологии блокчейн: Несмотря на технические проблемы, параллельная EVM имеет большой потенциал для значительного улучшения производительности блокчейн и опыта пользователей. Успешная реализация и широкое принятие способствуют распространению и развитию технологии блокчейн.

3. Технологические инновации и оптимизация: разработка параллельной EVM будет сопровождаться непрерывными технологическими инновациями и оптимизацией, включая более эффективные алгоритмы параллельной обработки, более умное управление ресурсами и более безопасные среды выполнения. Эти инновации дальше улучшат производительность и надежность параллельной EVM.

4. Поддержка более разнообразных и сложных приложений: Параллельный EVM может поддерживать более сложные и разнообразные децентрализованные приложения (dApps), особенно в сценариях, требующих высокой частоты транзакций и низкой задержки, таких как децентрализованное финансирование (DeFi), игры и управление цепочками поставок.

Ссылка:https://www.coinlive.com/news/comprehensive-interpretation-of-parallel-evm-project-overview-and-future-prospectshttps://medium.com/alibertaysolak/what-is-parallel-evm-70451db5f327

заявление:

1. Эта статья воспроизводится из [чайная цепочка], авторские права принадлежат оригинальному автору [Официант в чайхане], если у вас есть возражения против публикации, пожалуйста, свяжитесь с Gate Learnкоманда, и команда обработает это как можно скорее в соответствии с соответствующими процедурами.

2. Отказ от ответственности: Взгляды и мнения, выраженные в этой статье, представляют только личные взгляды автора и не являются инвестиционными советами.

3. Другие языковые версии статьи переведены командой Gate Learn и не упоминаются в Gate.io, переведенная статья не может быть воспроизведена, распространена или использована в качестве источника.