Tinjauan Pengembangan Teknologi EVM Paralel: Dari Layer1 Berperforma Tinggi hingga Eksplorasi Proyek Baru

EVM: Komponen Inti Ethereum

EVM adalah inti dari Ethereum, bertanggung jawab untuk menjalankan kontrak pintar dan memproses transaksi. Ini adalah mesin komputasi yang menyediakan abstraksi untuk komputasi dan penyimpanan, mirip dengan Java Virtual Machine. EVM menjalankan set instruksi bytecode-nya sendiri, biasanya dikompilasi dari Solidity.

EVM adalah mesin status yang hampir Turing lengkap. "Hampir" karena semua langkah eksekusi akan menghabiskan sumber daya Gas yang terbatas, sehingga setiap eksekusi kontrak pintar yang diberikan akan dibatasi dalam langkah-langkah perhitungan yang terbatas, menghindari kemungkinan loop tak terbatas yang dapat menyebabkan seluruh platform Ethereum berhenti.

EVM tidak memiliki fungsi penjadwalan, modul eksekusi Ethereum mengambil transaksi dari blok, EVM bertanggung jawab untuk mengeksekusi secara berurutan. Selama proses eksekusi, status dunia terbaru akan dimodifikasi, setelah eksekusi satu transaksi selesai, status akan ditambahkan hingga mencapai status dunia terbaru setelah blok selesai. Eksekusi blok berikutnya sangat bergantung pada status dunia setelah eksekusi blok sebelumnya, sehingga proses eksekusi transaksi Ethereum yang linier tidak dapat dioptimalkan untuk eksekusi paralel dengan baik.

Dalam arti ini, protokol Ethereum menetapkan bahwa transaksi dieksekusi sesuai urutan. Meskipun eksekusi berurutan memastikan bahwa transaksi dan kontrak pintar dapat dieksekusi dalam urutan yang pasti, menjamin keamanan, tetapi dalam menghadapi beban tinggi, hal ini dapat menyebabkan kemacetan dan keterlambatan jaringan, inilah sebabnya mengapa Ethereum memiliki batasan kinerja yang besar dan memerlukan perluasan Layer2 Rollup.

EVM Paralel: Teknik Pertukaran Jantung Layer1 Berkinerja Tinggi

Jalan Paralel Layer1 Berkinerja Tinggi

Sebagian besar Layer 1 berkinerja tinggi merancang solusi optimasi mereka sendiri berdasarkan kekurangan Ethereum yang tidak dapat memproses secara paralel. Di sini kita hanya membahas optimasi lapisan eksekusi, yaitu mesin virtual dan eksekusi paralel.

Mesin Virtual

EVM dirancang sebagai mesin virtual 256-bit, yang bertujuan untuk lebih mudah dalam menangani algoritma hash Ethereum, yang secara jelas menghasilkan output 256-bit. Namun, komputer yang menjalankan EVM perlu memetakan byte 256-bit ke arsitektur lokal untuk mengeksekusi kontrak pintar, sehingga membuat seluruh sistem menjadi sangat tidak efisien dan tidak praktis. Oleh karena itu, dari sisi pemilihan mesin virtual, Layer1 berkinerja tinggi lebih banyak menggunakan mesin virtual berbasis WASM, eBPF bytecode, atau Move bytecode, bukan EVM.

WASM adalah format bytecode yang kecil, cepat dimuat, portabel, dan berbasis mekanisme keamanan sandbox, di mana pengembang dapat menggunakan berbagai bahasa pemrograman untuk menulis kontrak pintar, kemudian mengompilasinya menjadi bytecode WASM dan mengeksekusinya. WASM telah diterima sebagai standar oleh banyak proyek blockchain, termasuk EOS, Dfinity, Polkadot, dan Ethereum di masa depan juga akan mengintegrasikan WASM, sehingga memastikan bahwa lapisan eksekusi Ethereum lebih efisien dan sederhana, cocok sebagai platform komputasi terdesentralisasi yang sepenuhnya.

eBPF berasal dari BPF, yang awalnya digunakan untuk penyaringan paket data jaringan secara efisien, kemudian berevolusi menjadi eBPF, yang menyediakan kumpulan instruksi yang lebih kaya, memungkinkan intervensi dan modifikasi perilaku kernel sistem operasi secara dinamis tanpa mengubah kode sumber. Kemudian teknologi ini keluar dari kernel dan berkembang menjadi runtime eBPF di ruang pengguna, yang memiliki kinerja tinggi, keamanan, dan portabilitas. Kontrak pintar yang dieksekusi di suatu blockchain akan dikompilasi menjadi SBF( berbasis eBPF) bytecode dan dijalankan di jaringan blockchain tersebut.

Move adalah bahasa pemrograman kontrak pintar yang baru, yang menekankan fleksibilitas, keamanan, dan dapat diverifikasi. Bahasa Move dirancang untuk mengatasi masalah keamanan dalam aset dan transaksi, sehingga aset dan transaksi dapat didefinisikan dan dikendalikan secara ketat. Verifikator bytecode Move adalah alat analisis statis yang menganalisis bytecode Move dan menentukan apakah mematuhi aturan keamanan tipe, memori, dan sumber daya yang diperlukan, tanpa perlu diimplementasikan pada tingkat kontrak pintar dan diperiksa pada saat runtime. Beberapa blockchain baru yang muncul mewarisi Move, atau menulis kontrak pintarnya menggunakan versi kustom mereka sendiri.

EVM Paralel: Teknik Perubahan Hati Layer1 Berperforma Tinggi

Eksekusi Paralel

Eksekusi paralel dalam blockchain berarti memproses transaksi yang tidak terkait secara bersamaan. Menganggap transaksi yang tidak terkait sebagai peristiwa yang saling mempengaruhi. Misalnya, jika dua orang memperdagangkan token di platform perdagangan yang berbeda, transaksi mereka dapat diproses secara bersamaan. Namun, jika mereka memperdagangkan di platform yang sama, mungkin perlu mengeksekusi transaksi dalam urutan tertentu.

Tantangan utama dalam mencapai eksekusi paralel adalah menentukan transaksi mana yang tidak saling terkait, mana yang independen, sebagian besar Layer1 berkinerja tinggi bergantung pada dua metode: metode akses status dan model paralel optimis.

Metode akses status memerlukan pengetahuan sebelumnya tentang bagian mana dari status blockchain yang dapat diakses oleh setiap transaksi, sehingga dapat menganalisis transaksi mana yang independen.

Dalam beberapa blockchain publik, kontrak pintar ( adalah tanpa status, karena mereka tidak dapat mengakses status yang ada selama seluruh proses transaksi. Untuk mengakses atau mempertahankan status, program perlu menggunakan akun. Setiap transaksi harus menentukan akun mana yang akan diakses selama pelaksanaan transaksi, sehingga runtime pemrosesan transaksi dapat menjadwalkan transaksi yang tidak tumpang tindih untuk dieksekusi secara paralel, sambil menjamin konsistensi data.

Dalam beberapa blockchain publik, setiap kontrak pintar adalah modul yang terdiri dari definisi fungsi dan struktur. Struktur diinstansiasi dalam fungsi dan dapat diteruskan ke modul lain melalui pemanggilan fungsi. Instans struktur yang disimpan saat runtime berfungsi sebagai objek, dan ada tiga jenis objek yang berbeda, yaitu objek pemilik, objek bersama, dan objek yang tidak dapat diubah. Strategi paralelisasi mirip dengan blockchain publik yang disebutkan sebelumnya, transaksi juga perlu menentukan objek mana yang akan dioperasikan.

Model paralel optimis beroperasi di bawah asumsi bahwa semua transaksi adalah independen, hanya memverifikasi kembali asumsi ini secara retrospektif dan melakukan penyesuaian jika diperlukan.

Beberapa blockchain menggunakan metode perangkat lunak transaksi memori Block-STM) untuk menerapkan eksekusi paralel optimis. Dalam Block-STM, transaksi pertama-tama disusun dalam blok sesuai dengan urutan tertentu, kemudian dibagi di antara berbagai thread pemrosesan untuk dieksekusi secara bersamaan. Saat memproses transaksi ini, sistem melacak lokasi memori yang diubah oleh setiap transaksi. Setelah setiap putaran pemrosesan, sistem memeriksa semua hasil transaksi. Jika ditemukan bahwa suatu transaksi mengenai lokasi memori yang diubah oleh transaksi sebelumnya, maka hasilnya akan dihapus dan dijalankan kembali. Proses ini terus berlanjut sampai setiap transaksi dalam blok selesai diproses.

EVM Paralel: Teknik Pertukaran Jantung Layer1 Berperforma Tinggi

EVM Paralel

EVM paralel telah dibahas sejak tahun 2021, pada saat itu merujuk pada EVM yang mendukung pemrosesan beberapa transaksi secara bersamaan, bertujuan untuk meningkatkan kinerja dan efisiensi EVM yang ada. Contoh solusi termasuk EVM paralel yang diimplementasikan oleh suatu platform berdasarkan Block-STM, serta EVM paralel yang dikembangkan bersama oleh beberapa blockchain publik.

Namun, pada akhir tahun 2023, orang-orang terkenal di industri secara bersamaan menyebutkan EVM paralel saat memproyeksikan tren tahun 2024, yang memicu gelombang adopsi teknologi eksekusi paralel EVM yang kompatibel Layer1, termasuk Monand dan Sei.

Saat ini, beberapa solusi EVM kompatibel di blockchain publik, Layer2 Rollup SVM Ethereum, Layer2 Rollup mesin virtual Move Ethereum, dan Layer1 lapisan eksekusi modular semuanya telah diberi label EVM paralel, membuat orang bingung.

Hanya tiga kategori berikut yang dapat didefinisikan sebagai EVM paralel yang rasional:

  1. Tidak ada peningkatan eksekusi paralel untuk Layer1 yang kompatibel dengan EVM tanpa menggunakan teknologi eksekusi paralel;

  2. Layer1 yang kompatibel dengan EVM yang menggunakan teknologi eksekusi paralel;

  3. Solusi EVM yang kompatibel Layer 1 non-EVM yang menggunakan teknologi eksekusi paralel.

Beberapa Layer 1 yang kompatibel dengan EVM yang mainstream sudah tidak perlu dibahas lagi, di sini saya akan memperkenalkan beberapa proyek baru.

Paralel EVM: Teknik Pergantian Jantung Layer1 yang Berkinerja Tinggi

Monad adalah Layer1 berperforma tinggi yang kompatibel dengan EVM dan menggunakan mekanisme PoS, bertujuan untuk secara signifikan meningkatkan skalabilitas dan kecepatan transaksi melalui eksekusi paralel. Monad memungkinkan eksekusi transaksi secara paralel dalam blok untuk meningkatkan efisiensi. Ia menggunakan model paralel optimis, mulai mengeksekusi transaksi baru sebelum eksekusi langkah sebelumnya selesai. Untuk menangani hasil yang tidak benar, Monad melacak input/output dan mengeksekusi ulang transaksi yang tidak konsisten. Penganalisis kode statis dapat memprediksi ketergantungan, menghindari paralelitas yang tidak valid, dan kembali ke mode sederhana saat tidak pasti. Eksekusi paralel ini meningkatkan throughput, sekaligus mengurangi kemungkinan kegagalan transaksi.

Sei adalah Layer1 yang dikembangkan berdasarkan Cosmos SDK, dirancang khusus untuk DeFI sebagai blockchain publik. Sei V2 adalah upgrade besar-besaran dari jaringan Sei, bertujuan untuk menjadi EVM yang sepenuhnya paralel pertama. Seperti Monad, Sei V2 akan menggunakan paralelisasi optimis. Ini memungkinkan blockchain untuk mengeksekusi transaksi secara bersamaan, tanpa perlu pengembang mendefinisikan ketergantungan apa pun. Ketika terjadi konflik, blockchain akan melacak setiap bagian penyimpanan yang disentuh oleh transaksi dan menjalankan kembali transaksi tersebut secara berurutan. Proses ini akan terus berlanjut secara rekursif hingga semua konflik yang belum terpecahkan diselesaikan.

EVM Paralel: Teknik Pertukaran Jantung Layer1 Berkinerja Tinggi

Artela adalah jaringan blockchain yang dapat diskalakan, memungkinkan pengembang membangun aplikasi terdesentralisasi yang kaya fitur. EVM++ yang diluncurkan oleh Artela mewakili EVM paralel dengan skalabilitas tinggi + kinerja tinggi, yang diimplementasikan dalam dua fase. Fase pertama akan dirancang di sekitar eksekusi paralel, yang berdasarkan eksekusi paralel, menjamin skalabilitas kekuatan komputasi node jaringan melalui komputasi elastis, dan akhirnya mewujudkan ruang blok elastis. Dalam eksekusi paralel, transaksi akan dikelompokkan berdasarkan analisis konflik ketergantungan transaksi untuk mendukung eksekusi paralel.

Solusi EVM yang kompatibel di suatu blockchain publik adalah solusi untuk menjalankan transaksi EVM di atas blockchain tersebut. EVM ini sebenarnya adalah sebuah kontrak pintar di blockchain publik, di mana kontrak ini mengimplementasikan sebuah interpreter EVM yang dikompilasi menjadi bytecode SBF. Di dalam EVM ini, diterapkan satu set model transaksi dan model akun Ethereum, pengguna hanya perlu membayar biaya GAS EVM untuk mengirim transaksi. Biaya jaringan blockchain publik dibayar oleh Proxy. Blockchain publik mewajibkan transaksi untuk memberikan daftar akun, termasuk transaksi yang dibungkus, sehingga tanggung jawab Proxy termasuk menghasilkan daftar akun ini, sekaligus memperoleh kemampuan eksekusi transaksi paralel di blockchain publik.

Proyek lain yang mirip dengan menjalankan EVM sebagai kontrak pintar untuk mencapai kompatibilitas EVM juga ada, secara teoritis beberapa blockchain baru yang muncul juga dapat menggunakan skema ini untuk mencapai kompatibilitas EVM yang tidak invasif, dan ada tim yang sedang mengerjakan hal ini. Proyek ini adalah kerangka modular yang digunakan untuk membangun dan menerapkan infrastruktur, aplikasi, dan blockchain berbasis Move dalam lingkungan terdistribusi mana pun. Modulnya dapat dengan mulus mengonversi opcode EVM menjadi opcode Move, yang berarti proyek Solidity dapat memanfaatkan kinerja dan keuntungan keamanan Move, tanpa perlu menulis satu baris kode Move.

Kompatibilitas EVM memungkinkan pengembang untuk dengan mudah memigrasikan aplikasi Ethereum mereka ke blockchain, tanpa perlu melakukan modifikasi besar-besaran, yang merupakan arah yang baik untuk membangun ekosistem.

Paralel EVM: Bedah Jantung Layer1 Berkinerja Tinggi

Ringkasan

Teknologi paralel dalam blockchain sudah menjadi topik yang umum dibicarakan, narasi ini muncul kembali dari waktu ke waktu, namun saat ini sebagian besar adalah transformasi dan tiruan dari model eksekusi optimis yang diwakili oleh mekanisme Block-STM milik Aptos, tanpa terobosan substansial, sehingga ketertarikan sulit untuk berlanjut.

Melihat ke depan, akan ada lebih banyak proyek Layer1 baru yang muncul untuk bersaing dengan EVM secara paralel, dan untuk beberapa Layer1 lama juga akan ada peningkatan paralel EVM atau solusi kompatibilitas EVM. Dua arah tersebut memiliki tujuan yang sama, dan akan lahir lebih banyak narasi baru terkait peningkatan kinerja.

Namun dibandingkan dengan narasi EVM berperforma tinggi, blockchain dapat berkembang dengan beragam, munculnya narasi seperti WASM, SVM, dan Move VM mungkin lebih layak untuk dinantikan.

EVM Paralel: Operasi Jantung Layer1 Berperforma Tinggi

ETH4.22%
MOVE2.5%
Lihat Asli
Halaman ini mungkin berisi konten pihak ketiga, yang disediakan untuk tujuan informasi saja (bukan pernyataan/jaminan) dan tidak boleh dianggap sebagai dukungan terhadap pandangannya oleh Gate, atau sebagai nasihat keuangan atau profesional. Lihat Penafian untuk detailnya.
  • Hadiah
  • 5
  • Bagikan
Komentar
0/400
MysteriousZhangvip
· 11jam yang lalu
Tidak mengerti, tetapi mengerti Gas mahal
Lihat AsliBalas0
RugDocScientistvip
· 13jam yang lalu
Biaya Gas cukup mahal, tidak peduli apakah itu akurat atau tidak.
Lihat AsliBalas0
MeaninglessApevip
· 08-01 20:45
Sudah berbicara tentang EVM lagi, tidak lelah?
Lihat AsliBalas0
DaoResearchervip
· 08-01 20:36
Mengacu pada buku kuning ETH bagian 2.3, tingkat coupling dari state machine dalam mode Singleton perlu diverifikasi.
Lihat AsliBalas0
ProveMyZKvip
· 08-01 20:34
Gas kok naik lagi
Lihat AsliBalas0
  • Sematkan
Perdagangkan Kripto Di Mana Saja Kapan Saja
qrCode
Pindai untuk mengunduh aplikasi Gate
Komunitas
Bahasa Indonesia
  • 简体中文
  • English
  • Tiếng Việt
  • 繁體中文
  • Español
  • Русский
  • Français (Afrique)
  • Português (Portugal)
  • Bahasa Indonesia
  • 日本語
  • بالعربية
  • Українська
  • Português (Brasil)