深入探讨并行EVM及其生态系统

EVM概述

智能合约开发是区块链工程师的基本技能。开发人员通常使用Solidity等高级语言编写合约逻辑。然而,EVM无法直接解释Solidity代码,需要将其编译成虚拟机可执行的低级操作码。虽然这一过程会产生一些开销,但熟悉低级编码的工程师可以直接在Solidity中使用操作码来优化性能,降低gas成本。

EVM作为"执行层",是编译后的智能合约操作码最终执行的地方。EVM定义的字节码已成为行业标准,实现EVM兼容性可以让开发者轻松地在多个网络上部署智能合约。尽管遵循相同的字节码标准,不同的EVM实现可能存在显著差异。例如,以太坊的Geth客户端使用Go语言实现EVM,而以太坊基金会的团队则维护着一个C++版本的实现。

并行EVM技术

历史上,区块链领域的创新主要集中在共识算法上。然而,高性能区块链不仅需要创新的共识机制,还需要优化的执行层。仅仅改进共识算法的EVM区块链往往需要更强大的硬件来支持性能提升。

并行处理的需求

传统区块链系统按顺序执行交易,类似于单核CPU的工作方式。这种方法虽然简单,但难以满足大规模用户基础的需求。并行虚拟机允许同时处理多笔交易,可以大幅提高吞吐量。然而,并行执行也带来了新的工程挑战,如处理并发交易对同一智能合约的写入冲突。

并行EVM的创新

并行EVM代表了一系列旨在优化区块链执行层的创新。以某项目为例,其关键创新包括:

• 并行交易执行:采用乐观并行执行算法,允许多个交易同时处理。

• 延迟执行:在共识机制中,节点先就交易顺序达成共识,而不立即执行交易。

• 自定义状态数据库:通过直接将Merkle树存储在SSD上来优化状态存储和访问。

• 高性能共识机制:改进的共识算法支持数百个全球分布节点之间的高效同步。

挑战与考量

并行EVM面临的主要挑战包括:

1. 技术挑战:并行执行引入了潜在的状态冲突,需要精心设计的冲突检测和解决机制。

2. 长期价值捕获:创新可能被其他区块链项目吸收,快速的生态系统发展成为保持竞争优势的关键。

3. 节点去中心化:高性能区块链需要在无许可、无需信任的操作和性能需求之间取得平衡。

并行EVM项目概览

目前,并行EVM生态系统主要包括三类项目:

1. 通过技术升级支持并行执行的EVM兼容Layer 1网络
2. 从设计之初就采用并行执行技术的EVM兼容Layer 1网络
3. 采用非EVM并行执行技术的Layer 2网络

代表性项目

某并行EVM项目

该项目旨在通过优化EVM并行执行和流水线架构解决传统EVM的可扩展性问题,目标是达到10,000 TPS。项目已完成大规模融资,创始团队成员来自知名金融科技公司。内部测试网已启动,公开测试网即将推出。

某EVM网络升级项目

该项目最初是一个专注于交易的Layer 1网络,现已宣布全面升级为高性能并行EVM,将TPS提高到12,500。测试网已上线,支持EVM应用的一键迁移。主网预计今年上半年上线。

某双虚拟机项目

该项目通过构建EVM++ (EVM + WASM)来提升EVM区块链性能和网络执行效率。公测网已上线,生态系统激励计划已启动。

某Solana EVM兼容性解决方案

这是首个Solana EVM兼容性解决方案,支持Solidity和Vyper开发者一键部署DApp到Solana网络。它将EVM类交易封装为Solana交易执行,TPS超过2,000。

某SVM引入以太坊项目

这是一个由Solana虚拟机(SVM)支持的Rollup Layer 2解决方案。它在以太坊上结算交易数据,但执行层在SVM环境中运行。项目已完成大规模融资,主网即将向开发者开放。

某模块化VM Layer 2项目

该项目是一个模块化VM Layer 2网络,旨在将高性能虚拟机引入现有的以太坊和比特币Layer 2网络。它支持使用以太坊或比特币作为结算层,执行层可使用多种虚拟机进行并行执行。

结语

并行EVM等创新技术为提高区块链性能和可扩展性提供了promising解决方案。这些技术的发展和实施将推动区块链生态系统的进一步发展,支持更广泛的应用场景。