Exploration approfondie de l'EVM parallèle et de son écosystème

EVM et Solidity

Le développement de contrats intelligents est une compétence fondamentale pour les ingénieurs blockchain. Les développeurs utilisent généralement des langages de haut niveau comme Solidity pour écrire la logique des contrats. Cependant, la EVM ne peut pas interpréter directement le code Solidity, il doit être compilé en un langage bas niveau exécutable par la machine virtuelle (opcodes/bytecode). Bien qu'il existe des outils qui peuvent automatiser ce processus de conversion, comprendre le mécanisme sous-jacent reste très précieux.

Le processus de conversion entraîne des coûts supplémentaires. Les ingénieurs ayant une expérience en programmation de bas niveau peuvent écrire la logique de programme directement en utilisant des opcodes dans Solidity, afin d'atteindre une efficacité maximale et de réduire la consommation de gas. Par exemple, certains protocoles bien connus utilisent largement l'assemblage en ligne pour minimiser les coûts de gas des utilisateurs.

La variabilité des performances de l'EVM

L'EVM en tant que "couche d'exécution" est l'endroit où les codes d'opération des contrats intelligents compilés sont finalement exécutés. Le bytecode défini par l'EVM est devenu la norme de l'industrie. Que ce soit pour des réseaux Layer 2 d'Ethereum ou d'autres blockchains indépendantes, la compatibilité avec la norme EVM permet aux développeurs de déployer efficacement des contrats intelligents sur plusieurs réseaux.

Bien que le respect de la norme de code binaire EVM fasse de la machine virtuelle une EVM, la manière spécifique de l'implémenter peut varier considérablement. Par exemple, certains clients d'Ethereum ont implémenté la norme EVM en langage Go, tandis que d'autres équipes maintiennent une implémentation en C++. Cette diversité permet différentes optimisations d'ingénierie et des implémentations sur mesure.

Technologie EVM parallèle

Dans l'histoire, la communauté blockchain s'est principalement concentrée sur l'innovation des algorithmes de consensus, certains projets célèbres étant connus pour leur mécanisme de consensus plutôt que pour leur couche d'exécution. Bien que ces projets aient également innové dans la couche d'exécution, leurs performances sont souvent à tort considérées comme provenant uniquement des algorithmes de consensus.

En réalité, une blockchain haute performance nécessite des algorithmes de consensus innovants et une couche d'exécution optimisée. Les blockchains EVM qui améliorent uniquement l'algorithme de consensus ont souvent besoin de configurations de nœuds plus puissantes pour améliorer les performances. Par exemple, certaines blockchains traitent des blocs à un TPS élevé, nécessitant des configurations matérielles plusieurs fois supérieures à celles des nœuds complets traditionnels. Bien que certains réseaux supportent théoriquement un TPS très élevé, les performances réelles sont souvent en deçà des attentes.

Besoin de traitement parallèle

Dans la plupart des systèmes blockchain, les transactions sont exécutées dans un ordre séquentiel, semblable à un CPU monocœur. Bien que cette méthode soit simple, elle est difficile à étendre à une base d'utilisateurs de niveau Internet. Passer à une machine virtuelle parallèle à CPU multicœur peut traiter plusieurs transactions simultanément, augmentant considérablement le débit.

L'exécution parallèle pose des défis d'ingénierie, tels que le traitement des écritures de transactions simultanées sur un même contrat intelligent. De nouveaux mécanismes doivent être conçus pour résoudre ces conflits. L'exécution parallèle de contrats intelligents non liés peut augmenter le débit de manière proportionnelle au nombre de threads de traitement parallèle.

Innovation de l'EVM parallèle

EVM parallèle représente une série d'innovations optimisant la couche d'exécution des systèmes blockchain. Prenons certains projets comme exemple, ses innovations clés incluent :

• Exécution de transactions parallèles : utilisation d'un algorithme d'exécution parallèle optimiste, permettant à plusieurs transactions d'être traitées simultanément.
• Exécution différée : dans le mécanisme de consensus, les nœuds parviennent d'abord à un consensus sur le tri des transactions, puis exécutent les transactions.
• Base de données d'état personnalisée : optimisation du stockage et de l'accès à l'état en stockant directement l'arbre de Merkle sur SSD.
• Mécanisme de consensus hautes performances : amélioration du mécanisme de consensus existant, supportant une synchronisation efficace entre des centaines de nœuds répartis dans le monde.

Défis techniques de l'EVM parallèle

L'exécution parallèle introduit des conflits d'état potentiels, nécessitant une vérification des conflits avant ou après l'exécution. Par exemple, lorsque plusieurs transactions parallèles interagissent avec le même contrat intelligent, des conflits peuvent survenir. Cela nécessite des mécanismes de détection et de résolution des conflits soigneux pour garantir un traitement parallèle efficace.

En plus de réaliser les différences techniques de l'EVM parallèle, les équipes doivent généralement redéfinir et améliorer les performances de lecture/écriture de la base de données d'état, ainsi que développer des algorithmes de consensus compatibles.

Défis et considérations

La EVM parallèle fait face à deux défis majeurs : la capture de la valeur d'ingénierie à long terme d'Ethereum et la centralisation des nœuds. Bien que la phase de développement actuelle ne soit peut-être pas encore complètement open source, ces détails seront finalement divulgués lors du lancement du testnet et du mainnet. Un développement rapide de l'écosystème sera la clé pour maintenir un avantage concurrentiel.

La centralisation des nœuds est un défi commun à toutes les blockchains haute performance, nécessitant un équilibre entre décentralisation, sécurité et performance. Des indicateurs tels que "TPS pour chaque exigence matérielle" peuvent aider à comparer l'efficacité des différentes blockchains dans des conditions matérielles spécifiques.

Le paysage de l'EVM parallèle

Le modèle EVM parallèle comprend plusieurs blockchains Layer 1 et des solutions Layer 2. Certains projets soutiennent les réseaux existants EVM parallèles par des mises à niveau techniques, tandis que d'autres adoptent dès le départ des technologies d'exécution parallèles. Il existe également des réseaux Layer 2 qui utilisent des technologies d'exécution parallèles non-EVM, abstraisant l'EVM en modules d'exécution interchangeables.

Aperçu du projet

projet EVM parallèle de premier plan

Le projet vise à résoudre les problèmes de scalabilité de l'EVM traditionnel en optimisant l'exécution parallèle de l'EVM et l'architecture en pipeline, avec pour objectif d'atteindre 10 000 TPS. Récemment, il a terminé un financement de grande envergure, devenant le projet EVM parallèle le plus financé et le mieux valorisé. L'équipe fondatrice comprend des membres expérimentés provenant d'institutions de transaction réputées. Le testnet interne a été lancé et devrait bientôt être ouvert au public.

lancement d'un projet de transaction axé sur un réseau EVM parallèle

Au départ concentré sur les réseaux Layer 1 dédiés au trading, il a désormais été mis à niveau vers un EVM parallèle haute performance, augmentant le TPS à 12 500. Le testnet est en ligne, prenant en charge la migration des applications EVM en un clic. Le mainnet devrait être lancé au cours du premier semestre de cette année. Le projet a également lancé un cadre open source qui prend en charge l'adoption des réseaux Layer 2 et Rollup utilisant une technologie de traitement parallèle.

Projet de couche d'exécution améliorée à double machine virtuelle

Ce projet vise à améliorer les performances des blockchains EVM et l'efficacité de l'exécution réseau en construisant EVM++(EVM + WASM). L'équipe centrale provient de projets blockchain réputés. Le réseau de test public est en ligne et le programme d'incitation à l'écosystème est en cours.

Projet Cosmos introduisant la technologie EVM parallèle.

Réseau Layer 1 compatible EVM construit sur Cosmos SDK, spécialement conçu pour les applications DeFi. Un plan de développement pour introduire la technologie d'exécution parallèle EVM a été récemment annoncé, visant à améliorer les performances du réseau.

Solution de compatibilité EVM Solana

Le EVM parallèle basé sur le réseau Solana est la première solution de compatibilité EVM pour Solana. Il permet aux développeurs EVM utilisant Solidity et Vyper de déployer des DApps sur Solana en un clic, profitant d'un haut débit et de faibles frais de gaz. Les transactions de type EVM sont encapsulées en transactions Solana, avec un TPS supérieur à 2 000.

Introduire SVM dans les projets Ethereum

Une solution modulaire Rollup Layer 2 supportée par la machine virtuelle Solana (SVM). Les données de transaction sont réglées sur Ethereum, utilisant l'ETH comme gaz, mais la couche d'exécution fonctionne dans un environnement SVM. Un financement massif a récemment été complété et le réseau principal sera bientôt ouvert aux développeurs.

Projet Layer 2 VM modulable

Un réseau Layer 2 modulaire basé sur OP Stack fait partie de la super chaîne Optimism. Il vise à introduire des machines virtuelles haute performance dans les principaux réseaux Layer 2 existants d'Ethereum et de Bitcoin. Il prend en charge l'utilisation d'Ethereum ou de Bitcoin comme couche de règlement, tandis que la couche d'exécution peut utiliser diverses machines virtuelles haute performance pour une exécution parallèle.

Conclusion

Avec le développement de la technologie blockchain, il est tout aussi important de se concentrer sur la couche d'exécution et l'algorithme de consensus pour réaliser de hautes performances. Des innovations telles que l'EVM parallèle fournissent des solutions prometteuses pour améliorer le débit et l'efficacité, rendant la blockchain plus évolutive et capable de soutenir un large éventail d'utilisateurs. Le développement et la mise en œuvre de ces technologies façonneront l'avenir de l'écosystème blockchain, favorisant des avancées et des applications supplémentaires dans ce domaine.