Khám phá sâu về EVM song song và hệ sinh thái của nó

EVM và Solidity

Phát triển hợp đồng thông minh là kỹ năng cơ bản của kỹ sư blockchain. Các nhà phát triển thường sử dụng các ngôn ngữ cấp cao như Solidity để viết logic hợp đồng. Tuy nhiên, EVM không thể trực tiếp giải thích mã Solidity, cần phải biên dịch nó thành ngôn ngữ cấp thấp (mã lệnh/mã byte) có thể thực thi bởi máy ảo. Mặc dù có công cụ có thể tự động hoàn thành quá trình chuyển đổi này, nhưng việc hiểu cơ chế nền tảng vẫn rất có giá trị.

Quá trình chuyển đổi sẽ gây ra một số chi phí bổ sung. Các kỹ sư có kinh nghiệm lập trình cấp thấp có thể trực tiếp sử dụng mã vận hành trong Solidity để viết logic chương trình, nhằm đạt được hiệu suất tối đa và giảm tiêu thụ gas. Chẳng hạn, một số giao thức nổi tiếng đã sử dụng rộng rãi lắp ráp nội tuyến để tối thiểu hóa chi phí gas của người dùng.

Sự khác biệt về hiệu suất EVM

EVM như là "tầng thực thi", là nơi cuối cùng để thực thi mã byte của hợp đồng thông minh đã được biên dịch. Mã byte được định nghĩa bởi EVM đã trở thành tiêu chuẩn ngành. Dù là cho mạng Layer 2 của Ethereum hay các blockchain độc lập khác, khả năng tương thích với tiêu chuẩn EVM cho phép các nhà phát triển triển khai hợp đồng thông minh một cách hiệu quả trên nhiều mạng.

Mặc dù việc tuân theo tiêu chuẩn mã byte EVM khiến cho máy ảo trở thành EVM, nhưng cách thực hiện cụ thể có thể rất khác nhau. Ví dụ, một số khách hàng của Ethereum đã triển khai tiêu chuẩn EVM bằng ngôn ngữ Go, trong khi các nhóm khác duy trì phiên bản C++. Sự đa dạng này cho phép tối ưu hóa kỹ thuật khác nhau và các triển khai tùy chỉnh.

Công nghệ EVM song song

Trong lịch sử, cộng đồng blockchain chủ yếu tập trung vào sự đổi mới của thuật toán đồng thuận, một số dự án nổi tiếng được biết đến nhờ cơ chế đồng thuận của chúng, chứ không phải là lớp thực thi. Mặc dù những dự án này cũng có sự đổi mới ở lớp thực thi, nhưng hiệu suất của chúng thường bị hiểu lầm là chỉ xuất phát từ thuật toán đồng thuận.

Trên thực tế, blockchain hiệu suất cao cần các thuật toán đồng thuận sáng tạo và lớp thực thi tối ưu. Chỉ cải thiện thuật toán đồng thuận của các blockchain EVM để nâng cao hiệu suất thường cần cấu hình nút mạnh mẽ hơn. Ví dụ, một số blockchain xử lý khối ở TPS cao cần phần cứng cấu hình gấp nhiều lần so với nút đầy đủ truyền thống. Mặc dù một số mạng lý thuyết hỗ trợ TPS rất cao, nhưng hiệu suất thực tế thường không đạt như mong đợi.

Nhu cầu xử lý song song

Trong hầu hết các hệ thống blockchain, giao dịch được thực hiện theo thứ tự, giống như một CPU đơn nhân. Phương pháp này tuy đơn giản nhưng khó mở rộng cho cơ sở người dùng cấp internet. Chuyển sang máy ảo đa nhân có thể xử lý nhiều giao dịch cùng lúc, tăng đáng kể thông lượng.

Việc thực thi song song mang lại những thách thức kỹ thuật, chẳng hạn như xử lý các giao dịch đồng thời ghi vào cùng một hợp đồng thông minh. Cần thiết phải thiết kế các cơ chế mới để giải quyết những xung đột này. Việc thực thi các hợp đồng thông minh không liên quan có thể tăng thông lượng tỷ lệ với số lượng luồng xử lý song song.

Đổi mới EVM song song

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

• Thực thi giao dịch song song: Sử dụng thuật toán thực thi song song lạc quan, cho phép nhiều giao dịch được xử lý đồng thời.
• Thực thi chậm: Trong cơ chế đồng thuận, các nút trước tiên đạt được sự đồng thuận về thứ tự giao dịch, sau đó mới thực hiện giao dịch.
• Cơ sở dữ liệu trạng thái tùy chỉnh: Tối ưu hóa lưu trữ và truy cập trạng thái bằng cách lưu trữ trực tiếp cây Merkle trên SSD.
• Cơ chế đồng thuận hiệu suất cao: Cải tiến cơ chế đồng thuận hiện có, hỗ trợ đồng bộ hóa hiệu quả giữa hàng trăm nút phân tán toàn cầu.

Thách thức kỹ thuật của EVM song song

Việc thực thi song song đã đưa ra các xung đột trạng thái tiềm ẩn, cần phải kiểm tra xung đột trước khi thực thi hoặc sau khi thực thi. Ví dụ, khi nhiều giao dịch song song tương tác với cùng một hợp đồng thông minh, có thể xảy ra xung đột. Điều này đòi hỏi cơ chế phát hiện và giải quyết xung đột cẩn thận để đảm bảo xử lý song song hiệu quả.

Ngoài việc thực hiện sự khác biệt kỹ thuật của EVM song song, các đội thường cần thiết kế lại và cải thiện hiệu suất đọc/ghi của cơ sở dữ liệu trạng thái, và phát triển các thuật toán đồng thuận tương thích.

Thách thức và cân nhắc

EVM song song đang đối mặt với hai thách thức chính: việc nắm bắt giá trị kỹ thuật dài hạn của Ethereum và sự tập trung hóa của các nút. Mặc dù giai đoạn phát triển hiện tại có thể chưa hoàn toàn mã nguồn mở, nhưng những chi tiết này cuối cùng sẽ được tiết lộ khi mạng thử nghiệm và mạng chính được khởi động. Sự phát triển nhanh chóng của hệ sinh thái sẽ là chìa khóa để duy trì lợi thế cạnh tranh.

Sự tập trung hóa nút là thách thức chung của tất cả các blockchain hiệu suất cao, cần đạt được sự cân bằng giữa phi tập trung, an ninh và hiệu suất. Các chỉ số như "TPS theo yêu cầu phần cứng" có thể giúp so sánh hiệu quả của các blockchain khác nhau dưới các điều kiện phần cứng cụ thể.

Cấu trúc EVM song song

Cấu trúc EVM song song bao gồm nhiều blockchain Layer 1 và giải pháp Layer 2. Một số dự án hỗ trợ mạng hiện có EVM song song thông qua việc nâng cấp công nghệ, trong khi những dự án khác áp dụng công nghệ thực thi song song ngay từ đầu. Cũng có một số mạng Layer 2 sử dụng công nghệ thực thi song song không phải EVM, biến EVM thành các mô-đun thực thi có thể cắm vào.

Tổng quan dự án

Dự án EVM song song hàng đầu

Dự án này nhằm giải quyết vấn đề khả năng mở rộng của EVM truyền thống thông qua việc tối ưu hóa thực thi song song và kiến trúc pipeline, với mục tiêu đạt 10,000 TPS. Gần đây đã hoàn thành việc huy động vốn quy mô lớn, trở thành dự án EVM song song có số vốn huy động nhiều nhất và định giá cao nhất. Đội ngũ sáng lập bao gồm các thành viên kỳ cựu từ các tổ chức giao dịch nổi tiếng. Mạng thử nghiệm nội bộ đã được khởi động, dự kiến sẽ sớm mở cửa cho công chúng.

ra mắt dự án tập trung vào giao dịch trên mạng EVM song song

Mạng Layer 1 ban đầu tập trung vào giao dịch, hiện đã nâng cấp thành EVM song song hiệu suất cao, nâng TPS lên 12,500. Mạng thử nghiệm đã được ra mắt, hỗ trợ di chuyển ứng dụng EVM chỉ bằng một cú nhấp chuột. Mạng chính dự kiến sẽ ra mắt trong nửa đầu năm nay. Dự án cũng đã ra mắt khung mã nguồn mở hỗ trợ công nghệ xử lý song song cho việc áp dụng Layer 2 và mạng Rollup.

Dự án lớp thực thi tăng cường kép ảo

Thông qua việc xây dựng EVM++(EVM + WASM), dự án này nhằm nâng cao hiệu suất blockchain EVM và hiệu quả thực thi mạng. Nhóm cốt lõi đến từ các dự án blockchain nổi tiếng. Mạng thử nghiệm công khai đã được ra mắt, chương trình khuyến khích hệ sinh thái đang được tiến hành.

Dự án hệ sinh thái Cosmos áp dụng công nghệ EVM song song

Mạng Layer 1 tương thích EVM được xây dựng trên Cosmos SDK, được thiết kế đặc biệt cho các ứng dụng DeFi. Gần đây đã công bố kế hoạch phát triển công nghệ thực thi song song EVM nhằm nâng cao hiệu suất mạng.

Giải pháp tương thích EVM Solana

EVM song song được xây dựng trên mạng Solana là giải pháp tương thích EVM đầu tiên trên Solana. Hỗ trợ các nhà phát triển EVM bằng Solidity và Vyper triển khai DApp lên Solana chỉ với một lần nhấn, tận hưởng thông lượng cao và phí gas thấp. Đóng gói các giao dịch loại EVM thành giao dịch Solana, TPS vượt quá 2.000.

Đưa SVM vào dự án Ethereum

Một giải pháp mô-đun Layer 2 Rollup được hỗ trợ bởi máy ảo Solana (SVM). Dữ liệu giao dịch được thanh toán trên Ethereum, sử dụng ETH làm gas, nhưng lớp thực thi chạy trong môi trường SVM. Vừa hoàn thành vòng gọi vốn lớn, mạng chính sắp mở cửa cho các nhà phát triển.

Dự án Layer 2 VM mô-đun

Mạng Layer 2 mô-đun được xây dựng trên OP Stack là một phần của chuỗi siêu Optimism. Được thiết kế để đưa máy ảo hiệu suất cao vào các mạng Layer 2 chính hiện có của Ethereum và Bitcoin. Hỗ trợ sử dụng Ethereum hoặc Bitcoin làm lớp thanh toán, lớp thực thi có thể sử dụng nhiều máy ảo hiệu suất cao để thực hiện song song.

Kết luận

Với sự phát triển của công nghệ blockchain, việc chú trọng đến tầng thực thi và thuật toán đồng thuận cũng quan trọng không kém để đạt được hiệu suất cao. EVM song song và các đổi mới khác cung cấp những giải pháp hứa hẹn để tăng cường lưu lượng và hiệu quả, làm cho blockchain có khả năng mở rộng hơn, có thể hỗ trợ một nhóm người dùng rộng rãi. Sự phát triển và thực hiện của những công nghệ này sẽ định hình tương lai của hệ sinh thái blockchain, thúc đẩy sự tiến bộ và ứng dụng hơn nữa trong lĩnh vực này.