並行EVM技術與生態系統探究

EVM與Solidity

智能合約開發是區塊鏈工程師的基本技能。開發者通常使用Solidity等高級語言編寫合約邏輯,但EVM無法直接執行這些代碼。它需要將代碼編譯成低級的操作碼或字節碼。雖然有工具可以自動完成這一過程,但了解底層原理的工程師可以直接使用操作碼編程,以實現最高效率並降低gas消耗。

EVM標準與實現

EVM作爲"執行層",是處理編譯後智能合約操作碼的地方。EVM定義的字節碼已成爲行業標準,使開發者能在多個網路上高效部署合約。盡管遵循相同標準,不同的EVM實現可能大不相同。例如,以太坊的Geth客戶端用Go語言實現EVM,而以太坊基金會的Ipsilon團隊則維護C++版本。這種多樣性允許不同的優化方案。

並行EVM技術需求

傳統區塊鏈系統按順序執行交易,類似單核CPU。這種方法簡單但難以擴展。並行虛擬機允許同時處理多筆交易,顯著提高吞吐量。然而,並行執行帶來了一些工程挑戰,如處理並發交易對同一合約的寫入衝突。

並行EVM的創新

以Monad爲例,其主要創新包括:

• 並行交易執行:採用樂觀並行執行算法,允許多個交易同時處理。
• 延遲執行:將交易執行推遲到獨立通道,最大化利用區塊時間。
• 自定義狀態數據庫:通過直接在SSD上存儲Merkle樹優化狀態訪問。
• 高性能共識機制:改進的HotStuff共識,支持數百個全球節點的高效同步。

技術挑戰

並行執行引入了潛在的狀態衝突,需要仔細的衝突檢測和解決機制。此外,各團隊通常需要重新設計狀態數據庫以提升讀寫性能,並開發兼容的共識算法。

主要挑戰包括以太坊長期工程價值捕獲和節點集中化。快速生態系統發展對保持競爭優勢至關重要。在去中心化、安全性和性能之間取得平衡也是一大挑戰。

並行EVM格局

除Monad外,並行EVM格局還包括Sei、MegaETH、Polygon等項目。這些項目可分爲三類:

1. 通過升級支持並行執行的EVM兼容Layer 1網路
2. 原生支持並行執行的EVM兼容Layer 1網路
3. 採用非EVM並行執行技術的Layer網路

主要項目

Monad

Monad旨在通過優化EVM並行執行解決可擴展性問題,目標達到10,000 TPS。已完成2.44億美元融資,估值30億美元。創始團隊來自Jump Trading等知名機構。

Sei

Sei V2是首個高性能並行EVM,TPS提升至12,500。測試網已於今年2月上線,支持EVM應用一鍵遷移。

Artela

Artela通過EVM++(EVM + WASM)雙虛擬機增強執行層。核心團隊來自螞蟻鏈,公測網已上線。

Canto

Canto是基於Cosmos SDK的EVM兼容Layer 1網路,計劃引入並行EVM技術提升性能。

Neon

Neon EVM是首個Solana EVM兼容性解決方案,支持Solidity和Vyper開發者一鍵部署到Solana。

Eclipse

Eclipse是由Solana虛擬機支持的Rollup Layer解決方案,將SVM引入以太坊生態。

Lumio

Lumio是模塊化VM Layer網路,支持使用高性能虛擬機如Aptos VM和Solana VM進行並行執行。

總結

並行EVM等創新技術爲提高區塊鏈性能和可擴展性提供了promising解決方案。這些技術的發展將推動區塊鏈生態系統進一步發展,支持更廣泛的應用場景。