并行EVM技术与生态系统探究

EVM与Solidity

智能合约开发是区块链工程师的基本技能。开发者通常使用Solidity等高级语言编写合约逻辑,但EVM无法直接执行这些代码。它需要将代码编译成低级的操作码或字节码。虽然有工具可以自动完成这一过程,但了解底层原理的工程师可以直接使用操作码编程,以实现最高效率并降低gas消耗。

EVM标准与实现

EVM作为"执行层",是处理编译后智能合约操作码的地方。EVM定义的字节码已成为行业标准,使开发者能在多个网络上高效部署合约。尽管遵循相同标准,不同的EVM实现可能大不相同。例如,以太坊的Geth客户端用Go语言实现EVM,而以太坊基金会的Ipsilon团队则维护C++版本。这种多样性允许不同的优化方案。

并行EVM技术需求

传统区块链系统按顺序执行交易,类似单核CPU。这种方法简单但难以扩展。并行虚拟机允许同时处理多笔交易,显著提高吞吐量。然而,并行执行带来了一些工程挑战,如处理并发交易对同一合约的写入冲突。

并行EVM的创新

以Monad为例,其主要创新包括:

• 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:将交易执行推迟到独立通道,最大化利用区块时间。
• 自定义状态数据库:通过直接在SSD上存储Merkle树优化状态访问。
• 高性能共识机制:改进的HotStuff共识,支持数百个全球节点的高效同步。

技术挑战

并行执行引入了潜在的状态冲突,需要仔细的冲突检测和解决机制。此外,各团队通常需要重新设计状态数据库以提升读写性能,并开发兼容的共识算法。

主要挑战包括以太坊长期工程价值捕获和节点集中化。快速生态系统发展对保持竞争优势至关重要。在去中心化、安全性和性能之间取得平衡也是一大挑战。

并行EVM格局

除Monad外,并行EVM格局还包括Sei、MegaETH、Polygon等项目。这些项目可分为三类:

1. 通过升级支持并行执行的EVM兼容Layer 1网络
2. 原生支持并行执行的EVM兼容Layer 1网络
3. 采用非EVM并行执行技术的Layer 2网络

主要项目

Monad

Monad旨在通过优化EVM并行执行解决可扩展性问题,目标达到10,000 TPS。已完成2.44亿美元融资,估值30亿美元。创始团队来自Jump Trading等知名机构。

Sei

Sei V2是首个高性能并行EVM,TPS提升至12,500。测试网已于今年2月上线,支持EVM应用一键迁移。

Artela

Artela通过EVM++(EVM + WASM)双虚拟机增强执行层。核心团队来自蚂蚁链,公测网已上线。

Canto

Canto是基于Cosmos SDK的EVM兼容Layer 1网络,计划引入并行EVM技术提升性能。

Neon

Neon EVM是首个Solana EVM兼容性解决方案,支持Solidity和Vyper开发者一键部署到Solana。

Eclipse

Eclipse是由Solana虚拟机支持的Rollup Layer 2解决方案,将SVM引入以太坊生态。

Lumio

Lumio是模块化VM Layer 2网络,支持使用高性能虚拟机如Aptos VM和Solana VM进行并行执行。

总结

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。这些技术的发展将推动区块链生态系统进一步发展,支持更广泛的应用场景。