آلة الإيثريوم الافتراضيةEVM وتقنية التوازي الخاصة بها

آلة الإيثريوم الافتراضية وSolidity

تطوير العقود الذكية هو مهارة أساسية لمهندسي blockchain. عادة ما يستخدم المطورون لغات عالية مثل Solidity لكتابة منطق العقود، ولكن لا يمكن لـ EVM تنفيذ هذه الأكواد مباشرة. يجب أولاً تجميعها إلى كود العمليات أو بايت كود، حتى يتمكن EVM من تنفيذها. على الرغم من وجود أدوات يمكنها إتمام هذه العملية تلقائيًا، إلا أن فهم المبادئ الأساسية لا يزال ذا قيمة كبيرة.

يمكن أن يحقق البرمجة باستخدام أوامر التشغيل أعلى كفاءة ويقلل من استهلاك الغاز. على سبيل المثال، تستخدم بعض البروتوكولات المعروفة التجميع الداخلي بكثافة لتحسين الأداء.

! الغوص العميق في EVM الموازي ونظامه البيئي

معيار EVM والتنفيذ

تعتبر الآلة الافتراضية "EVM" "طبقة التنفيذ"، وهي البيئة النهائية لتشغيل العقود الذكية. إنها تحدد معيار موحد لرموز البايت، مما يسمح بنشر العقود بسهولة عبر الشبكات المختلفة. لكن يمكن أن تختلف التنفيذات المحددة، مثل إثيريوم التي تحتوي على تنفيذات متعددة مثل Go و C++. توفر هذه التنوع مساحة للتحسين.

تقنية EVM المتوازية

تاريخياً، كانت الابتكارات في البلوكشين تركز بشكل رئيسي على خوارزميات الإجماع، لكن طبقة التنفيذ مهمة أيضاً. تحتاج البلوكشين عالية الأداء إلى الابتكار في كلا المستويين، الإجماع والتنفيذ، في نفس الوقت. غالباً ما تحتاج سلاسل EVM التي تعمل على تحسين خوارزمية الإجماع فقط إلى أجهزة أقوى لدعم تحسين الأداء.

لا تزال معظم أنظمة blockchain تستخدم طريقة تنفيذ المعاملات بالتسلسل، مثل وحدة المعالجة المركزية أحادية النواة. يمكن أن يؤدي الانتقال إلى التنفيذ المتوازي إلى زيادة كبيرة في الإنتاجية، ولكنه يجلب أيضًا بعض التحديات الهندسية، مثل معالجة تعارضات المعاملات المتزامنة.

ابتكار EVM المتوازي

باستخدام Monad كمثال، تشمل الابتكارات الرئيسية ما يلي:

1. تنفيذ المعاملات المتوازية: يستخدم خوارزمية متوازية متفائلة، مما يسمح بمعالجة معاملات متعددة في نفس الوقت.

2. تنفيذ مؤجل: تأجيل تنفيذ المعاملة إلى قناة مستقلة، لتعظيم الاستفادة من وقت الكتلة.

3. قاعدة بيانات الحالة المخصصة: تخزين شجرة ميركل مباشرة على SSD، وتحسين سرعة الوصول إلى الحالة.

4. آلية إجماع عالية الأداء: تحسين خوارزمية HotStuff، تدعم التزامن الفعال لعدد كبير من العقد.

تحديات الآلة الافتراضية الإيثريوم المتوازية

تشمل التحديات الرئيسية الكشف عن تعارضات الحالة وحلها، والتقاط القيمة على المدى الطويل، وكذلك اللامركزية في العقد. يحتاج الأمر إلى تحقيق توازن بين الأداء واللامركزية.

نمط آلة الإيثريوم الافتراضية الموازية

المشاريع المتوازية لآلة الإيثريوم الافتراضية الحالية تنقسم إلى ثلاث فئات:

1. من خلال ترقية دعم التنفيذ المتوازي لشبكة Layer 1 المتوافقة مع الآلة الافتراضية للإيثريوم
2. شبكة Layer 1 المتوافقة مع EVM تدعم التنفيذ المتزامن بشكل أصلي
3. شبكة Layer 2 التي تستخدم تقنية التنفيذ المتوازي غير EVM

المشاريع النموذجية

1. Monad: مشروع EVM الرائد في التوازي، يهدف إلى تحقيق 10,000 TPS.

2. سي: أطلق شبكة Sei V2 المتوازية EVM، وتم رفع TPS إلى 12,500.

3. Artela: يعزز طبقة التنفيذ من خلال بنية الآلتين الافتراضيتين EVM++.

4. Canto: مبني على Cosmos SDK، ويقوم بإدخال تقنية EVM المتوازية.

5. نيون: حل لتحقيق التوافق مع EVM على سولانا.

6. Eclipse: إدخال آلة سولانا الافتراضية إلى إثيريوم.

7. لوميو: شبكة الطبقة الثانية VM المعيارية، تدعم مجموعة متنوعة من الآلات الافتراضية عالية الأداء.

الخاتمة

تقدم الابتكارات في طبقات التنفيذ مثل EVM المتوازية أفكارًا جديدة لتحسين الأداء والقابلية للتوسع في blockchain. سيساهم تطور هذه التقنيات في دفع النظام البيئي للبلوكتشين نحو مزيد من التطور، ودعم مجموعة واسعة من سيناريوهات التطبيقات.