EVM representa un cambio importante en la tecnología blockchain.
Escrito por: Xinwei, MT Capital
TL;DR
La necesidad de EVM paralelo es que resuelve el problema de eficiencia del procesamiento secuencial de transacciones EVM tradicionales y mejora significativamente el rendimiento y el rendimiento de la red al permitir que se ejecuten múltiples operaciones simultáneamente.
Los métodos de implementación de EVM paralelo incluyen procesamiento concurrente basado en programación, instancias de EVM de subprocesos múltiples y fragmentación a nivel de sistema, al tiempo que enfrentan desafíos técnicos como marcas de tiempo poco confiables, determinismo de blockchain y orientación de ingresos del validador.
Monad Labs, a través de su proyecto Monad de Capa 1, tiene como objetivo mejorar significativamente la escalabilidad y la velocidad de transacción de blockchain a través de características técnicas únicas, incluido el procesamiento de hasta 10,000 transacciones por segundo, tiempo de bloque de 1 segundo, capacidades de ejecución paralela y mecanismo de consenso MonadBFT.
Sei V2 es una actualización importante de la red Sei, cuyo objetivo es ser el primer EVM totalmente paralelizado, proporcionando compatibilidad con contratos inteligentes EVM, paralelización optimista, nuevas estructuras de datos SeiDB e interoperabilidad con cadenas existentes, con el objetivo de mejorar significativamente la velocidad de procesamiento de transacciones y escalabilidad de la red.
*Neon EVM es una plataforma en Solana diseñada para proporcionar un entorno eficiente, seguro y descentralizado para las dApps de Ethereum, lo que permite a los desarrolladores implementar y ejecutar dApps fácilmente mientras aprovechan el alto rendimiento y el bajo costo de Solana.
Lumio es una solución de Capa 2 desarrollada por Pontem Network. Resuelve de manera innovadora los desafíos de escalabilidad de Ethereum al admitir de manera única EVM y Move VM utilizados por Aptos, elevando la experiencia Web3 a un nivel cercano a Web2.
Eclipse es una solución Ethereum Layer 2 que utiliza SVM para acelerar el procesamiento de transacciones, adopta una arquitectura acumulativa modular e integra liquidación de Ethereum, contratos inteligentes SVM, disponibilidad de datos de Celestia y prueba de fraude RISC Zero.
Solana usa su tecnología Sealevel para lograr el procesamiento paralelo de contratos inteligentes, Sui mejora el rendimiento a través de los componentes Narwhal y Bullshark, Fuel implementa la ejecución de transacciones paralelas a través del modelo UTXO y Aptos usa el motor Block-STM para mejorar las capacidades de procesamiento de transacciones, todos demostrando blockchain diferente. Implementaciones y ventajas de técnicas paralelas en el campo.
Los desafíos clave en la adopción del paralelismo incluyen resolver problemas de carrera de datos y conflictos de lectura y escritura, garantizar la compatibilidad de la tecnología con los estándares existentes, adaptarse a nuevos patrones de interacción del ecosistema y gestionar la mayor complejidad del sistema, particularmente en términos de seguridad y asignación de recursos.
Parallel EVM demuestra un gran potencial para mejorar la escalabilidad y eficiencia de blockchain, lo que marca un cambio importante en la tecnología blockchain. Mejora las capacidades de procesamiento de transacciones al ejecutar transacciones simultáneamente en múltiples procesadores, rompiendo las limitaciones del procesamiento de transacciones secuencial tradicional. Si bien los EVM paralelos ofrecen un enorme potencial, su implementación exitosa requiere superar desafíos técnicos complejos y garantizar una amplia adopción del ecosistema.
Conceptos básicos de EVM paralelo
Introducción a EVM
La máquina virtual Ethereum (EVM) es el componente central de la cadena de bloques Ethereum y sirve como motor informático. Es una máquina completa cuasi-Turing que proporciona un entorno operativo para la ejecución de contratos inteligentes en la red Ethereum, lo cual es fundamental para mantener la confianza y la coherencia en todo el ecosistema Ethereum.
El EVM ejecuta contratos inteligentes procesando código de bytes, que es una forma más básica de compilar código de contrato inteligente generalmente escrito en un lenguaje de programación de alto nivel como Solidity. Estos códigos de bytes constan de una serie de códigos de operación (códigos de operación) que se utilizan para realizar diversas funciones, incluidas operaciones aritméticas y almacenamiento/recuperación de datos. El EVM funciona como una máquina apilada, procesando las operaciones de manera que el último en entrar sea el primero en salir. Cada operación en el EVM tiene un costo de gas asociado. Este sistema de gas mide el esfuerzo computacional requerido para realizar operaciones, asegurando una asignación justa de recursos y evitando el abuso de la red.
En Ethereum, las transacciones juegan un papel importante en la funcionalidad del EVM. Hay dos tipos de transacciones: las que provocan que se llame a un mensaje y las que provocan que se cree un contrato. La creación del contrato da como resultado la creación de una nueva cuenta de contrato que contiene el código de bytes del contrato inteligente compilado, y cuando otra cuenta realiza una llamada de mensaje al contrato, se ejecuta su código de bytes.
La arquitectura de EVM incluye componentes como código de bytes, pila, memoria y almacenamiento. Tiene un espacio de memoria dedicado para el almacenamiento temporal de datos durante la ejecución y un espacio de almacenamiento persistente en la cadena de bloques para almacenar datos de forma indefinida. El diseño del EVM garantiza un entorno de ejecución seguro para contratos inteligentes, aislándolos para evitar ataques de reentrada y empleando diversas medidas de seguridad, como límites de profundidad de pila y gas.
Además, la influencia de EVM se extiende más allá de Ethereum a un rango más amplio a través de cadenas compatibles con EVM. Estas cadenas, aunque diferentes, mantienen la compatibilidad con las aplicaciones basadas en Ethereum, lo que les permite interactuar sin problemas con las aplicaciones basadas en Ethereum. Estas cadenas desempeñan un papel clave en diversos campos, como las soluciones empresariales, GameFi y DeFi.
La necesidad de EVM paralelo
La necesidad de una EVM (máquina virtual Ethereum) paralela surge de su capacidad para mejorar significativamente el rendimiento y la eficiencia de las redes blockchain. El EVM tradicional procesa las transacciones de forma secuencial, lo que no sólo consume mucha energía, sino que también supone una gran carga de trabajo para los validadores de la red. Este enfoque a menudo resulta en altos costos de transacción e ineficiencias, y se considera un obstáculo importante para la adopción generalizada de blockchain.
Parallel EVM revoluciona el proceso de consenso al permitir que se ejecuten múltiples operaciones simultáneamente. La capacidad de ejecutar en paralelo aumenta en gran medida el rendimiento de la red, mejorando así el rendimiento y la escalabilidad de toda la cadena de bloques. Al utilizar EVM paralelo, la red blockchain puede procesar más transacciones en menos tiempo, resolviendo de manera efectiva los problemas comunes de congestión y los tiempos de procesamiento lentos de los sistemas blockchain tradicionales.
La EVM paralela tiene un impacto significativo en varios aspectos de la tecnología blockchain:
Proporciona un método de procesamiento de transacciones con mayor eficiencia energética. Al reducir la carga de trabajo de los validadores y de toda la red, Parallel EVM ayuda a construir un ecosistema blockchain más sostenible.
Una escalabilidad mejorada y un mayor rendimiento conducen directamente a tarifas de transacción más bajas. Los usuarios disfrutarán de una experiencia más económica, lo que hará que las plataformas blockchain sean más atractivas para un público más amplio.
Procesar múltiples transacciones simultáneamente en lugar de secuencialmente significa que las dApps pueden funcionar mejor incluso durante períodos de alta demanda de la red.
Método de implementación de EVM paralelo
En la arquitectura EVM actual, las operaciones de lectura y escritura más sofisticadas son sload y sstore, que se utilizan para leer y escribir datos del estado, respectivamente. Por lo tanto, garantizar que diferentes subprocesos no entren en conflicto en estas dos operaciones es un punto de entrada fácil para implementar EVM paralelo/concurrente. De hecho, existe un tipo especial de transacción en Ethereum que incluye una estructura especial llamada "lista de acceso" que permite leer y modificar las transacciones que llevan direcciones de almacenamiento. Por lo tanto, esto proporciona un buen punto de partida para implementar un enfoque de simultaneidad basado en programación.
En términos de implementación del sistema, existen tres formas comunes de EVM paralelo/concurrente:
Subprocesos múltiples de una instancia EVM.
Multiproceso de múltiples instancias de EVM en un nodo.
Subprocesos múltiples de múltiples instancias de EVM en múltiples nodos (básicamente fragmentación a nivel de sistema).
La diferencia entre paralelismo/concurrencia en blockchain y sistemas de bases de datos es que:
Las marcas de tiempo no confiables dificultan la implementación de métodos de concurrencia basados en marcas de tiempo en el mundo blockchain.
Absoluta certeza en el sistema blockchain para garantizar que las transacciones reejecutadas entre diferentes validadores sean las mismas.
El objetivo final de los validadores es obtener mayores rendimientos, no una ejecución de transacciones más rápida.
Entonces, ¿qué necesitamos?
Se requiere consenso a nivel de sistema y una ejecución más rápida generará mayores retornos.
Un algoritmo de programación multivariable que tiene en cuenta las restricciones de bloque captura más ingresos y, al mismo tiempo, puede completar la ejecución más rápido.
Operaciones de datos más detalladas, incluido el bloqueo de datos a nivel de código de operación, la capa de memoria caché, etc.
Principales proyectos y sus tecnologías.
Laboratorios Mónada
Monad es un EVM Layer 1 diseñado para mejorar significativamente la escalabilidad y la velocidad de transacción de blockchain a través de sus características técnicas únicas. La ventaja clave de Monad es que puede manejar hasta 10.000 transacciones por segundo y tiene un tiempo de bloqueo de 1 segundo. Esto se debe a su mecanismo de consenso MonadBFT y compatibilidad con EVM, que le permiten procesar transacciones de manera eficiente y rápida.
Una de las características más atractivas de Monad son sus capacidades de ejecución paralela, que le permiten procesar múltiples transacciones simultáneamente, lo que mejora enormemente la eficiencia y el rendimiento de la red en comparación con los métodos de procesamiento secuencial en los sistemas tradicionales de blockchain.
El desarrollo de Monad está dirigido por Monad Labs, cofundado por Keone Hon, Eunice Giarta y James Hunsaker. El proyecto ha recaudado con éxito 19 millones de dólares en financiación inicial y planea lanzar una red de prueba a mediados del primer trimestre de 2024, seguida de un lanzamiento de la red principal.
Monad está optimizado en cuatro áreas principales para convertirla en una cadena de bloques de alto rendimiento:
MonadBFT: MonadBFT es un mecanismo de consenso de alto rendimiento para la cadena de bloques Monad, que se utiliza para lograr coherencia en el ordenamiento de transacciones en condiciones de sincronización parcial en presencia de actores bizantinos. Es una versión mejorada basada en HotStuff, que utiliza un algoritmo BFT de dos etapas, con capacidad de respuesta optimista, sobrecarga de comunicación lineal en situaciones comunes y sobrecarga de comunicación cuadrática en situaciones de tiempo de espera. En MonadBFT, el líder envía un nuevo bloque y el QC (Certificado de quórum) o TC (Certificado de tiempo de espera) de la ronda anterior al validador en cada ronda. El validador revisa el bloque y, si está de acuerdo, envía un voto de "sí" firmado a la siguiente ronda de líderes. Este proceso utiliza firmas de umbral para agregar los votos "sí" de los verificadores 2f+1 para formar el control de calidad. En el caso común de la comunicación, el líder envía bloques a los validadores, quienes envían directamente los votos al líder para la siguiente ronda. MonadBFT también utiliza firmas BLS basadas en emparejamiento para resolver problemas de escalabilidad, lo que puede agregar firmas de forma incremental en una sola firma, y verificar una única firma agregada válida puede probar que los recursos compartidos asociados con la clave pública han firmado el mensaje. Por razones de rendimiento, MonadBFT adopta un esquema de firma híbrido, donde las firmas BLS solo se usan para tipos de mensajes agregables (votación y tiempo de espera). Las firmas ECDSA aún proporcionan la integridad y autenticidad de los mensajes. Debido a estas características, MonadBFT es capaz de lograr un consenso blockchain eficiente y sólido.
Ejecución retrasada: esta es una innovación clave que desacopla el proceso de ejecución del proceso de consenso. Bajo esta arquitectura, el proceso de consenso implica que los nodos acuerden un orden oficial de transacciones, mientras que la ejecución es el proceso de ejecutar esas transacciones y actualizar el estado. En este diseño, el nodo líder propone el orden de las transacciones, pero no conoce la raíz del estado final cuando propone el orden; el nodo validador no sabe si todas las transacciones en el bloque se ejecutarán exitosamente al votar sobre la validez del bloque.
Este diseño permite a Monad lograr mejoras significativas en la velocidad, lo que permite que las cadenas de bloques de un solo fragmento escalen a millones de usuarios. En Monad, cada nodo ejecuta de forma independiente las transacciones en el bloque N mientras llega a un consenso en el bloque N y comienza a llegar a un consenso en el bloque N+1. Este enfoque permite un presupuesto de gas mayor, ya que la ejecución sólo tiene que mantenerse al día con el consenso. Además, este enfoque es más tolerante a variaciones específicas en el tiempo de cálculo, ya que la ejecución sólo tiene que mantenerse al día con el consenso en promedio.
Para garantizar aún más la replicación de la máquina de estados, Monad incluye una raíz de Merkle retrasada por bloques D en la propuesta de bloque. Esta raíz de Merkle retrasada garantiza que se mantenga la coherencia en toda la red incluso si un nodo realiza un comportamiento erróneo o malicioso.
En MonadBFT, la finalidad es de una sola ranura (1 segundo) y los resultados de la ejecución suelen tardar menos de 1 segundo en nodos completos. Esta finalidad de una sola ranura significa que después de enviar una transacción, los usuarios verán el orden oficial de las transacciones un solo bloque después. A menos que una gran mayoría de la red actúe de forma maliciosa, no hay posibilidad de reordenamiento. Para los usuarios que necesitan comprender rápidamente los resultados comerciales (por ejemplo, operadores de alta frecuencia), se puede ejecutar un nodo completo para minimizar la latencia.
Ejecución paralela: permite a Monad ejecutar múltiples transacciones simultáneamente. A primera vista, este enfoque puede parecer diferente de la semántica de ejecución de Ethereum, pero no lo es. Los bloques Monad son iguales a los bloques Ethereum, que son colecciones de transacciones ordenadas linealmente. Los resultados de la ejecución de estas transacciones son los mismos entre Monad y Ethereum.
Durante la ejecución paralela, Monad utiliza un enfoque de ejecución optimista, que comienza a ejecutar transacciones posteriores antes de que se completen las transacciones anteriores en el bloque. En ocasiones, esto puede provocar resultados de ejecución incorrectos. Las mónadas resuelven este problema rastreando las entradas utilizadas al ejecutar una transacción y comparándolas con las salidas de transacciones anteriores. Si hay una discrepancia, la transacción debe volver a ejecutarse con los datos correctos.
Además, Monad emplea un analizador de código estático para predecir las dependencias entre transacciones al ejecutar transacciones para evitar una ejecución paralela ineficaz. En el mejor de los casos, una Monad puede predecir muchas dependencias con anticipación; en el peor de los casos, vuelve a un modo de ejecución simple.
La tecnología de ejecución paralela de Monad no solo mejora la eficiencia y el rendimiento de la red, sino que también reduce las fallas en las transacciones debido a la ejecución paralela al optimizar las estrategias de ejecución.
MonadDb: MonadDb está optimizado para el almacenamiento y procesamiento de datos. Es parte de la estrategia de optimización de Monad para mejorar el rendimiento general de la red, especialmente cuando se trata de procesar datos de estado y datos de transacciones. Dichos componentes están diseñados para mejorar la eficiencia y escalabilidad del almacenamiento de datos y mejorar la capacidad de la red blockchain para manejar grandes cantidades de datos. Incluye mecanismos mejorados de indexación de datos, estructuras de almacenamiento más eficientes y rutas de acceso a datos optimizadas. Estas optimizaciones ayudan a reducir el tiempo de acceso a los datos y aumentar la velocidad de procesamiento de las transacciones, mejorando así el rendimiento de toda la red blockchain.
Proyecto Ecológico
Intercambio
TayaSwap es un AMM DEX basado en Monad impulsado por SubLabs que permite negociar activos sin intermediarios ni carteras de pedidos tradicionales. AMM se basa en fórmulas matemáticas y contratos inteligentes para facilitar los intercambios de tokens, determinar precios y utilizar contratos inteligentes para permitir transacciones entre pares.
Finanzas ambientales
Ambient (anteriormente CrocSwap) es un protocolo comercial descentralizado que permite que un AMM bilateral combine liquidez de producto centralizada y constante en cualquier par de activos de blockchain. Ambient ejecuta todo el DEX en un único contrato inteligente, donde un único grupo de AMM es una estructura de datos liviana en lugar de un contrato inteligente separado.
Protocolo del camarón
Shrimp es un (3,3) DEX con economía de tokens de volante, soporte para activos del mundo real y está llegando a Monad.
Catalizador
Catalyst es una solución de liquidez sin permiso entre cadenas de bloques modulares, diseñada específicamente para conectar todas las cadenas y permitir el acceso a cualquier activo, en cualquier lugar. Catalyst permite a los desarrolladores conectarse automáticamente a todas las cadenas y obtener acceso a los usuarios en un ecosistema unificado, mientras que su diseño simple, descentralizado y autohospedado garantiza que los proyectos puedan acceder a la liquidez de forma segura y sin problemas.
Intercambio
Swaap es un creador de mercado automatizado (AMM) neutral en el mercado. Combina oráculos y diferenciales dinámicos para proporcionar ganancias sostenibles a los proveedores de liquidez y precios más baratos para los comerciantes. El protocolo reduce significativamente las pérdidas no permanentes y proporciona grupos de activos múltiples.
Elixir
Elixir es un protocolo de creación de mercado descentralizado que utiliza algoritmos de creación de mercado para interactuar con intercambios centralizados a través de llamadas API para aportar liquidez a los criptoactivos de cola larga.
Intercambio de tiempo
Timeswap es un protocolo de mercado monetario descentralizado basado en AMM que no utiliza oráculos ni liquidadores. A diferencia de Uniswap, donde los activos se pueden negociar en tiempo real, pedir prestado en Timeswap implica intercambiar tokens hasta que se complete el pago. El prestamista proporciona el activo A para pedir dinero prestado mientras "protege" una cierta cantidad del activo B que el prestatario utiliza como garantía. Los usuarios pueden ajustar su perfil de riesgo para obtener tasas de interés más altas con ratios hipotecarios más bajos, o viceversa.
poply
Poply es un mercado de NFT comunitario dedicado a la cadena Monad, que muestra y potencia las colecciones de NFT creadas específicamente para esta cadena y atrae a personas interesadas en NFT únicas mediante el uso de IA para generar arte y una interfaz fácil de usar. fichas.
Tablero de conmutadores
Switchboard es un protocolo de Oracle de múltiples cadenas, personalizable y sin permisos para fuentes de datos universales y aleatoriedad verificable. Al permitir que cualquiera envíe cualquier forma de datos, independientemente del tipo de datos, proporciona una ventanilla única para los usuarios y ayuda a impulsar la próxima generación de aplicaciones descentralizadas.
Red Python
Pyth Network es una solución de oráculo de precios de próxima generación desarrollada por Douro Labs, cuyo objetivo es proporcionar datos valiosos del mercado financiero en la cadena, incluidas criptomonedas, acciones, divisas y materias primas, a proyectos y protocolos y al público a través de la tecnología blockchain. La red agrega datos de precios propios de más de 70 proveedores de datos confiables y los publica para su uso en contratos inteligentes y otras aplicaciones dentro y fuera de la cadena.
Protocolo AIT
El protocolo AIT es una infraestructura de datos de inteligencia artificial que proporciona soluciones de inteligencia artificial Web3. El mercado descentralizado de AIT ofrece a millones de usuarios de criptomonedas una oportunidad única y amplia de participar en tareas de "entrenar para ganar dinero", un concepto que simultáneamente les permite ganar recompensas y al mismo tiempo contribuir activamente al desarrollo y desarrollo de modelos de inteligencia artificial. .
Aviso
Notifi proporciona una capa de comunicación común para todos los proyectos Web3, con planes para incorporar capacidades de notificación y mensajería en aplicaciones descentralizadas para interactuar con los usuarios en canales digitales y en cadena. Notifi API permite a los desarrolladores desbloquear infraestructuras de comunicación complejas a través de API simples que pueden brindar experiencias de usuario nativas para todas las aplicaciones del mundo; Notifi Center brinda a los usuarios una experiencia de notificación de información personalizada, que estará disponible desde dispositivos móviles y web. Permitiendo a los usuarios ver y gestionar toda la información en el mundo Web3; Notifi Push permite a los especialistas en marketing crear interacciones coherentes y multicanal que impulsen el crecimiento empresarial y retengan su base de usuarios.
ACryptoS
ACryptoS es una plataforma de estrategia de cifrado avanzada, un optimizador de agregación de ingresos de múltiples cadenas y DEX, que proporciona bóvedas compuestas automáticas de un solo token, bóvedas LP de dos tokens, bóvedas de liquidez únicas, DEX de la rama Balancer-V2 e intercambios de monedas estables. Una amplia gama de productos únicos. . Lanzado inicialmente en la cadena BNB en noviembre de 2020, ACryptoS se ha expandido a 11 cadenas con más de 100 bóvedas implementadas, con el objetivo de respaldar a los usuarios y protocolos de DeFi.
MagmaDAO
MagmaDAO es un protocolo de participación de liquidez controlado por DAO que tiene como objetivo lograr una distribución justa de tokens a través de lanzamientos aéreos competitivos del ecosistema. Es el primer validador distribuido fuera de Ethereum y está construido sobre la mónada Strong EVM L1 más rápida, barata y resistente a la censura.
Intercambio de wombats
Wombat Exchange es un intercambio de monedas estables de múltiples cadenas con fondos de liquidez abiertos, bajo deslizamiento y apuestas unilaterales.
agujero de gusano
Wormhole es un protocolo de mensajería universal descentralizado que permite a los desarrolladores y usuarios de aplicaciones entre cadenas aprovechar múltiples ecosistemas.
Finanzas DeMask
DeMask Finance es un protocolo AMM en cadena para transacciones entre NFT y tokens ERC20. DeMask Finance apoya la creación de colecciones NFT y plataformas de lanzamiento de NFT: combinadas con ETH y otros tokens. Intercambio descentralizado de NFT: admite el emparejamiento de NFT ERC-1155 u otros tokens con tokens ETH y ERC-20. El protocolo DeMask tiene como objetivo agregar liquidez al mercado NFT y proporciona una interfaz para permitir un intercambio fluido entre tokens ERC20 o tokens nativos y colecciones de NFT. DeMask es un sistema de contratos inteligentes interconectados que permite a todos los usuarios crear y poseer fondos de liquidez y comerciar de forma totalmente automatizada. Cada grupo contendrá un par de activos, incluido un token y un NFT, lo que proporcionará un precio fijo para el comercio instantáneo. Esto también permite que otros contratos estimen el precio promedio de los dos activos a lo largo del tiempo. Los usuarios con fondos de liquidez serán recompensados al intercambiar pares de activos.
Seis V2
Sei V2 es una actualización importante de la red Sei, que pretende ser el primer EVM totalmente paralelizado. Esta actualización permitirá a Sei:
Compatibilidad con versiones anteriores de contratos inteligentes EVM: esto significa que los desarrolladores pueden implementar contratos inteligentes auditados y compatibles con EVM en Sei sin cambiar el código. Esto es extremadamente importante para los desarrolladores, ya que simplifica el proceso de transferencia de sus contratos inteligentes existentes de otras cadenas de bloques como Ethereum a Sei.
Desde una perspectiva técnica, los nodos Sei importarán automáticamente Geth, la implementación Go de la máquina virtual Ethereum. Geth se utilizará para procesar transacciones de Ethereum, y cualquier actualización resultante (incluidas actualizaciones de estado o llamadas a contratos no relacionados con EVM) se realizará a través de la interfaz especial creada por Sei para EVM.
Paralelización optimista: permite que la cadena de bloques admita la paralelización sin necesidad de que los desarrolladores definan ninguna dependencia. Esto significa que todas las transacciones pueden ejecutarse en paralelo, y cuando ocurre un conflicto (por ejemplo, una transacción alcanza el mismo estado), la cadena realizará un seguimiento de la parte del almacenamiento tocada por cada transacción y volverá a ejecutar esas transacciones en orden. Este proceso continuará de forma recursiva hasta que se resuelvan todos los conflictos inexplicables. Debido a que las transacciones se ordenan en bloques, el proceso es determinista, lo que simplifica el flujo de trabajo del desarrollador y al mismo tiempo mantiene el paralelismo a nivel de cadena.
SeiDB: Introducirá una nueva estructura de datos llamada SeiDB para optimizar la capa de almacenamiento de la plataforma. El objetivo principal de SeiDB es evitar la sobrecarga de estado, el problema en el que una red se vuelve demasiado pesada en datos, al mismo tiempo que se simplifica el proceso de sincronización de estado para nuevos nodos. Este diseño tiene como objetivo mejorar el rendimiento general y la escalabilidad de la cadena de bloques Sei.
Sei V2 logra este objetivo transformando el árbol IAVL tradicional en un sistema de dos componentes: almacenamiento estatal y compromisos estatales. Este cambio reduce significativamente la latencia y el uso del disco, y Sei V2 también planea pasar al uso de PebbleDB para mejorar el rendimiento de lectura y escritura para el acceso multiproceso.
Interoperabilidad con cadenas existentes: Sei V2 permite una combinación perfecta entre EVM y cualquier otro entorno de ejecución respaldado por Sei, brindando una experiencia más fluida para los desarrolladores que pueden acceder fácilmente a tokens nativos y otras características de la cadena, como el compromiso. También creará un nuevo componente para admitir contratos inteligentes EVM. Estos contratos inteligentes EVM se beneficiarán de todos los cambios realizados en el consenso y la paralelización, y también podrán interactuar con los contratos inteligentes Cosmwasm existentes.
Desde una perspectiva de rendimiento, Sei V2 ofrecerá un rendimiento de 28.300 transacciones por lotes por segundo, al tiempo que ofrecerá un tiempo de bloque de 390 milisegundos y una finalidad de 390 milisegundos. Esto permite a Sei admitir a más usuarios y brindar una mejor experiencia interactiva que las cadenas de bloques existentes, al tiempo que ofrece costos por transacción más económicos.
El progreso de la actualización principal de Sei V2 ahora está cerca de completarse el código. Una vez completada la revisión, esta actualización se lanzará en la red de prueba pública en el primer trimestre de 2024 y se implementará en la red principal en la primera mitad de 2024.
Neón
Neon EVM aprovecha las capacidades de la cadena de bloques Solana para proporcionar un entorno eficiente para las dApps de Ethereum. Se ejecuta como un contrato inteligente dentro de Solana, lo que permite a los desarrolladores implementar dApps de Ethereum con cambios de código mínimos o nulos y beneficiarse de las funciones avanzadas de Solana. La arquitectura y las operaciones de Neon EVM se centran en la seguridad, la descentralización y la sostenibilidad, lo que brinda a los desarrolladores de Ethereum la oportunidad de realizar una transición sin problemas al entorno de Solana. Aprovecha las bajas tarifas y las altas velocidades de transacción de Solana con su capacidad para permitir que las transacciones se ejecuten en paralelo, proporcionar un alto rendimiento y reducir costos. Los principales componentes del ecosistema Neon EVM incluyen:
Programa EVM de neón:
Es un EVM compilado en el código de bytes de Berkeley Packet Filter y se ejecuta en Solana. Procesa transacciones similares a Ethereum (transacciones Neon) en Solana y sigue las reglas de Ethereum. Neon EVM se configura a través de una cuenta EVM descentralizada de múltiples firmas, y los participantes pueden cambiar el código de Neon EVM y los parámetros de configuración.
El proceso mediante el cual Neon EVM procesa las transacciones implica varios pasos clave. Primero, los usuarios inician una transacción similar a Ethereum (N-tx) a través de una billetera compatible con Ethereum. Estas transacciones se encapsulan en transacciones de Solana (S-tx) a través de Neon Proxy y luego se pasan al programa Neon EVM alojado en Solana. El programa Neon EVM desbloquea transacciones, verifica las firmas de los usuarios, carga el estado de EVM (incluidos los datos de la cuenta y el código de contrato inteligente), ejecuta transacciones en el entorno Solana BPF (Berkeley Packet Filter) y actualiza el estado de Solana para reflejar el nuevo estado de Neon EVM.
Neon Proxy: permite migrar las dApps de Ethereum a Neon con una reconfiguración mínima. Neon Proxy empaqueta transacciones EVM en transacciones Solana y las proporciona como una solución en contenedores para facilitar su uso. Los operadores que ejecutan servidores Neon Proxy facilitan la ejecución de transacciones similares a Ethereum en Solana, aceptando tokens NEON para tarifas de gas y otros pagos dentro del ecosistema de Solana.
Neon DAO: La DAO proporciona servicios de custodia para la Fundación Neon y guía la investigación y el desarrollo futuros. Opera como una serie de contratos en Solana, proporcionando una capa de gobernanza que controla la funcionalidad de Neon EVM. Los poseedores de tokens NEON pueden participar en las actividades de DAO, incluida la propuesta y votación de propuestas.
NEON Token: este token de utilidad tiene dos funciones principales: pagar tarifas de gas y participar en la gobernanza a través de DAO.
Integraciones y herramientas: Neon EVM admite una variedad de integraciones y herramientas para desarrollo y análisis. Estos incluyen exploradores de bloques como NeonScan, contenedores ERC-20 SPL para transferencias de tokens, NeonPass para transferir tokens ERC-20 entre Solana y Neon EVM, NeonFaucet para probar tokens y compatibilidad con EVM como la compatibilidad con MetaMask Wallet.
Eclipse
Eclipse es una solución de Capa 2 para Ethereum que acelera enormemente el procesamiento de transacciones aprovechando la Máquina Virtual Solana (SVM). Eclipse está diseñado para brindar velocidad y escalabilidad, utiliza una arquitectura acumulativa modular e integra tecnologías clave como la liquidación de Ethereum, contratos inteligentes SVM, disponibilidad de datos de Celestia y seguridad RISC Zero.
Específicamente, Eclipse Mainnet combina lo mejor de las piezas de pila modular:
Capa de liquidación - Ethereum: Eclipse utiliza Ethereum como capa de liquidación. En esta capa, las transacciones se finalizan y aseguran. Usar Ethereum no solo significa aprovechar su sólida seguridad y liquidez, sino también usar ETH como token de gas para pagar las tarifas de transacción. Esta configuración permite a Eclipse heredar sólidas características de seguridad de Ethereum.
Capa de ejecución-SVM: en términos de ejecución de contratos inteligentes, Eclipse utiliza SVM. Esto contrasta fuertemente con la forma en que EVM ejecuta transacciones de forma secuencial; SVM es capaz de procesar transacciones en paralelo. Su tiempo de ejecución Sealevel presenta transacciones que no implican estados superpuestos y pueden procesarse en paralelo, lo que permite a Eclipse escalar horizontalmente y mejorar el rendimiento.
Disponibilidad de datos - Celestia: Para garantizar que los datos estén disponibles oportunamente y sean verificables, Eclipse utiliza Celestia. Celestia proporciona una plataforma escalable y segura para la publicación de datos y es un soporte importante para el alto rendimiento de Eclipse.
Prueba de fraude - RISC Zero: Eclipse integra RISC Zero para realizar prueba de fraude con conocimiento cero, evitando la necesidad de serialización de estado intermedio, mejorando así la eficiencia y seguridad del sistema.
El objetivo del diseño de Eclipse es proporcionar una solución universal de Capa 2 para Ethereum que pueda usarse a gran escala. Está diseñado para abordar las limitaciones de los paquetes acumulativos específicos de aplicaciones y los problemas de aislamiento y complejidad resultantes que pueden empeorar la experiencia del usuario y del desarrollador. Eclipse ofrece una opción atractiva para crear dApps escalables y de alto rendimiento en Ethereum a través de su sistema modular acumulativo y componentes tecnológicos integrados.
lumio
Lumio es una solución de Capa 2 desarrollada por Pontem Network para resolver los desafíos de escalabilidad de Ethereum y brindar una experiencia similar a Web2 a Web3. Se destaca como un paquete acumulativo único en el espacio blockchain debido a su capacidad para admitir tanto EVM como Move VM utilizados por Aptos. Esta doble compatibilidad permite a Lumio procesar transacciones en Aptos y al mismo tiempo establecerse en Ethereum, proporcionando una solución versátil y eficiente para los desarrolladores y usuarios de dApp. Tiene las siguientes características clave:
Compatibilidad con doble máquina virtual: Lumio soporta exclusivamente EVM y Move VM de Aptos. Esta doble compatibilidad permite a Lumio integrar perfectamente la funcionalidad de Ethereum y Aptos, aumentando la flexibilidad y eficiencia del desarrollo y ejecución de dApps.
Alto rendimiento y baja latencia: Lumio aumenta significativamente el ancho de banda de las transacciones al aprovechar cadenas de alto rendimiento como Aptos para realizar pedidos de transacciones. Esta integración garantiza que Lumio pueda manejar de manera eficiente grandes volúmenes de transacciones mientras mantiene las características de seguridad y liquidez de Ethereum.
Tecnología Optimistic Rollup: Lumio utiliza la pila OP de código abierto y adopta tecnología optimista Rollup. Los rollups optimistas son conocidos por su procesamiento eficiente de transacciones y costos más bajos, lo que los hace adecuados para escalar aplicaciones basadas en Ethereum.
Modelo económico de costos de gas flexible: Lumio presenta un modelo económico de costos de gas centrado en la aplicación. Este modelo permite a los desarrolladores de aplicaciones beneficiarse directamente del uso de la red, lo que potencialmente inspira un desarrollo de dApps más innovador y fácil de usar.
Interoperabilidad e integración: la capacidad de Lumio para procesar transacciones en Aptos y liquidar en Ethereum demuestra un alto grado de interoperabilidad entre diferentes ecosistemas de blockchain. Esta característica permite a los desarrolladores aprovechar al máximo Ethereum y Aptos en sus aplicaciones.
Equilibrio entre seguridad y escalabilidad: la combinación de la sólida seguridad de Ethereum con la escalabilidad de Aptos proporciona a los desarrolladores una solución atractiva para crear dApps seguras y de alto rendimiento. La arquitectura de Lumio está diseñada para equilibrar eficazmente estos dos aspectos críticos.
Lumio se encuentra actualmente en versión beta cerrada y planea implementarla gradualmente para usuarios seleccionados. Este enfoque permite realizar pruebas exhaustivas y mejoras en la plataforma en función de los comentarios de los usuarios, lo que garantiza una plataforma sólida y fácil de usar tras un lanzamiento más amplio.
Otros proyectos paralelos en la industria
solana
La tecnología Sealevel de Solana es un componente clave de su arquitectura blockchain y está diseñada para mejorar el rendimiento de los contratos inteligentes a través de tecnología de procesamiento paralelo. Este enfoque es significativamente diferente del procesamiento de subproceso único de otras plataformas blockchain, como el tiempo de ejecución basado en WASM de EVM y EOS, que procesan un contrato a la vez y modifican el estado de la blockchain secuencialmente.
Sealevel permite que el tiempo de ejecución de Solana procese decenas de miles de contratos en paralelo, utilizando todos los núcleos disponibles para el validador. Esta capacidad de procesamiento paralelo es posible porque las transacciones de Solana describen explícitamente todos los estados que se leerán o escribirán durante la ejecución, lo que permite que las transacciones que no se superpongan se ejecuten simultáneamente, así como las transacciones que solo leen el mismo estado.
Las funciones principales de Sealevel se basan en la arquitectura única de Solana, incluidos componentes como la base de datos de cuentas Cloudbreak y el mecanismo de consenso de Prueba de Historia (PoH). Cloudbreak asigna claves públicas a cuentas, las cuentas mantienen saldos y datos, y los programas (código sin estado) administran las transiciones de estado para estas cuentas.
Las transacciones en Solana se especifican con un vector de instrucciones, cada instrucción contiene el programa, las instrucciones del programa y una lista de cuentas en las que la transacción desea leer y escribir. Esta interfaz, inspirada en las interfaces de sistemas operativos de bajo nivel para dispositivos, permite que SVM clasifique millones de transacciones pendientes y programe todas las transacciones que no se superpongan para su procesamiento en paralelo. Además, Sealevel puede ordenar todas las instrucciones por ID de programa y ejecutar el mismo programa en todas las cuentas simultáneamente, un proceso similar a la optimización SIMD (Instrucción única de datos múltiples) utilizada en las GPU.
Sealevel para Solana ofrece varios beneficios, incluida una escalabilidad mejorada, latencia reducida, rentabilidad y seguridad mejorada. Permite que la red Solana maneje una cantidad significativamente mayor de transacciones por segundo, proporcione una finalización de transacciones casi instantánea y reduzca las tarifas de transacción. Incluso durante el procesamiento paralelo, la seguridad de los contratos inteligentes se mantiene a través de los sólidos protocolos de seguridad de Solana.
Sealevel convierte a Solana en una potente plataforma de aplicaciones descentralizada al permitir el procesamiento paralelo de alta velocidad y un mayor rendimiento de las transacciones.
Sui
Las características de la tecnología paralela de Sui la convierten en una plataforma blockchain eficiente y de alto rendimiento adecuada para una variedad de aplicaciones y casos de uso Web3. Estas características distintivas trabajan juntas para mejorar la eficiencia y el rendimiento de su red:
Componentes Narwhal y Bullshark: Estos dos componentes son cruciales para el mecanismo de consenso de Sui. Narwhal actúa como un grupo de memoria, responsable de acelerar el procesamiento de transacciones, mejorar la eficiencia de la red y garantizar la disponibilidad de los datos cuando se envían a Bullshark (motor de consenso). Bullshark es responsable de clasificar los datos proporcionados por Narwhal, utilizando un mecanismo bizantino de tolerancia a fallas para verificar la validez de las transacciones y distribuirlas a través de la red.
Modelo de propiedad de activos: en la red Sui, los activos pueden ser propiedad de un solo propietario o ser compartidos por varios propietarios. Los activos de un único propietario pueden transferirse rápida y libremente a través de la red, mientras que los activos compartidos deben verificarse mediante un sistema de consenso. Este sistema de propiedad de activos no sólo mejora la eficiencia del procesamiento de transacciones, sino que también permite a los desarrolladores crear múltiples tipos de activos para sus aplicaciones.
Computación distribuida: el diseño de Sui permite que la red escale los recursos según la demanda, haciéndola funcionar como un servicio en la nube. Esto significa que a medida que aumenta la demanda de la red Sui, los validadores de la red pueden agregar más potencia de procesamiento, mantener la estabilidad de la red y mantener bajas las tarifas del gas.
Lenguaje de programación Sui Move: Sui Move es el lenguaje de programación nativo de Sui, diseñado para crear aplicaciones de alto rendimiento, seguras y ricas en funciones. Se basa en el lenguaje Move y tiene como objetivo mejorar los defectos del lenguaje de programación de contratos inteligentes, mejorar la seguridad de los contratos inteligentes y la eficiencia laboral de los programadores.
Bloque de transacciones programables (PTB): un PTB en Sui es una secuencia de transacciones compleja y componible que puede acceder a cualquier función Move pública en cadena en todos los contratos inteligentes. Este diseño proporciona sólidas garantías para pagos o aplicaciones orientadas a finanzas.
Escalabilidad horizontal: la escalabilidad de Sui no se limita al procesamiento de transacciones sino que también incluye el almacenamiento. Esto permite a los desarrolladores definir activos complejos con propiedades ricas y almacenarlos directamente en la cadena sin tener que utilizar almacenamiento indirecto fuera de la cadena para ahorrar tarifas de gas.
Combustible
En la red Fuel, la "ejecución de transacciones paralelas" es una tecnología clave que permite a la red procesar de manera eficiente grandes cantidades de transacciones. El núcleo de esta ejecución paralela se logra mediante el uso de listas de acceso de estado estrictas basadas en el modelo UTXO (Unspent Transaction Output). Este modelo es un elemento fundamental en Bitcoin y muchas otras criptomonedas.
Fuel introduce la capacidad de ejecución de transacciones paralelas en el modelo UTXO. Al utilizar listas de acceso de estado estrictas, Fuel puede procesar transacciones en paralelo, utilizando así más subprocesos y núcleos de CPU que normalmente estarían inactivos en cadenas de bloques de un solo subproceso. De esta manera, Fuel puede proporcionar más potencia informática, acceso al estado y rendimiento de transacciones que una cadena de bloques de un solo subproceso.
Fuel resuelve el problema de concurrencia en el modelo UTXO. En Fuel, los usuarios no firman UTXO directamente, sino que firman el ID del contrato, lo que indica su intención de interactuar con el contrato. Por lo tanto, los usuarios no cambian directamente el estado, lo que provoca que se consuma UTXO. En cambio, el productor del bloque será responsable de manejar cómo las diversas transacciones en el bloque afectan el estado general y, por lo tanto, el contrato UTXO. Un UTXO de contrato consumido crea un nuevo UTXO con las mismas características principales pero almacenamiento y equilibrio actualizados.
Para lograr la ejecución de transacciones paralelas, Fuel desarrolló una máquina virtual específica: FuelVM. El diseño de FuelVM se centra en reducir el desperdicio de procesamiento en las arquitecturas de máquinas virtuales blockchain tradicionales y, al mismo tiempo, proporciona a los desarrolladores más espacio de diseño potencial. Incorpora años de lecciones aprendidas del ecosistema Ethereum y sugerencias de mejoras que no se pudieron implementar en Ethereum debido a la necesidad de mantener la compatibilidad con versiones anteriores.
Apartamentos
La cadena de bloques Aptos utiliza un motor de ejecución paralela llamado Block-STM (Software Transaction Memory) para mejorar su capacidad para procesar transacciones. Esta tecnología permite a Aptos ejecutar transacciones en un orden preestablecido dentro de cada bloque, asignando transacciones a diferentes subprocesos del procesador durante la ejecución. La idea central de este método es registrar las ubicaciones de memoria modificadas por las transacciones mientras se ejecutan todas las transacciones. Después de que se hayan verificado todos los resultados de la transacción, si se descubre que una transacción ha accedido a una ubicación de memoria modificada por una transacción anterior, la transacción será invalidada. Luego, las transacciones abortadas se vuelven a ejecutar y el proceso se repite hasta que se hayan ejecutado todas las transacciones.
A diferencia de otros motores de ejecución paralela, Block-STM mantiene la atomicidad de las transacciones sin necesidad de conocer de antemano los datos a leer/escribir. Esto facilita a los desarrolladores la creación de aplicaciones altamente paralelizadas. Block-STM admite una atomicidad más rica que otros entornos de ejecución paralela, que a menudo requieren que las operaciones se dividan en múltiples transacciones (rompiendo la atomicidad lógica). Block-STM mejora la experiencia del usuario al reducir la latencia y mejorar la rentabilidad.
Además, Aptos también adopta un mecanismo de consenso llamado AptosBFTv4, un protocolo BFT para cadenas de bloques de producción que ha sido sometido a estrictas pruebas de corrección. El protocolo optimiza la capacidad de respuesta, proporciona baja latencia y alto rendimiento y aprovecha al máximo la red subyacente. AptosBFTv4 utiliza un diseño de canalización similar a un procesador para garantizar la máxima utilización de recursos en cada paso. Por lo tanto, un solo nodo puede participar en muchos aspectos del consenso, desde seleccionar transacciones para su inclusión en un bloque hasta ejecutar otro conjunto de transacciones, escribir los resultados de otro conjunto de transacciones en el almacenamiento y certificar los resultados de otro conjunto de transacciones. Esto hace que el rendimiento esté limitado sólo por la etapa más lenta, en lugar de por la combinación secuencial de todas las etapas.
desafío
desafío técnico
En términos generales, los desafíos principales al adoptar un enfoque paralelo o concurrente son problemas de carrera de datos, conflictos de lectura y escritura o problemas de peligro de datos. Todos estos términos describen el mismo problema: diferentes subprocesos u operaciones que intentan leer y modificar los mismos datos al mismo tiempo. La implementación de sistemas paralelos eficientes y confiables requiere resolver problemas técnicos complejos, especialmente para garantizar una ejecución predecible y libre de conflictos de operaciones paralelas en miles de nodos descentralizados. Además, el desafío de la compatibilidad técnica es garantizar que los nuevos métodos de procesamiento paralelo sean compatibles con los estándares EVM y los códigos de contratos inteligentes existentes.
Adaptabilidad del ecosistema
Los desarrolladores pueden necesitar aprender nuevas herramientas y métodos para maximizar los beneficios de la EVM paralela. Además, los usuarios también deben adaptarse a los nuevos modos de interacción y características de rendimiento que puedan surgir. Esto requiere que los participantes de todo el ecosistema (incluidos desarrolladores, usuarios y proveedores de servicios) tengan cierta comprensión y adaptabilidad a las nuevas tecnologías. Al mismo tiempo, un ecosistema blockchain sólido depende no solo de sus características técnicas sino también de un amplio soporte para desarrolladores y aplicaciones enriquecidas. Para que nuevas tecnologías como la EVM paralela tengan éxito en el mercado, deben establecer suficientes efectos de red para atraer la participación de desarrolladores y usuarios.
Mayor complejidad del sistema
EVM paralelo requiere una comunicación de red eficiente para admitir la sincronización de datos entre múltiples nodos. Los retrasos en la red o las fallas de sincronización pueden provocar un procesamiento de transacciones inconsistente, lo que aumenta la complejidad del diseño del sistema. Para aprovechar eficazmente el procesamiento paralelo, los sistemas deben gestionar y asignar recursos informáticos de forma más inteligente. Esto puede implicar distribuir dinámicamente la carga entre diferentes nodos, así como optimizar el uso de la memoria y el almacenamiento. Desarrollar contratos inteligentes y aplicaciones que admitan el procesamiento paralelo es más complejo que los modelos tradicionales de ejecución secuencial. Los desarrolladores deben considerar las características y limitaciones de la ejecución paralela, lo que puede dificultar el proceso de codificación y depuración. En un entorno de ejecución paralela, las vulnerabilidades de seguridad pueden amplificarse porque un problema de seguridad puede afectar múltiples transacciones que se ejecutan en paralelo. Por lo tanto, se requiere un proceso de prueba y auditoría de seguridad más riguroso.
Perspectiva del futuro
Parallel EVM ha demostrado un gran potencial para mejorar la escalabilidad y eficiencia de blockchain. Estos EVM paralelos mencionados anteriormente representan un cambio importante en la tecnología blockchain y están diseñados para mejorar las capacidades de procesamiento de transacciones mediante la ejecución simultánea de transacciones en múltiples procesadores. Este enfoque rompe con el procesamiento de transacciones secuenciales tradicional, permitiendo un mayor rendimiento y una menor latencia, que son fundamentales para la escalabilidad y eficiencia de las redes blockchain.
La implementación exitosa de EVM paralelo depende en gran medida de la visión y las habilidades de los desarrolladores, especialmente en el diseño de contratos inteligentes y estructuras de datos. Estos elementos son fundamentales para determinar si una transacción se puede ejecutar en paralelo. Los desarrolladores deben considerar el procesamiento paralelo desde el comienzo del proyecto y asegurarse de que sus diseños permitan que diferentes transacciones se ejecuten de forma independiente y sin interferencias.
Parallel EVM también mantiene la compatibilidad con el ecosistema Ethereum, lo cual es fundamental para los desarrolladores y usuarios que ya participan en aplicaciones basadas en Ethereum. Esta compatibilidad garantiza una transición e integración fluidas de las dApps existentes, lo cual es un desafío para sistemas como DAG, ya que a menudo requieren modificaciones significativas en las aplicaciones existentes.
El desarrollo de EVM paralelos se considera un paso clave para resolver las limitaciones fundamentales de la escalabilidad de blockchain. Se espera que estas innovaciones preparen las redes blockchain para el futuro, permitiéndoles mantenerse al día con las crecientes demandas y convertirse en la piedra angular de la próxima generación de infraestructura Web3. Si bien los EVM paralelos ofrecen un enorme potencial, su implementación exitosa requiere superar desafíos técnicos complejos y garantizar una amplia adopción del ecosistema.
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Informe de investigación de MT Capital: interpretación completa de EVM paralelo, descripción general del proyecto y perspectivas futuras
Escrito por: Xinwei, MT Capital
TL;DR
Los desafíos clave en la adopción del paralelismo incluyen resolver problemas de carrera de datos y conflictos de lectura y escritura, garantizar la compatibilidad de la tecnología con los estándares existentes, adaptarse a nuevos patrones de interacción del ecosistema y gestionar la mayor complejidad del sistema, particularmente en términos de seguridad y asignación de recursos.
Parallel EVM demuestra un gran potencial para mejorar la escalabilidad y eficiencia de blockchain, lo que marca un cambio importante en la tecnología blockchain. Mejora las capacidades de procesamiento de transacciones al ejecutar transacciones simultáneamente en múltiples procesadores, rompiendo las limitaciones del procesamiento de transacciones secuencial tradicional. Si bien los EVM paralelos ofrecen un enorme potencial, su implementación exitosa requiere superar desafíos técnicos complejos y garantizar una amplia adopción del ecosistema.
Conceptos básicos de EVM paralelo
Introducción a EVM
La máquina virtual Ethereum (EVM) es el componente central de la cadena de bloques Ethereum y sirve como motor informático. Es una máquina completa cuasi-Turing que proporciona un entorno operativo para la ejecución de contratos inteligentes en la red Ethereum, lo cual es fundamental para mantener la confianza y la coherencia en todo el ecosistema Ethereum.
El EVM ejecuta contratos inteligentes procesando código de bytes, que es una forma más básica de compilar código de contrato inteligente generalmente escrito en un lenguaje de programación de alto nivel como Solidity. Estos códigos de bytes constan de una serie de códigos de operación (códigos de operación) que se utilizan para realizar diversas funciones, incluidas operaciones aritméticas y almacenamiento/recuperación de datos. El EVM funciona como una máquina apilada, procesando las operaciones de manera que el último en entrar sea el primero en salir. Cada operación en el EVM tiene un costo de gas asociado. Este sistema de gas mide el esfuerzo computacional requerido para realizar operaciones, asegurando una asignación justa de recursos y evitando el abuso de la red.
En Ethereum, las transacciones juegan un papel importante en la funcionalidad del EVM. Hay dos tipos de transacciones: las que provocan que se llame a un mensaje y las que provocan que se cree un contrato. La creación del contrato da como resultado la creación de una nueva cuenta de contrato que contiene el código de bytes del contrato inteligente compilado, y cuando otra cuenta realiza una llamada de mensaje al contrato, se ejecuta su código de bytes.
La arquitectura de EVM incluye componentes como código de bytes, pila, memoria y almacenamiento. Tiene un espacio de memoria dedicado para el almacenamiento temporal de datos durante la ejecución y un espacio de almacenamiento persistente en la cadena de bloques para almacenar datos de forma indefinida. El diseño del EVM garantiza un entorno de ejecución seguro para contratos inteligentes, aislándolos para evitar ataques de reentrada y empleando diversas medidas de seguridad, como límites de profundidad de pila y gas.
Además, la influencia de EVM se extiende más allá de Ethereum a un rango más amplio a través de cadenas compatibles con EVM. Estas cadenas, aunque diferentes, mantienen la compatibilidad con las aplicaciones basadas en Ethereum, lo que les permite interactuar sin problemas con las aplicaciones basadas en Ethereum. Estas cadenas desempeñan un papel clave en diversos campos, como las soluciones empresariales, GameFi y DeFi.
La necesidad de EVM paralelo
La necesidad de una EVM (máquina virtual Ethereum) paralela surge de su capacidad para mejorar significativamente el rendimiento y la eficiencia de las redes blockchain. El EVM tradicional procesa las transacciones de forma secuencial, lo que no sólo consume mucha energía, sino que también supone una gran carga de trabajo para los validadores de la red. Este enfoque a menudo resulta en altos costos de transacción e ineficiencias, y se considera un obstáculo importante para la adopción generalizada de blockchain.
Parallel EVM revoluciona el proceso de consenso al permitir que se ejecuten múltiples operaciones simultáneamente. La capacidad de ejecutar en paralelo aumenta en gran medida el rendimiento de la red, mejorando así el rendimiento y la escalabilidad de toda la cadena de bloques. Al utilizar EVM paralelo, la red blockchain puede procesar más transacciones en menos tiempo, resolviendo de manera efectiva los problemas comunes de congestión y los tiempos de procesamiento lentos de los sistemas blockchain tradicionales.
La EVM paralela tiene un impacto significativo en varios aspectos de la tecnología blockchain:
Proporciona un método de procesamiento de transacciones con mayor eficiencia energética. Al reducir la carga de trabajo de los validadores y de toda la red, Parallel EVM ayuda a construir un ecosistema blockchain más sostenible.
Una escalabilidad mejorada y un mayor rendimiento conducen directamente a tarifas de transacción más bajas. Los usuarios disfrutarán de una experiencia más económica, lo que hará que las plataformas blockchain sean más atractivas para un público más amplio.
Procesar múltiples transacciones simultáneamente en lugar de secuencialmente significa que las dApps pueden funcionar mejor incluso durante períodos de alta demanda de la red.
Método de implementación de EVM paralelo
En la arquitectura EVM actual, las operaciones de lectura y escritura más sofisticadas son sload y sstore, que se utilizan para leer y escribir datos del estado, respectivamente. Por lo tanto, garantizar que diferentes subprocesos no entren en conflicto en estas dos operaciones es un punto de entrada fácil para implementar EVM paralelo/concurrente. De hecho, existe un tipo especial de transacción en Ethereum que incluye una estructura especial llamada "lista de acceso" que permite leer y modificar las transacciones que llevan direcciones de almacenamiento. Por lo tanto, esto proporciona un buen punto de partida para implementar un enfoque de simultaneidad basado en programación.
En términos de implementación del sistema, existen tres formas comunes de EVM paralelo/concurrente:
La diferencia entre paralelismo/concurrencia en blockchain y sistemas de bases de datos es que:
Entonces, ¿qué necesitamos?
Se requiere consenso a nivel de sistema y una ejecución más rápida generará mayores retornos.
Un algoritmo de programación multivariable que tiene en cuenta las restricciones de bloque captura más ingresos y, al mismo tiempo, puede completar la ejecución más rápido.
Operaciones de datos más detalladas, incluido el bloqueo de datos a nivel de código de operación, la capa de memoria caché, etc.
Principales proyectos y sus tecnologías.
Laboratorios Mónada
Monad es un EVM Layer 1 diseñado para mejorar significativamente la escalabilidad y la velocidad de transacción de blockchain a través de sus características técnicas únicas. La ventaja clave de Monad es que puede manejar hasta 10.000 transacciones por segundo y tiene un tiempo de bloqueo de 1 segundo. Esto se debe a su mecanismo de consenso MonadBFT y compatibilidad con EVM, que le permiten procesar transacciones de manera eficiente y rápida.
Una de las características más atractivas de Monad son sus capacidades de ejecución paralela, que le permiten procesar múltiples transacciones simultáneamente, lo que mejora enormemente la eficiencia y el rendimiento de la red en comparación con los métodos de procesamiento secuencial en los sistemas tradicionales de blockchain.
El desarrollo de Monad está dirigido por Monad Labs, cofundado por Keone Hon, Eunice Giarta y James Hunsaker. El proyecto ha recaudado con éxito 19 millones de dólares en financiación inicial y planea lanzar una red de prueba a mediados del primer trimestre de 2024, seguida de un lanzamiento de la red principal.
Monad está optimizado en cuatro áreas principales para convertirla en una cadena de bloques de alto rendimiento:
MonadBFT: MonadBFT es un mecanismo de consenso de alto rendimiento para la cadena de bloques Monad, que se utiliza para lograr coherencia en el ordenamiento de transacciones en condiciones de sincronización parcial en presencia de actores bizantinos. Es una versión mejorada basada en HotStuff, que utiliza un algoritmo BFT de dos etapas, con capacidad de respuesta optimista, sobrecarga de comunicación lineal en situaciones comunes y sobrecarga de comunicación cuadrática en situaciones de tiempo de espera. En MonadBFT, el líder envía un nuevo bloque y el QC (Certificado de quórum) o TC (Certificado de tiempo de espera) de la ronda anterior al validador en cada ronda. El validador revisa el bloque y, si está de acuerdo, envía un voto de "sí" firmado a la siguiente ronda de líderes. Este proceso utiliza firmas de umbral para agregar los votos "sí" de los verificadores 2f+1 para formar el control de calidad. En el caso común de la comunicación, el líder envía bloques a los validadores, quienes envían directamente los votos al líder para la siguiente ronda. MonadBFT también utiliza firmas BLS basadas en emparejamiento para resolver problemas de escalabilidad, lo que puede agregar firmas de forma incremental en una sola firma, y verificar una única firma agregada válida puede probar que los recursos compartidos asociados con la clave pública han firmado el mensaje. Por razones de rendimiento, MonadBFT adopta un esquema de firma híbrido, donde las firmas BLS solo se usan para tipos de mensajes agregables (votación y tiempo de espera). Las firmas ECDSA aún proporcionan la integridad y autenticidad de los mensajes. Debido a estas características, MonadBFT es capaz de lograr un consenso blockchain eficiente y sólido.
Ejecución retrasada: esta es una innovación clave que desacopla el proceso de ejecución del proceso de consenso. Bajo esta arquitectura, el proceso de consenso implica que los nodos acuerden un orden oficial de transacciones, mientras que la ejecución es el proceso de ejecutar esas transacciones y actualizar el estado. En este diseño, el nodo líder propone el orden de las transacciones, pero no conoce la raíz del estado final cuando propone el orden; el nodo validador no sabe si todas las transacciones en el bloque se ejecutarán exitosamente al votar sobre la validez del bloque.
Este diseño permite a Monad lograr mejoras significativas en la velocidad, lo que permite que las cadenas de bloques de un solo fragmento escalen a millones de usuarios. En Monad, cada nodo ejecuta de forma independiente las transacciones en el bloque N mientras llega a un consenso en el bloque N y comienza a llegar a un consenso en el bloque N+1. Este enfoque permite un presupuesto de gas mayor, ya que la ejecución sólo tiene que mantenerse al día con el consenso. Además, este enfoque es más tolerante a variaciones específicas en el tiempo de cálculo, ya que la ejecución sólo tiene que mantenerse al día con el consenso en promedio.
Para garantizar aún más la replicación de la máquina de estados, Monad incluye una raíz de Merkle retrasada por bloques D en la propuesta de bloque. Esta raíz de Merkle retrasada garantiza que se mantenga la coherencia en toda la red incluso si un nodo realiza un comportamiento erróneo o malicioso.
En MonadBFT, la finalidad es de una sola ranura (1 segundo) y los resultados de la ejecución suelen tardar menos de 1 segundo en nodos completos. Esta finalidad de una sola ranura significa que después de enviar una transacción, los usuarios verán el orden oficial de las transacciones un solo bloque después. A menos que una gran mayoría de la red actúe de forma maliciosa, no hay posibilidad de reordenamiento. Para los usuarios que necesitan comprender rápidamente los resultados comerciales (por ejemplo, operadores de alta frecuencia), se puede ejecutar un nodo completo para minimizar la latencia.
Ejecución paralela: permite a Monad ejecutar múltiples transacciones simultáneamente. A primera vista, este enfoque puede parecer diferente de la semántica de ejecución de Ethereum, pero no lo es. Los bloques Monad son iguales a los bloques Ethereum, que son colecciones de transacciones ordenadas linealmente. Los resultados de la ejecución de estas transacciones son los mismos entre Monad y Ethereum.
Durante la ejecución paralela, Monad utiliza un enfoque de ejecución optimista, que comienza a ejecutar transacciones posteriores antes de que se completen las transacciones anteriores en el bloque. En ocasiones, esto puede provocar resultados de ejecución incorrectos. Las mónadas resuelven este problema rastreando las entradas utilizadas al ejecutar una transacción y comparándolas con las salidas de transacciones anteriores. Si hay una discrepancia, la transacción debe volver a ejecutarse con los datos correctos.
Además, Monad emplea un analizador de código estático para predecir las dependencias entre transacciones al ejecutar transacciones para evitar una ejecución paralela ineficaz. En el mejor de los casos, una Monad puede predecir muchas dependencias con anticipación; en el peor de los casos, vuelve a un modo de ejecución simple.
La tecnología de ejecución paralela de Monad no solo mejora la eficiencia y el rendimiento de la red, sino que también reduce las fallas en las transacciones debido a la ejecución paralela al optimizar las estrategias de ejecución.
MonadDb: MonadDb está optimizado para el almacenamiento y procesamiento de datos. Es parte de la estrategia de optimización de Monad para mejorar el rendimiento general de la red, especialmente cuando se trata de procesar datos de estado y datos de transacciones. Dichos componentes están diseñados para mejorar la eficiencia y escalabilidad del almacenamiento de datos y mejorar la capacidad de la red blockchain para manejar grandes cantidades de datos. Incluye mecanismos mejorados de indexación de datos, estructuras de almacenamiento más eficientes y rutas de acceso a datos optimizadas. Estas optimizaciones ayudan a reducir el tiempo de acceso a los datos y aumentar la velocidad de procesamiento de las transacciones, mejorando así el rendimiento de toda la red blockchain.
Proyecto Ecológico
Intercambio
TayaSwap es un AMM DEX basado en Monad impulsado por SubLabs que permite negociar activos sin intermediarios ni carteras de pedidos tradicionales. AMM se basa en fórmulas matemáticas y contratos inteligentes para facilitar los intercambios de tokens, determinar precios y utilizar contratos inteligentes para permitir transacciones entre pares.
Finanzas ambientales
Ambient (anteriormente CrocSwap) es un protocolo comercial descentralizado que permite que un AMM bilateral combine liquidez de producto centralizada y constante en cualquier par de activos de blockchain. Ambient ejecuta todo el DEX en un único contrato inteligente, donde un único grupo de AMM es una estructura de datos liviana en lugar de un contrato inteligente separado.
Protocolo del camarón
Shrimp es un (3,3) DEX con economía de tokens de volante, soporte para activos del mundo real y está llegando a Monad.
Catalizador
Catalyst es una solución de liquidez sin permiso entre cadenas de bloques modulares, diseñada específicamente para conectar todas las cadenas y permitir el acceso a cualquier activo, en cualquier lugar. Catalyst permite a los desarrolladores conectarse automáticamente a todas las cadenas y obtener acceso a los usuarios en un ecosistema unificado, mientras que su diseño simple, descentralizado y autohospedado garantiza que los proyectos puedan acceder a la liquidez de forma segura y sin problemas.
Intercambio
Swaap es un creador de mercado automatizado (AMM) neutral en el mercado. Combina oráculos y diferenciales dinámicos para proporcionar ganancias sostenibles a los proveedores de liquidez y precios más baratos para los comerciantes. El protocolo reduce significativamente las pérdidas no permanentes y proporciona grupos de activos múltiples.
Elixir
Elixir es un protocolo de creación de mercado descentralizado que utiliza algoritmos de creación de mercado para interactuar con intercambios centralizados a través de llamadas API para aportar liquidez a los criptoactivos de cola larga.
Intercambio de tiempo
Timeswap es un protocolo de mercado monetario descentralizado basado en AMM que no utiliza oráculos ni liquidadores. A diferencia de Uniswap, donde los activos se pueden negociar en tiempo real, pedir prestado en Timeswap implica intercambiar tokens hasta que se complete el pago. El prestamista proporciona el activo A para pedir dinero prestado mientras "protege" una cierta cantidad del activo B que el prestatario utiliza como garantía. Los usuarios pueden ajustar su perfil de riesgo para obtener tasas de interés más altas con ratios hipotecarios más bajos, o viceversa.
poply
Poply es un mercado de NFT comunitario dedicado a la cadena Monad, que muestra y potencia las colecciones de NFT creadas específicamente para esta cadena y atrae a personas interesadas en NFT únicas mediante el uso de IA para generar arte y una interfaz fácil de usar. fichas.
Tablero de conmutadores
Switchboard es un protocolo de Oracle de múltiples cadenas, personalizable y sin permisos para fuentes de datos universales y aleatoriedad verificable. Al permitir que cualquiera envíe cualquier forma de datos, independientemente del tipo de datos, proporciona una ventanilla única para los usuarios y ayuda a impulsar la próxima generación de aplicaciones descentralizadas.
Red Python
Pyth Network es una solución de oráculo de precios de próxima generación desarrollada por Douro Labs, cuyo objetivo es proporcionar datos valiosos del mercado financiero en la cadena, incluidas criptomonedas, acciones, divisas y materias primas, a proyectos y protocolos y al público a través de la tecnología blockchain. La red agrega datos de precios propios de más de 70 proveedores de datos confiables y los publica para su uso en contratos inteligentes y otras aplicaciones dentro y fuera de la cadena.
Protocolo AIT
El protocolo AIT es una infraestructura de datos de inteligencia artificial que proporciona soluciones de inteligencia artificial Web3. El mercado descentralizado de AIT ofrece a millones de usuarios de criptomonedas una oportunidad única y amplia de participar en tareas de "entrenar para ganar dinero", un concepto que simultáneamente les permite ganar recompensas y al mismo tiempo contribuir activamente al desarrollo y desarrollo de modelos de inteligencia artificial. .
Aviso
Notifi proporciona una capa de comunicación común para todos los proyectos Web3, con planes para incorporar capacidades de notificación y mensajería en aplicaciones descentralizadas para interactuar con los usuarios en canales digitales y en cadena. Notifi API permite a los desarrolladores desbloquear infraestructuras de comunicación complejas a través de API simples que pueden brindar experiencias de usuario nativas para todas las aplicaciones del mundo; Notifi Center brinda a los usuarios una experiencia de notificación de información personalizada, que estará disponible desde dispositivos móviles y web. Permitiendo a los usuarios ver y gestionar toda la información en el mundo Web3; Notifi Push permite a los especialistas en marketing crear interacciones coherentes y multicanal que impulsen el crecimiento empresarial y retengan su base de usuarios.
ACryptoS
ACryptoS es una plataforma de estrategia de cifrado avanzada, un optimizador de agregación de ingresos de múltiples cadenas y DEX, que proporciona bóvedas compuestas automáticas de un solo token, bóvedas LP de dos tokens, bóvedas de liquidez únicas, DEX de la rama Balancer-V2 e intercambios de monedas estables. Una amplia gama de productos únicos. . Lanzado inicialmente en la cadena BNB en noviembre de 2020, ACryptoS se ha expandido a 11 cadenas con más de 100 bóvedas implementadas, con el objetivo de respaldar a los usuarios y protocolos de DeFi.
MagmaDAO
MagmaDAO es un protocolo de participación de liquidez controlado por DAO que tiene como objetivo lograr una distribución justa de tokens a través de lanzamientos aéreos competitivos del ecosistema. Es el primer validador distribuido fuera de Ethereum y está construido sobre la mónada Strong EVM L1 más rápida, barata y resistente a la censura.
Intercambio de wombats
Wombat Exchange es un intercambio de monedas estables de múltiples cadenas con fondos de liquidez abiertos, bajo deslizamiento y apuestas unilaterales.
agujero de gusano
Wormhole es un protocolo de mensajería universal descentralizado que permite a los desarrolladores y usuarios de aplicaciones entre cadenas aprovechar múltiples ecosistemas.
Finanzas DeMask
DeMask Finance es un protocolo AMM en cadena para transacciones entre NFT y tokens ERC20. DeMask Finance apoya la creación de colecciones NFT y plataformas de lanzamiento de NFT: combinadas con ETH y otros tokens. Intercambio descentralizado de NFT: admite el emparejamiento de NFT ERC-1155 u otros tokens con tokens ETH y ERC-20. El protocolo DeMask tiene como objetivo agregar liquidez al mercado NFT y proporciona una interfaz para permitir un intercambio fluido entre tokens ERC20 o tokens nativos y colecciones de NFT. DeMask es un sistema de contratos inteligentes interconectados que permite a todos los usuarios crear y poseer fondos de liquidez y comerciar de forma totalmente automatizada. Cada grupo contendrá un par de activos, incluido un token y un NFT, lo que proporcionará un precio fijo para el comercio instantáneo. Esto también permite que otros contratos estimen el precio promedio de los dos activos a lo largo del tiempo. Los usuarios con fondos de liquidez serán recompensados al intercambiar pares de activos.
Seis V2
Sei V2 es una actualización importante de la red Sei, que pretende ser el primer EVM totalmente paralelizado. Esta actualización permitirá a Sei:
Compatibilidad con versiones anteriores de contratos inteligentes EVM: esto significa que los desarrolladores pueden implementar contratos inteligentes auditados y compatibles con EVM en Sei sin cambiar el código. Esto es extremadamente importante para los desarrolladores, ya que simplifica el proceso de transferencia de sus contratos inteligentes existentes de otras cadenas de bloques como Ethereum a Sei.
Desde una perspectiva técnica, los nodos Sei importarán automáticamente Geth, la implementación Go de la máquina virtual Ethereum. Geth se utilizará para procesar transacciones de Ethereum, y cualquier actualización resultante (incluidas actualizaciones de estado o llamadas a contratos no relacionados con EVM) se realizará a través de la interfaz especial creada por Sei para EVM.
Paralelización optimista: permite que la cadena de bloques admita la paralelización sin necesidad de que los desarrolladores definan ninguna dependencia. Esto significa que todas las transacciones pueden ejecutarse en paralelo, y cuando ocurre un conflicto (por ejemplo, una transacción alcanza el mismo estado), la cadena realizará un seguimiento de la parte del almacenamiento tocada por cada transacción y volverá a ejecutar esas transacciones en orden. Este proceso continuará de forma recursiva hasta que se resuelvan todos los conflictos inexplicables. Debido a que las transacciones se ordenan en bloques, el proceso es determinista, lo que simplifica el flujo de trabajo del desarrollador y al mismo tiempo mantiene el paralelismo a nivel de cadena.
SeiDB: Introducirá una nueva estructura de datos llamada SeiDB para optimizar la capa de almacenamiento de la plataforma. El objetivo principal de SeiDB es evitar la sobrecarga de estado, el problema en el que una red se vuelve demasiado pesada en datos, al mismo tiempo que se simplifica el proceso de sincronización de estado para nuevos nodos. Este diseño tiene como objetivo mejorar el rendimiento general y la escalabilidad de la cadena de bloques Sei.
Sei V2 logra este objetivo transformando el árbol IAVL tradicional en un sistema de dos componentes: almacenamiento estatal y compromisos estatales. Este cambio reduce significativamente la latencia y el uso del disco, y Sei V2 también planea pasar al uso de PebbleDB para mejorar el rendimiento de lectura y escritura para el acceso multiproceso.
Interoperabilidad con cadenas existentes: Sei V2 permite una combinación perfecta entre EVM y cualquier otro entorno de ejecución respaldado por Sei, brindando una experiencia más fluida para los desarrolladores que pueden acceder fácilmente a tokens nativos y otras características de la cadena, como el compromiso. También creará un nuevo componente para admitir contratos inteligentes EVM. Estos contratos inteligentes EVM se beneficiarán de todos los cambios realizados en el consenso y la paralelización, y también podrán interactuar con los contratos inteligentes Cosmwasm existentes.
Desde una perspectiva de rendimiento, Sei V2 ofrecerá un rendimiento de 28.300 transacciones por lotes por segundo, al tiempo que ofrecerá un tiempo de bloque de 390 milisegundos y una finalidad de 390 milisegundos. Esto permite a Sei admitir a más usuarios y brindar una mejor experiencia interactiva que las cadenas de bloques existentes, al tiempo que ofrece costos por transacción más económicos.
El progreso de la actualización principal de Sei V2 ahora está cerca de completarse el código. Una vez completada la revisión, esta actualización se lanzará en la red de prueba pública en el primer trimestre de 2024 y se implementará en la red principal en la primera mitad de 2024.
Neón
Neon EVM aprovecha las capacidades de la cadena de bloques Solana para proporcionar un entorno eficiente para las dApps de Ethereum. Se ejecuta como un contrato inteligente dentro de Solana, lo que permite a los desarrolladores implementar dApps de Ethereum con cambios de código mínimos o nulos y beneficiarse de las funciones avanzadas de Solana. La arquitectura y las operaciones de Neon EVM se centran en la seguridad, la descentralización y la sostenibilidad, lo que brinda a los desarrolladores de Ethereum la oportunidad de realizar una transición sin problemas al entorno de Solana. Aprovecha las bajas tarifas y las altas velocidades de transacción de Solana con su capacidad para permitir que las transacciones se ejecuten en paralelo, proporcionar un alto rendimiento y reducir costos. Los principales componentes del ecosistema Neon EVM incluyen:
Programa EVM de neón:
Es un EVM compilado en el código de bytes de Berkeley Packet Filter y se ejecuta en Solana. Procesa transacciones similares a Ethereum (transacciones Neon) en Solana y sigue las reglas de Ethereum. Neon EVM se configura a través de una cuenta EVM descentralizada de múltiples firmas, y los participantes pueden cambiar el código de Neon EVM y los parámetros de configuración.
El proceso mediante el cual Neon EVM procesa las transacciones implica varios pasos clave. Primero, los usuarios inician una transacción similar a Ethereum (N-tx) a través de una billetera compatible con Ethereum. Estas transacciones se encapsulan en transacciones de Solana (S-tx) a través de Neon Proxy y luego se pasan al programa Neon EVM alojado en Solana. El programa Neon EVM desbloquea transacciones, verifica las firmas de los usuarios, carga el estado de EVM (incluidos los datos de la cuenta y el código de contrato inteligente), ejecuta transacciones en el entorno Solana BPF (Berkeley Packet Filter) y actualiza el estado de Solana para reflejar el nuevo estado de Neon EVM.
Neon Proxy: permite migrar las dApps de Ethereum a Neon con una reconfiguración mínima. Neon Proxy empaqueta transacciones EVM en transacciones Solana y las proporciona como una solución en contenedores para facilitar su uso. Los operadores que ejecutan servidores Neon Proxy facilitan la ejecución de transacciones similares a Ethereum en Solana, aceptando tokens NEON para tarifas de gas y otros pagos dentro del ecosistema de Solana.
Neon DAO: La DAO proporciona servicios de custodia para la Fundación Neon y guía la investigación y el desarrollo futuros. Opera como una serie de contratos en Solana, proporcionando una capa de gobernanza que controla la funcionalidad de Neon EVM. Los poseedores de tokens NEON pueden participar en las actividades de DAO, incluida la propuesta y votación de propuestas.
NEON Token: este token de utilidad tiene dos funciones principales: pagar tarifas de gas y participar en la gobernanza a través de DAO.
Integraciones y herramientas: Neon EVM admite una variedad de integraciones y herramientas para desarrollo y análisis. Estos incluyen exploradores de bloques como NeonScan, contenedores ERC-20 SPL para transferencias de tokens, NeonPass para transferir tokens ERC-20 entre Solana y Neon EVM, NeonFaucet para probar tokens y compatibilidad con EVM como la compatibilidad con MetaMask Wallet.
Eclipse
Eclipse es una solución de Capa 2 para Ethereum que acelera enormemente el procesamiento de transacciones aprovechando la Máquina Virtual Solana (SVM). Eclipse está diseñado para brindar velocidad y escalabilidad, utiliza una arquitectura acumulativa modular e integra tecnologías clave como la liquidación de Ethereum, contratos inteligentes SVM, disponibilidad de datos de Celestia y seguridad RISC Zero.
Específicamente, Eclipse Mainnet combina lo mejor de las piezas de pila modular:
Capa de liquidación - Ethereum: Eclipse utiliza Ethereum como capa de liquidación. En esta capa, las transacciones se finalizan y aseguran. Usar Ethereum no solo significa aprovechar su sólida seguridad y liquidez, sino también usar ETH como token de gas para pagar las tarifas de transacción. Esta configuración permite a Eclipse heredar sólidas características de seguridad de Ethereum.
Capa de ejecución-SVM: en términos de ejecución de contratos inteligentes, Eclipse utiliza SVM. Esto contrasta fuertemente con la forma en que EVM ejecuta transacciones de forma secuencial; SVM es capaz de procesar transacciones en paralelo. Su tiempo de ejecución Sealevel presenta transacciones que no implican estados superpuestos y pueden procesarse en paralelo, lo que permite a Eclipse escalar horizontalmente y mejorar el rendimiento.
Disponibilidad de datos - Celestia: Para garantizar que los datos estén disponibles oportunamente y sean verificables, Eclipse utiliza Celestia. Celestia proporciona una plataforma escalable y segura para la publicación de datos y es un soporte importante para el alto rendimiento de Eclipse.
Prueba de fraude - RISC Zero: Eclipse integra RISC Zero para realizar prueba de fraude con conocimiento cero, evitando la necesidad de serialización de estado intermedio, mejorando así la eficiencia y seguridad del sistema.
El objetivo del diseño de Eclipse es proporcionar una solución universal de Capa 2 para Ethereum que pueda usarse a gran escala. Está diseñado para abordar las limitaciones de los paquetes acumulativos específicos de aplicaciones y los problemas de aislamiento y complejidad resultantes que pueden empeorar la experiencia del usuario y del desarrollador. Eclipse ofrece una opción atractiva para crear dApps escalables y de alto rendimiento en Ethereum a través de su sistema modular acumulativo y componentes tecnológicos integrados.
lumio
Lumio es una solución de Capa 2 desarrollada por Pontem Network para resolver los desafíos de escalabilidad de Ethereum y brindar una experiencia similar a Web2 a Web3. Se destaca como un paquete acumulativo único en el espacio blockchain debido a su capacidad para admitir tanto EVM como Move VM utilizados por Aptos. Esta doble compatibilidad permite a Lumio procesar transacciones en Aptos y al mismo tiempo establecerse en Ethereum, proporcionando una solución versátil y eficiente para los desarrolladores y usuarios de dApp. Tiene las siguientes características clave:
Compatibilidad con doble máquina virtual: Lumio soporta exclusivamente EVM y Move VM de Aptos. Esta doble compatibilidad permite a Lumio integrar perfectamente la funcionalidad de Ethereum y Aptos, aumentando la flexibilidad y eficiencia del desarrollo y ejecución de dApps.
Alto rendimiento y baja latencia: Lumio aumenta significativamente el ancho de banda de las transacciones al aprovechar cadenas de alto rendimiento como Aptos para realizar pedidos de transacciones. Esta integración garantiza que Lumio pueda manejar de manera eficiente grandes volúmenes de transacciones mientras mantiene las características de seguridad y liquidez de Ethereum.
Tecnología Optimistic Rollup: Lumio utiliza la pila OP de código abierto y adopta tecnología optimista Rollup. Los rollups optimistas son conocidos por su procesamiento eficiente de transacciones y costos más bajos, lo que los hace adecuados para escalar aplicaciones basadas en Ethereum.
Modelo económico de costos de gas flexible: Lumio presenta un modelo económico de costos de gas centrado en la aplicación. Este modelo permite a los desarrolladores de aplicaciones beneficiarse directamente del uso de la red, lo que potencialmente inspira un desarrollo de dApps más innovador y fácil de usar.
Interoperabilidad e integración: la capacidad de Lumio para procesar transacciones en Aptos y liquidar en Ethereum demuestra un alto grado de interoperabilidad entre diferentes ecosistemas de blockchain. Esta característica permite a los desarrolladores aprovechar al máximo Ethereum y Aptos en sus aplicaciones.
Equilibrio entre seguridad y escalabilidad: la combinación de la sólida seguridad de Ethereum con la escalabilidad de Aptos proporciona a los desarrolladores una solución atractiva para crear dApps seguras y de alto rendimiento. La arquitectura de Lumio está diseñada para equilibrar eficazmente estos dos aspectos críticos.
Lumio se encuentra actualmente en versión beta cerrada y planea implementarla gradualmente para usuarios seleccionados. Este enfoque permite realizar pruebas exhaustivas y mejoras en la plataforma en función de los comentarios de los usuarios, lo que garantiza una plataforma sólida y fácil de usar tras un lanzamiento más amplio.
Otros proyectos paralelos en la industria
solana
La tecnología Sealevel de Solana es un componente clave de su arquitectura blockchain y está diseñada para mejorar el rendimiento de los contratos inteligentes a través de tecnología de procesamiento paralelo. Este enfoque es significativamente diferente del procesamiento de subproceso único de otras plataformas blockchain, como el tiempo de ejecución basado en WASM de EVM y EOS, que procesan un contrato a la vez y modifican el estado de la blockchain secuencialmente.
Sealevel permite que el tiempo de ejecución de Solana procese decenas de miles de contratos en paralelo, utilizando todos los núcleos disponibles para el validador. Esta capacidad de procesamiento paralelo es posible porque las transacciones de Solana describen explícitamente todos los estados que se leerán o escribirán durante la ejecución, lo que permite que las transacciones que no se superpongan se ejecuten simultáneamente, así como las transacciones que solo leen el mismo estado.
Las funciones principales de Sealevel se basan en la arquitectura única de Solana, incluidos componentes como la base de datos de cuentas Cloudbreak y el mecanismo de consenso de Prueba de Historia (PoH). Cloudbreak asigna claves públicas a cuentas, las cuentas mantienen saldos y datos, y los programas (código sin estado) administran las transiciones de estado para estas cuentas.
Las transacciones en Solana se especifican con un vector de instrucciones, cada instrucción contiene el programa, las instrucciones del programa y una lista de cuentas en las que la transacción desea leer y escribir. Esta interfaz, inspirada en las interfaces de sistemas operativos de bajo nivel para dispositivos, permite que SVM clasifique millones de transacciones pendientes y programe todas las transacciones que no se superpongan para su procesamiento en paralelo. Además, Sealevel puede ordenar todas las instrucciones por ID de programa y ejecutar el mismo programa en todas las cuentas simultáneamente, un proceso similar a la optimización SIMD (Instrucción única de datos múltiples) utilizada en las GPU.
Sealevel para Solana ofrece varios beneficios, incluida una escalabilidad mejorada, latencia reducida, rentabilidad y seguridad mejorada. Permite que la red Solana maneje una cantidad significativamente mayor de transacciones por segundo, proporcione una finalización de transacciones casi instantánea y reduzca las tarifas de transacción. Incluso durante el procesamiento paralelo, la seguridad de los contratos inteligentes se mantiene a través de los sólidos protocolos de seguridad de Solana.
Sealevel convierte a Solana en una potente plataforma de aplicaciones descentralizada al permitir el procesamiento paralelo de alta velocidad y un mayor rendimiento de las transacciones.
Sui
Las características de la tecnología paralela de Sui la convierten en una plataforma blockchain eficiente y de alto rendimiento adecuada para una variedad de aplicaciones y casos de uso Web3. Estas características distintivas trabajan juntas para mejorar la eficiencia y el rendimiento de su red:
Componentes Narwhal y Bullshark: Estos dos componentes son cruciales para el mecanismo de consenso de Sui. Narwhal actúa como un grupo de memoria, responsable de acelerar el procesamiento de transacciones, mejorar la eficiencia de la red y garantizar la disponibilidad de los datos cuando se envían a Bullshark (motor de consenso). Bullshark es responsable de clasificar los datos proporcionados por Narwhal, utilizando un mecanismo bizantino de tolerancia a fallas para verificar la validez de las transacciones y distribuirlas a través de la red.
Modelo de propiedad de activos: en la red Sui, los activos pueden ser propiedad de un solo propietario o ser compartidos por varios propietarios. Los activos de un único propietario pueden transferirse rápida y libremente a través de la red, mientras que los activos compartidos deben verificarse mediante un sistema de consenso. Este sistema de propiedad de activos no sólo mejora la eficiencia del procesamiento de transacciones, sino que también permite a los desarrolladores crear múltiples tipos de activos para sus aplicaciones.
Computación distribuida: el diseño de Sui permite que la red escale los recursos según la demanda, haciéndola funcionar como un servicio en la nube. Esto significa que a medida que aumenta la demanda de la red Sui, los validadores de la red pueden agregar más potencia de procesamiento, mantener la estabilidad de la red y mantener bajas las tarifas del gas.
Lenguaje de programación Sui Move: Sui Move es el lenguaje de programación nativo de Sui, diseñado para crear aplicaciones de alto rendimiento, seguras y ricas en funciones. Se basa en el lenguaje Move y tiene como objetivo mejorar los defectos del lenguaje de programación de contratos inteligentes, mejorar la seguridad de los contratos inteligentes y la eficiencia laboral de los programadores.
Bloque de transacciones programables (PTB): un PTB en Sui es una secuencia de transacciones compleja y componible que puede acceder a cualquier función Move pública en cadena en todos los contratos inteligentes. Este diseño proporciona sólidas garantías para pagos o aplicaciones orientadas a finanzas.
Escalabilidad horizontal: la escalabilidad de Sui no se limita al procesamiento de transacciones sino que también incluye el almacenamiento. Esto permite a los desarrolladores definir activos complejos con propiedades ricas y almacenarlos directamente en la cadena sin tener que utilizar almacenamiento indirecto fuera de la cadena para ahorrar tarifas de gas.
Combustible
En la red Fuel, la "ejecución de transacciones paralelas" es una tecnología clave que permite a la red procesar de manera eficiente grandes cantidades de transacciones. El núcleo de esta ejecución paralela se logra mediante el uso de listas de acceso de estado estrictas basadas en el modelo UTXO (Unspent Transaction Output). Este modelo es un elemento fundamental en Bitcoin y muchas otras criptomonedas.
Fuel introduce la capacidad de ejecución de transacciones paralelas en el modelo UTXO. Al utilizar listas de acceso de estado estrictas, Fuel puede procesar transacciones en paralelo, utilizando así más subprocesos y núcleos de CPU que normalmente estarían inactivos en cadenas de bloques de un solo subproceso. De esta manera, Fuel puede proporcionar más potencia informática, acceso al estado y rendimiento de transacciones que una cadena de bloques de un solo subproceso.
Fuel resuelve el problema de concurrencia en el modelo UTXO. En Fuel, los usuarios no firman UTXO directamente, sino que firman el ID del contrato, lo que indica su intención de interactuar con el contrato. Por lo tanto, los usuarios no cambian directamente el estado, lo que provoca que se consuma UTXO. En cambio, el productor del bloque será responsable de manejar cómo las diversas transacciones en el bloque afectan el estado general y, por lo tanto, el contrato UTXO. Un UTXO de contrato consumido crea un nuevo UTXO con las mismas características principales pero almacenamiento y equilibrio actualizados.
Para lograr la ejecución de transacciones paralelas, Fuel desarrolló una máquina virtual específica: FuelVM. El diseño de FuelVM se centra en reducir el desperdicio de procesamiento en las arquitecturas de máquinas virtuales blockchain tradicionales y, al mismo tiempo, proporciona a los desarrolladores más espacio de diseño potencial. Incorpora años de lecciones aprendidas del ecosistema Ethereum y sugerencias de mejoras que no se pudieron implementar en Ethereum debido a la necesidad de mantener la compatibilidad con versiones anteriores.
Apartamentos
La cadena de bloques Aptos utiliza un motor de ejecución paralela llamado Block-STM (Software Transaction Memory) para mejorar su capacidad para procesar transacciones. Esta tecnología permite a Aptos ejecutar transacciones en un orden preestablecido dentro de cada bloque, asignando transacciones a diferentes subprocesos del procesador durante la ejecución. La idea central de este método es registrar las ubicaciones de memoria modificadas por las transacciones mientras se ejecutan todas las transacciones. Después de que se hayan verificado todos los resultados de la transacción, si se descubre que una transacción ha accedido a una ubicación de memoria modificada por una transacción anterior, la transacción será invalidada. Luego, las transacciones abortadas se vuelven a ejecutar y el proceso se repite hasta que se hayan ejecutado todas las transacciones.
A diferencia de otros motores de ejecución paralela, Block-STM mantiene la atomicidad de las transacciones sin necesidad de conocer de antemano los datos a leer/escribir. Esto facilita a los desarrolladores la creación de aplicaciones altamente paralelizadas. Block-STM admite una atomicidad más rica que otros entornos de ejecución paralela, que a menudo requieren que las operaciones se dividan en múltiples transacciones (rompiendo la atomicidad lógica). Block-STM mejora la experiencia del usuario al reducir la latencia y mejorar la rentabilidad.
Además, Aptos también adopta un mecanismo de consenso llamado AptosBFTv4, un protocolo BFT para cadenas de bloques de producción que ha sido sometido a estrictas pruebas de corrección. El protocolo optimiza la capacidad de respuesta, proporciona baja latencia y alto rendimiento y aprovecha al máximo la red subyacente. AptosBFTv4 utiliza un diseño de canalización similar a un procesador para garantizar la máxima utilización de recursos en cada paso. Por lo tanto, un solo nodo puede participar en muchos aspectos del consenso, desde seleccionar transacciones para su inclusión en un bloque hasta ejecutar otro conjunto de transacciones, escribir los resultados de otro conjunto de transacciones en el almacenamiento y certificar los resultados de otro conjunto de transacciones. Esto hace que el rendimiento esté limitado sólo por la etapa más lenta, en lugar de por la combinación secuencial de todas las etapas.
desafío
desafío técnico
En términos generales, los desafíos principales al adoptar un enfoque paralelo o concurrente son problemas de carrera de datos, conflictos de lectura y escritura o problemas de peligro de datos. Todos estos términos describen el mismo problema: diferentes subprocesos u operaciones que intentan leer y modificar los mismos datos al mismo tiempo. La implementación de sistemas paralelos eficientes y confiables requiere resolver problemas técnicos complejos, especialmente para garantizar una ejecución predecible y libre de conflictos de operaciones paralelas en miles de nodos descentralizados. Además, el desafío de la compatibilidad técnica es garantizar que los nuevos métodos de procesamiento paralelo sean compatibles con los estándares EVM y los códigos de contratos inteligentes existentes.
Adaptabilidad del ecosistema
Los desarrolladores pueden necesitar aprender nuevas herramientas y métodos para maximizar los beneficios de la EVM paralela. Además, los usuarios también deben adaptarse a los nuevos modos de interacción y características de rendimiento que puedan surgir. Esto requiere que los participantes de todo el ecosistema (incluidos desarrolladores, usuarios y proveedores de servicios) tengan cierta comprensión y adaptabilidad a las nuevas tecnologías. Al mismo tiempo, un ecosistema blockchain sólido depende no solo de sus características técnicas sino también de un amplio soporte para desarrolladores y aplicaciones enriquecidas. Para que nuevas tecnologías como la EVM paralela tengan éxito en el mercado, deben establecer suficientes efectos de red para atraer la participación de desarrolladores y usuarios.
Mayor complejidad del sistema
EVM paralelo requiere una comunicación de red eficiente para admitir la sincronización de datos entre múltiples nodos. Los retrasos en la red o las fallas de sincronización pueden provocar un procesamiento de transacciones inconsistente, lo que aumenta la complejidad del diseño del sistema. Para aprovechar eficazmente el procesamiento paralelo, los sistemas deben gestionar y asignar recursos informáticos de forma más inteligente. Esto puede implicar distribuir dinámicamente la carga entre diferentes nodos, así como optimizar el uso de la memoria y el almacenamiento. Desarrollar contratos inteligentes y aplicaciones que admitan el procesamiento paralelo es más complejo que los modelos tradicionales de ejecución secuencial. Los desarrolladores deben considerar las características y limitaciones de la ejecución paralela, lo que puede dificultar el proceso de codificación y depuración. En un entorno de ejecución paralela, las vulnerabilidades de seguridad pueden amplificarse porque un problema de seguridad puede afectar múltiples transacciones que se ejecutan en paralelo. Por lo tanto, se requiere un proceso de prueba y auditoría de seguridad más riguroso.
Perspectiva del futuro
Parallel EVM ha demostrado un gran potencial para mejorar la escalabilidad y eficiencia de blockchain. Estos EVM paralelos mencionados anteriormente representan un cambio importante en la tecnología blockchain y están diseñados para mejorar las capacidades de procesamiento de transacciones mediante la ejecución simultánea de transacciones en múltiples procesadores. Este enfoque rompe con el procesamiento de transacciones secuenciales tradicional, permitiendo un mayor rendimiento y una menor latencia, que son fundamentales para la escalabilidad y eficiencia de las redes blockchain.
La implementación exitosa de EVM paralelo depende en gran medida de la visión y las habilidades de los desarrolladores, especialmente en el diseño de contratos inteligentes y estructuras de datos. Estos elementos son fundamentales para determinar si una transacción se puede ejecutar en paralelo. Los desarrolladores deben considerar el procesamiento paralelo desde el comienzo del proyecto y asegurarse de que sus diseños permitan que diferentes transacciones se ejecuten de forma independiente y sin interferencias.
Parallel EVM también mantiene la compatibilidad con el ecosistema Ethereum, lo cual es fundamental para los desarrolladores y usuarios que ya participan en aplicaciones basadas en Ethereum. Esta compatibilidad garantiza una transición e integración fluidas de las dApps existentes, lo cual es un desafío para sistemas como DAG, ya que a menudo requieren modificaciones significativas en las aplicaciones existentes.
El desarrollo de EVM paralelos se considera un paso clave para resolver las limitaciones fundamentales de la escalabilidad de blockchain. Se espera que estas innovaciones preparen las redes blockchain para el futuro, permitiéndoles mantenerse al día con las crecientes demandas y convertirse en la piedra angular de la próxima generación de infraestructura Web3. Si bien los EVM paralelos ofrecen un enorme potencial, su implementación exitosa requiere superar desafíos técnicos complejos y garantizar una amplia adopción del ecosistema.