Tecnologia EVM Paralela: Uma Nova Direção para Melhorar o Desempenho da Blockchain

EVM e desenvolvimento de contratos inteligentes

O desenvolvimento de contratos inteligentes é uma habilidade básica para engenheiros de Blockchain. Embora os desenvolvedores geralmente usem linguagens de alto nível como Solidity para escrever contratos, a máquina virtual Ethereum (EVM) só pode executar operações de código de baixo nível ou bytecode. Portanto, é necessário compilar o código de alto nível em um formato compreensível pela EVM. Algumas ferramentas podem automatizar esse processo de conversão, simplificando o fluxo de desenvolvimento.

Apesar de a compilação trazer alguns custos, engenheiros familiarizados com as operações de baixo nível podem escrever lógica diretamente em código de operação para obter a máxima eficiência e reduzir o consumo de gas. Por exemplo, o protocolo de uma famosa plataforma de negociação de NFTs utiliza amplamente a montagem inline para otimizar os custos de gas dos usuários.

Padrões e Implementações EVM

EVM como "camada de execução" é o local onde os contratos inteligentes são finalmente executados. O bytecode definido pelo EVM tornou-se o padrão da indústria, e essa compatibilidade permite que os desenvolvedores implantem contratos de forma eficiente em várias redes.

Embora seguindo o mesmo padrão de bytecode, a implementação específica do EVM pode variar bastante. Por exemplo, um cliente do Ethereum implementou o EVM em Go, enquanto outra equipe da Fundação Ethereum mantém a versão em C++. Essa diversidade oferece espaço para diferentes otimizações e personalizações.

Demanda por tecnologia EVM paralela

As blockchains tradicionais concentram-se principalmente na inovação de algoritmos de consenso, enquanto as melhorias na camada de execução costumam ser ignoradas. Mas, na realidade, blockchains de alto desempenho precisam inovar simultaneamente em consenso e execução. Apenas otimizar as chains EVM para consenso geralmente requer hardware mais robusto para melhorar o desempenho.

A maioria dos sistemas de Blockchain executa transações em sequência, semelhante a uma CPU de núcleo único. Esta abordagem é simples, mas difícil de escalar. A transição para o processamento paralelo permite o tratamento simultâneo de várias transações, aumentando significativamente a taxa de transferência. Claro, a execução paralela também traz novos desafios de engenharia, como o tratamento de conflitos de escrita em contratos devido a transações concorrentes.

Inovação do EVM Paralelo

A EVM paralela representa uma série de inovações otimizando a camada de execução da Blockchain. Tomando um projeto como exemplo, as suas principais inovações incluem:

• Execução de transações em paralelo: utiliza um algoritmo otimista em paralelo, permitindo que várias transações sejam processadas ao mesmo tempo.
• Execução atrasada: adiar a execução das transações para um canal independente, maximizando a utilização do tempo do Bloco.
• Banco de dados de estado personalizado: otimização do armazenamento e acesso ao estado, aumentando a eficiência da execução.
• Mecanismo de consenso de alto desempenho: algoritmo de consenso melhorado, suporta operações distribuídas em larga escala.

Desafios técnicos do EVM em paralelo

A execução em paralelo introduziu potenciais conflitos de estado, que necessitam de deteção e resolução de conflitos. Além disso, as equipas normalmente precisam de redesenhar a base de dados de estado para melhorar o desempenho de leitura e escrita, e desenvolver algoritmos de consenso compatíveis.

Os dois principais desafios enfrentados pelo EVM paralelo são: 1) a dificuldade de capturar o valor de engenharia a longo prazo, enfrentando o risco de ser absorvido por outros projetos; 2) o problema da centralização dos nós, que requer um equilíbrio entre descentralização e desempenho.

Visão Geral do Projeto EVM Paralelo

Atualmente, os projetos EVM paralelos são principalmente divididos em três categorias:

1. Através da atualização, suporte para a execução paralela da rede Layer 1 compatível com EVM
2. Rede Layer 1 compatível com EVM que suporta execução paralela nativa
3. Rede Layer 2 que utiliza tecnologia de paralelismo não EVM

Principais projetos incluem:

• Um projeto: visa otimizar o EVM através da execução paralela e da arquitetura pipeline, com o objetivo de alcançar 10.000 TPS.
• Certo cadeia de transações: atualizada para EVM paralela de alto desempenho, TPS elevada para 12.500.
• Certo projeto de máquina virtual: suporte à execução paralela através do EVM++.
• Uma cadeia EVM do Cosmos: planeia introduzir tecnologia EVM paralela.
• Uma solução EVM para Solana: implementar compatibilidade EVM no Solana, TPS superior a 2.000.
• Certo SVM no projeto Ethereum: introduzir o Solana VM no Layer 2 do Ethereum.
• Camada 2 VM modular: suporta vários VMs de alto desempenho como camada de execução.

Resumo

Inovações nas camadas de execução, como EVM paralelo, oferecem novas direções para melhorar o desempenho e a escalabilidade do Blockchain. O desenvolvimento dessas tecnologias impulsionará ainda mais o ecossistema Blockchain, apoiando uma gama mais ampla de cenários de aplicação.