Công nghệ EVM song song: Hướng đi mới để nâng cao hiệu suất Blockchain

EVM và phát triển hợp đồng thông minh

Phát triển hợp đồng thông minh là kỹ năng cơ bản của kỹ sư blockchain. Mặc dù các nhà phát triển thường sử dụng các ngôn ngữ cấp cao như Solidity để viết hợp đồng, nhưng máy ảo Ethereum (EVM) chỉ có thể thực hiện các mã lệnh hoặc bytecode cấp thấp. Do đó, cần phải biên dịch mã cấp cao thành định dạng mà EVM có thể hiểu. Một số công cụ có thể tự động hoàn thành quá trình chuyển đổi này, đơn giản hóa quy trình phát triển.

Mặc dù biên dịch sẽ mang lại một số chi phí, nhưng các kỹ sư quen thuộc với các thao tác cơ bản có thể trực tiếp sử dụng mã máy để viết logic, nhằm đạt được hiệu suất tối đa và giảm tiêu thụ gas. Ví dụ, giao thức của một nền tảng giao dịch NFT nổi tiếng đã sử dụng nhiều mã hợp nhất để tối ưu hóa chi phí gas cho người dùng.

Tiêu chuẩn và thực hiện EVM

EVM như "tầng thực thi" là nơi cuối cùng mà hợp đồng thông minh được thực thi. Bytecode được định nghĩa bởi EVM đã trở thành tiêu chuẩn ngành, sự tương thích này cho phép các nhà phát triển triển khai hợp đồng một cách hiệu quả trên nhiều mạng.

Mặc dù tuân theo cùng một tiêu chuẩn bytecode, nhưng việc triển khai cụ thể của EVM có thể có sự khác biệt lớn. Ví dụ, một khách hàng của Ethereum đã triển khai EVM bằng ngôn ngữ Go, trong khi một nhóm khác của Quỹ Ethereum đang duy trì phiên bản C++. Sự đa dạng này tạo ra không gian cho các tối ưu hóa và tùy chỉnh khác nhau.

Nhu cầu về công nghệ EVM song song

Công nghệ Blockchain truyền thống chủ yếu tập trung vào sự đổi mới của thuật toán đồng thuận, trong khi cải tiến lớp thực thi thường bị bỏ qua. Nhưng thực tế, Blockchain hiệu suất cao cần đổi mới đồng thời ở cả hai phương diện đồng thuận và thực thi. Các chuỗi EVM chỉ tối ưu hóa đồng thuận thường cần phần cứng mạnh hơn để nâng cao hiệu suất.

Hầu hết các hệ thống Blockchain thực hiện giao dịch theo thứ tự, tương tự như CPU lõi đơn. Phương pháp này đơn giản nhưng khó mở rộng. Chuyển sang xử lý song song có thể xử lý nhiều giao dịch cùng một lúc, tăng đáng kể thông lượng. Tất nhiên, việc thực hiện song song cũng mang lại những thách thức kỹ thuật mới, chẳng hạn như xử lý xung đột ghi của các giao dịch đồng thời đối với cùng một hợp đồng.

Sự đổi mới của EVM song song

EVM song song đại diện cho một loạt các đổi mới tối ưu hóa lớp thực thi blockchain. Lấy một dự án làm ví dụ, các đổi mới chính của nó bao gồm:

• Thực thi giao dịch song song: Sử dụng thuật toán song song lạc quan, cho phép nhiều giao dịch được xử lý đồng thời.
• Hoãn thực hiện: Đẩy lùi việc thực hiện giao dịch đến kênh độc lập, tối đa hóa việc sử dụng thời gian khối.
• Cơ sở dữ liệu trạng thái tùy chỉnh: tối ưu hóa lưu trữ và truy cập trạng thái, nâng cao hiệu suất thực thi.
• Cơ chế đồng thuận hiệu suất cao: Cải tiến thuật toán đồng thuận, hỗ trợ hoạt động phân tán quy mô lớn.

Thách thức kỹ thuật của EVM song song

Thực thi song song đã đưa ra những xung đột trạng thái tiềm ẩn, cần phải thực hiện kiểm tra và giải quyết xung đột. Hơn nữa, các đội thường cần thiết kế lại cơ sở dữ liệu trạng thái để nâng cao hiệu suất đọc và ghi, và phát triển các thuật toán đồng thuận tương thích.

Hai thách thức chính mà EVM song song phải đối mặt là: 1) giá trị kỹ thuật lâu dài khó nắm bắt, đối mặt với rủi ro bị các dự án khác hấp thụ; 2) vấn đề tập trung nút, cần cân nhắc giữa phi tập trung và hiệu suất.

Tổng quan dự án EVM song song

Hiện tại, các dự án EVM song song chủ yếu được chia thành ba loại:

1. Nâng cấp hỗ trợ mạng Layer 1 tương thích EVM thực thi song song
2. Mạng Layer 1 tương thích với EVM hỗ trợ thực thi song song nguyên bản
3. Sử dụng công nghệ Layer 2 mạng song song không phải EVM

Các dự án chính bao gồm:

• Một dự án: nhằm tối ưu hóa EVM thông qua việc thực hiện song song và kiến trúc pipeline, mục tiêu đạt 10,000 TPS.
• Một chuỗi giao dịch: Nâng cấp thành EVM song song hiệu suất cao, TPS tăng lên 12,500.
• Một dự án máy ảo kép: Hỗ trợ thực thi song song thông qua EVM++.
• Một chuỗi Cosmos EVM: dự kiến sẽ giới thiệu công nghệ EVM song song.
• Một giải pháp EVM trên Solana: thực hiện khả năng tương thích EVM trên Solana, TPS vượt quá 2,000.
• Một dự án SVM trên Ethereum: Đưa Solana VM vào Layer 2 của Ethereum.
• Một lớp VM Layer 2 mô-đun: Hỗ trợ nhiều VM hiệu suất cao làm lớp thực thi.

Tóm tắt

Các đổi mới lớp thực thi như EVM song song đã cung cấp hướng đi mới cho việc nâng cao hiệu suất và khả năng mở rộng của Blockchain. Sự phát triển của những công nghệ này sẽ thúc đẩy sự phát triển hơn nữa của hệ sinh thái Blockchain, hỗ trợ nhiều ứng dụng hơn.