並行EVM技術探索與生態分析

EVM基礎及性能差異

EVM作爲以太坊的執行層，負責處理智能合約的操作碼。雖然EVM標準統一，但不同實現可能存在顯著差異。例如,以太坊的Geth客戶端使用Go語言實現EVM,而Ipsilon團隊則維護了C++版本。這種多樣性爲工程優化和定制實現提供了空間。

並行處理的需求

大多數區塊鏈系統採用順序執行交易的方式,類似單核CPU。這種簡單的方法雖然降低了系統復雜度,但難以支撐大規模用戶基礎。轉向多核CPU並行虛擬機模式可以同時處理多筆交易,大幅提升吞吐量。然而,並行執行也帶來了一些工程挑戰,如處理並發交易對同一智能合約的寫入衝突等。

並行EVM的創新

並行EVM代表了一系列旨在優化區塊鏈執行層的創新。以某項目爲例,其關鍵創新包括:

• 並行交易執行:採用樂觀並行執行算法,允許多個交易同時處理。
• 延遲執行:在共識機制中推遲交易執行,最大化利用區塊時間。
• 自定義狀態數據庫:通過直接將Merkle樹存儲在SSD上優化狀態存儲和訪問。
• 高性能共識機制:改進HotStuff共識機制,支持數百個全球分布節點的同步。

並行EVM的技術挑戰

並行執行引入了潛在的狀態衝突,需要進行執行前或執行後的衝突檢查。例如,當多個並行交易都與同一個智能合約交互時,就需要仔細的衝突檢測和解決機制。除此之外,並行EVM項目通常還需要重新設計狀態數據庫以增強讀寫性能,並開發兼容的共識算法。

並行EVM的格局

目前的並行EVM格局包括多個Layer 1區塊鏈和Layer解決方案。主要有三類:

1. 通過技術升級支持並行執行的EVM兼容Layer 1網路
2. 從設計之初就採用並行執行技術的EVM兼容Layer 1網路
3. 採用非EVM並行執行技術的Layer網路

代表性項目

項目A

該項目旨在通過優化EVM並行執行和流水線架構解決傳統EVM的可擴展性問題,目標是達到10,000 TPS。項目完成了大規模融資,成爲迄今融資最多、估值最高的並行EVM項目。創始團隊包括來自知名交易機構的資深成員。內部測試網已啓動,預計數月內向公衆開放。

項目B

最初是專注交易的Layer 1網路,後全面升級成爲高性能並行EVM,將TPS提升至12,500。並行EVM測試網已上線,支持EVM應用一鍵遷移。該項目還推出了開源框架,支持Layer和Rollup網路採用並行處理技術。

項目C

該項目通過構建EVM++(EVM + WASM)雙虛擬機系統,旨在提升EVM區塊鏈性能和網路執行效率。核心團隊來自某知名區塊鏈項目。公測網已上線,生態系統激勵計劃已啓動。

項目D

基於Cosmos SDK構建的EVM兼容Layer 1網路,專爲DeFi應用設計。該項目宣布了引入並行執行EVM技術的開發計劃,以提升網路性能。

項目E

建立在某高性能公鏈上的並行EVM,是首個該公鏈的EVM兼容性解決方案。支持Solidity和Vyper開發者一鍵部署DApp,享受高吞吐量和低gas費。該項目將EVM網路交易封裝成底層公鏈交易執行,TPS超過2,000。

項目F

一個由某公鏈虛擬機支持的Rollup Layer模塊化解決方案。在以太坊上結算交易數據,使用ETH作爲gas,但執行層在該公鏈虛擬機環境中運行。項目完成了大規模融資,主網即將向開發者開放。

項目G

基於OP Stack構建的模塊化VM Layer網路,也是Optimism超鏈的一部分。旨在將高性能虛擬機(如Aptos VM、Move VM和Solana VM)引入現有的主要以太坊和比特幣Layer網路。支持使用以太坊或比特幣作爲結算層,執行層可使用多種並行虛擬機。

結論

並行EVM等創新爲提高區塊鏈吞吐量和效率提供了有前景的解決方案,有望使區塊鏈更具可擴展性,支持更廣泛的用戶羣體。這些技術的發展和實施將塑造區塊鏈生態系統的未來,推動該領域的進一步進步和應用。