آلة الإيثريوم الافتراضية EVM وتطورها المتوازي

آلة الإيثريوم الافتراضية وSolidity

تطوير العقود الذكية هو مهارة أساسية لمهندسي blockchain. على الرغم من أن المطورين يمكنهم استخدام لغات عالية المستوى مثل Solidity لكتابة منطق العقود، إلا أن الآلة الافتراضية لا تستطيع تنفيذ هذه الشفرات مباشرة. يجب تحويلها إلى شيفرة بايت منخفضة المستوى يمكن للآلة الافتراضية فهمها. توجد أدوات حالياً يمكنها إتمام هذه العملية تلقائياً، مما يقلل من عبء المطورين.

على الرغم من أن التجميع قد يتسبب في بعض التكاليف، إلا أن المهندسين الذين يعرفون تعليمات التشغيل الأساسية يمكنهم استخدام كود التجميع مباشرة في Solidity لتحقيق أعلى كفاءة وتقليل تكاليف الغاز. على سبيل المثال، تستخدم بروتوكولات تداول NFT المعروفة على نطاق واسع التجميع المضمن لتقليل إنفاق الغاز للمستخدمين.

اختلافات أداء آلة الإيثريوم الافتراضية

تُعتبر الآلة الافتراضية (EVM) "طبقة التنفيذ"، وهي المكان الذي يتم فيه تنفيذ أكواد التشغيل الذاتي للعقود الذكية في النهاية. لقد أصبح بايت كود المحدد بواسطة آلة الإيثريوم الافتراضية معيارًا صناعيًا، يدعم المطورين في نشر العقود عبر شبكات متعددة.

على الرغم من اتباع نفس معيار الشيفرة الثنائية، إلا أن تنفيذات EVM المختلفة قد تختلف بشكل كبير في الأداء. على سبيل المثال، يستخدم عميل Go وعميل C++ الخاص بإثيريوم طرق تنفيذ مختلفة، مما يتيح مجالًا للتحسينات الهندسية والتخصيص.

تقنية EVM المتوازية

تركز الابتكارات في مجال blockchain تاريخياً على خوارزميات الإجماع، وقد اشتهرت بعض المشاريع المعروفة بسبب آليات الإجماع الخاصة بها. لكن blockchain عالي الأداء يحتاج فعليًا إلى ابتكار مزدوج في طبقتي الإجماع والتنفيذ. وغالبًا ما تتطلب سلاسل EVM التي تعمل على تحسين الإجماع أجهزة أكثر قوة لدعم تحسين الأداء.

لا تزال معظم أنظمة البلوكشين تعتمد على تنفيذ المعاملات بشكل متسلسل، مشابه لوحدة المعالجة المركزية أحادية النواة. يمكن أن يؤدي التحول إلى المعالجة المتوازية إلى زيادة كبيرة في معدل المعاملات، ولكنه يأتي أيضًا مع تحديات هندسية جديدة، مثل معالجة تعارض الكتابة للمعاملات المتزامنة على نفس العقد.

الابتكار في آلة الإيثريوم الافتراضية المتوازية

كمثال على مشروع EVM متوازي معين، تشمل ابتكاراته الرئيسية:

• خوارزمية التنفيذ المتوازي المتفائل، تسمح بمعالجة عدة معاملات في وقت واحد
• آلية تنفيذ التأخير، ستؤجل تنفيذ المعاملات إلى قناة مستقلة
• قاعدة بيانات الحالة المحسنة، لزيادة سرعة الوصول إلى الحالة
• آلية إجماع عالية الأداء، تدعم العمليات الموزعة على نطاق واسع

التحديات التقنية

يُدخل التنفيذ المتوازي مشكلة تعارض الحالة المحتملة، مما يتطلب آلية دقيقة للكشف عن التعارض وحله. عادة ما تحتاج الفرق إلى إعادة تصميم قاعدة بيانات الحالة وتطوير خوارزمية توافق متوافقة.

تشمل التحديات الرئيسية خطر استيعاب التكنولوجيا من قبل مشاريع مثل إثيريوم، بالإضافة إلى مشكلة تركيز العقد. سيكون التطور السريع للنظام البيئي وتقليل متطلبات الأجهزة مفتاحًا لمواجهة هذه التحديات.

نمط EVM المتوازي

تتضمن مشاريع EVM المتوازية حاليًا نوعين رئيسيين: شبكة Layer 1 وحلول Layer 2.

1. من خلال الترقية لدعم التنفيذ المتوازي لـ EVM المتوافق مع Layer 1
2. اعتماد تنفيذ متوازي من البداية مع Layer 1 متوافق مع آلة الإيثريوم الافتراضية
3. استخدام تقنية الطبقة الثانية المتوافقة مع EVM غير EVM

المشاريع الرئيسية لـ EVM المتوازية

يهدف مشروع معروف إلى تحسين EVM من خلال التنفيذ المتوازي وهندسة خطوط الأنابيب، مع هدف TPS يبلغ 10000. لقد أكمل المشروع تمويلًا كبيرًا، ويأتي الفريق المؤسس من صانعي السوق المعروفين.

مشروع آخر كان يركز في البداية على تطبيقات التداول، والآن تم ترقيته إلى EVM عالي الأداء ومتوازي، يدعم ترحيل التطبيقات بنقرة واحدة.

هناك مشاريع تعزز أداء طبقة التنفيذ من خلال بنية مزدوجة للآلة الافتراضية EVM++، الفريق الأساسي يأتي من مشروع بلوكتشين معروف.

أعلن مشروع في نظام إيكولوجي Cosmos أيضًا عن خطط لإدخال تقنية EVM المتوازية.

بالإضافة إلى ذلك، هناك حلول متوافقة مع EVM قائمة على Solana، بالإضافة إلى مشاريع Layer 2 التي تُدخل آلة Solana الافتراضية إلى إثيريوم.

الخاتمة

تقدم الابتكارات في طبقات التنفيذ مثل EVM المتوازية حلولًا جديدة لتحسين أداء وقابلية توسيع blockchain. ستدفع هذه التطورات النظام البيئي blockchain نحو مزيد من التقدم، مما يدعم مجموعة أوسع من سيناريوهات التطبيق.

! الغوص العميق في EVM الموازي ونظامه البيئي