以太坊虛擬機EVM及其並行化發展

EVM與Solidity

智能合約開發是區塊鏈工程師的基本技能。雖然開發者可以使用Solidity等高級語言編寫合約邏輯,但EVM無法直接執行這些代碼。需要將其編譯成虛擬機可理解的低級字節碼。現有工具可自動完成這一轉換過程,減輕了開發者的負擔。

盡管編譯會帶來一些開銷,但熟悉底層操作碼的工程師可以直接在Solidity中使用匯編代碼,以實現最高效率並降低gas成本。例如,某知名NFT交易協議就大量使用了內聯匯編來最小化用戶gas支出。

EVM性能差異

EVM作爲"執行層",是智能合約操作碼最終執行的地方。EVM定義的字節碼已成爲行業標準,支持開發者跨多個網路部署合約。

雖然遵循相同的字節碼標準,但不同EVM實現在性能上可能存在顯著差異。比如以太坊的Go客戶端和C++客戶端就採用了不同的實現方式,爲工程優化和定制化留下了空間。

並行EVM技術

歷史上區塊鏈創新主要集中在共識算法上,一些知名項目也因其共識機制而聞名。但高性能區塊鏈實際需要共識和執行層的雙重創新。僅優化共識的EVM鏈往往需要更強大的硬件來支撐性能提升。

大多數區塊鏈系統仍採用順序執行交易的方式,類似單核CPU。轉向並行處理可以大幅提升吞吐量,但也帶來了新的工程挑戰,如處理並發交易對同一合約的寫入衝突。

並行EVM的創新

以某並行EVM項目爲例,其主要創新包括:

• 樂觀並行執行算法,允許多筆交易同時處理
• 延遲執行機制,將交易執行推遲到獨立通道
• 優化的狀態數據庫,提高狀態訪問速度
• 高性能共識機制,支持大規模分布式操作

技術挑戰

並行執行引入了潛在的狀態衝突問題,需要仔細的衝突檢測和解決機制。各團隊通常還需要重新設計狀態數據庫並開發兼容的共識算法。

主要挑戰包括技術被以太坊等項目吸收的風險,以及節點集中化問題。快速生態發展和降低硬件需求將是應對這些挑戰的關鍵。

並行EVM格局

目前並行EVM項目主要包括Layer 1網路和Layer解決方案兩類:

1. 通過升級支持並行執行的EVM兼容Layer 1
2. 從一開始就採用並行執行的EVM兼容Layer 1
3. 採用非EVM並行技術的Layer EVM兼容鏈

主要並行EVM項目

某知名項目旨在通過並行執行和流水線架構優化EVM,目標TPS爲10000。該項目已完成大額融資,創始團隊來自知名做市商。

另一項目最初專注交易應用,現已升級爲高性能並行EVM,支持應用一鍵遷移。

還有項目通過EVM++雙虛擬機架構增強執行層性能,核心團隊來自某知名區塊鏈項目。

某Cosmos生態項目也宣布了引入並行EVM技術的計劃。

此外,還有基於Solana的EVM兼容解決方案,以及將Solana VM引入以太坊的Layer項目等。

結語

並行EVM等執行層創新爲提升區塊鏈性能和可擴展性提供了新的解決方案。這些技術的發展將推動區塊鏈生態系統進一步進步,支持更廣泛的應用場景。