EVM هو جوهر إثيريوم، مسؤول عن تشغيل العقود الذكية ومعالجة المعاملات. إنه محرك حسابي، يوفر تجريدًا للحساب والتخزين، مشابه لجهاز Java الافتراضي. يقوم EVM بتنفيذ مجموعة تعليمات البايت الخاصة به، والتي يتم تجميعها عادةً بواسطة Solidity.
EVM هو آلة حالة شبه تورينغ كاملة. "شبه" لأن جميع خطوات التنفيذ ستستهلك موارد غاز محدودة، وبالتالي سيتم تقييد تنفيذ أي عقد ذكي معين ضمن عدد محدود من خطوات الحساب، مما يمنع حدوث حلقات ميتة قد تؤدي إلى توقف منصة إثيريوم بأكملها.
لا تحتوي EVM على وظيفة الجدولة، حيث يتم استخراج المعاملات من الكتلة بواسطة وحدة تنفيذ إيثريوم، وتكون EVM مسؤولة عن تنفيذها بالتتابع. خلال عملية التنفيذ، سيتم تعديل أحدث حالة للعالم، وبعد الانتهاء من تنفيذ معاملة واحدة، يتم إضافة الحالة، مما يؤدي إلى الوصول إلى أحدث حالة للعالم بعد الانتهاء من الكتلة. يعتمد تنفيذ الكتلة التالية بشكل صارم على حالة العالم بعد تنفيذ الكتلة السابقة، لذا فإن عملية تنفيذ معاملات إيثريوم الخطية لا يمكن تحسينها بشكل جيد للتنفيذ المتوازي.
من هذه الناحية، يحدد بروتوكول إثيريوم تنفيذ المعاملات بترتيب معين. على الرغم من أن التنفيذ بالترتيب يضمن أن المعاملات والعقود الذكية يمكن أن تُنفذ بترتيب محدد، مما يضمن الأمان، إلا أنه في حالة الأحمال العالية، قد يؤدي ذلك إلى ازدحام الشبكة وتأخير، وهذا هو السبب في أن إثيريوم يعاني من اختناقات أداء كبيرة، مما يتطلب توسيع Layer2 Rollup.
الطريق المتوازي لـ Layer1 عالي الأداء
تقوم معظم Layer1 عالية الأداء بتصميم حلول تحسين خاصة بها بناءً على عيب عدم قدرة إثيريوم على المعالجة المتوازية، وسنتحدث هنا عن تحسينات طبقة التنفيذ، أي الآلة الافتراضية والتنفيذ المتوازي.
آلة افتراضية
تم تصميم EVM كآلة افتراضية 256 بت، والهدف من ذلك هو تسهيل معالجة خوارزمية تجزئة إثيريوم، حيث تقوم بإنتاج مخرجات 256 بت بشكل واضح. ومع ذلك، فإن الحاسوب الذي يعمل فعليًا على EVM يحتاج إلى تحويل بايتات 256 بت إلى البنية المحلية لتنفيذ العقود الذكية، مما يجعل النظام بأكمله غير فعال وغير عملي. لذلك، من حيث اختيار الآلات الافتراضية، فإن Layer1 عالية الأداء تعتمد بشكل أكبر على الآلات الافتراضية المستندة إلى WASM أو eBPF أو بايت كود Move، بدلاً من EVM.
WASM هي تنسيق بايت كود صغير الحجم وسريع التحميل وقابل للنقل يعتمد على آلية أمان محكمة، يمكن للمطورين استخدام لغات برمجة متعددة لكتابة العقود الذكية ثم تجميعها إلى بايت كود WASM وتنفيذها. لقد تم اعتماد WASM كمعيار من قبل العديد من مشاريع البلوكشين، بما في ذلك EOS وDfinity وPolkadot، كما أن إثيريوم ستدمج WASM في المستقبل، مما يضمن أن تكون طبقة التنفيذ في إثيريوم أكثر كفاءة وبساطة، مما يجعلها مناسبة كمنصة حسابية لامركزية بالكامل.
eBPF هو تطور لـ BPF، والذي كان في الأصل مصممًا لتصفية حزم البيانات الشبكية بشكل فعال. بعد ذلك، تطور إلى eBPF، الذي يقدم مجموعة تعليمات أكثر ثراءً، مما يسمح بالتدخل الديناميكي في نواة نظام التشغيل وتعديل سلوكها دون تغيير الكود المصدري. فيما بعد، خرجت هذه التقنية من النواة وتطورت إلى وقت تشغيل eBPF في وضع المستخدم، الذي يتمتع بأداء عالٍ وأمان وقابلية للنقل. العقود الذكية المنفذة على إحدى شبكات البلوكشين يتم تجميعها إلى SBF( القائم على eBPF) بايت كود وتعمل على شبكة البلوكشين الخاصة بها.
Move هي لغة برمجة عقود ذكية جديدة تركز على المرونة والأمان وقابلية التحقق. تم تصميم لغة Move لمعالجة قضايا الأمان المتعلقة بالأصول والمعاملات، مما يجعل من الممكن تعريف الأصول والمعاملات والتحكم فيها بدقة. يعد مُحقق بايت كود Move أداة تحليل ثابتة، تقوم بتحليل بايت كود Move وتحديد ما إذا كانت تتوافق مع القواعد المطلوبة للأمان من حيث الأنواع والذاكرة والموارد، دون الحاجة إلى تنفيذ ذلك على مستوى العقود الذكية وفحصه أثناء التشغيل. بعض سلاسل الكتل الناشئة ورثت Move، أو كتبت عقودها الذكية من خلال إصدار مخصص خاص بها.
تنفيذ المعاملات المتوازية في البلوكتشين يعني معالجة المعاملات غير المرتبطة في نفس الوقت. يُنظر إلى المعاملات غير المرتبطة على أنها أحداث لا تؤثر على بعضها البعض. على سبيل المثال، إذا كان شخصان يتعاملان في رموز على منصات تداول مختلفة، يمكن معالجة معاملاتهما في نفس الوقت. ولكن، إذا كانا يتعاملان على نفس المنصة، فقد يحتاج الأمر إلى تنفيذ المعاملات بترتيب معين.
التحدي الرئيسي لتنفيذ التشغيل المتوازي هو تحديد المعاملات غير المرتبطة، وأيها مستقلة، تعتمد معظم الشبكات عالية الأداء Layer1 على طريقتين: طريقة الوصول إلى الحالة ونموذج التشغيل المتوازي المتفائل.
تتطلب طريقة الوصول إلى الحالة معرفة مسبقة بأي جزء من حالة blockchain يمكن لكل معاملة الوصول إليه، مما يسمح بتحليل المعاملات المستقلة.
في بعض سلاسل الكتل العامة، العقد الذكي ( غير حالاتي، لأنه لا يمكنه الوصول بشكل مستقل إلى أي حالة موجودة على مدار عملية المعاملة، وللوصول إلى الحالة أو الحفاظ عليها، يحتاج البرنامج إلى استخدام حساب. يجب أن تحدد كل معاملة الحسابات التي سيتم الوصول إليها خلال تنفيذ المعاملة، بحيث يمكن لوقت معالجة المعاملة جدولة المعاملات المتوازية غير المتداخلة مع ضمان اتساق البيانات.
في بعض سلاسل الكتل العامة، يُعتبر كل عقد ذكي وحدة، تتكون من تعريفات الوظائف والهياكل. يتم إنشاء الهياكل في الوظائف، ويمكن تمريرها إلى وحدات أخرى من خلال استدعاء الوظائف. تُعتبر نسخ الهياكل المخزنة في وقت التشغيل ككائنات، وتوجد ثلاثة أنواع مختلفة من الكائنات، وهي كائنات المالكة، وكائنات المشاركة، وكائنات غير القابلة للتغيير. استراتيجية التوازي مشابهة لتلك المذكورة في سلاسل الكتل العامة، كما يتعين على المعاملات تحديد الكائنات التي سيتم إجراء العمليات عليها.
يعمل نموذج التوازي المتفائل على فرضية أن جميع المعاملات مستقلة، ويقوم فقط بالتحقق من صحة هذه الفرضية بأثر رجعي وإجراء التعديلات عند الضرورة.
بعض سلاسل الكتل العامة تستخدم طريقة Block-STM) لتطبيق تنفيذ متوازي متفائل من خلال برنامج ذاكرة المعاملات في الكتل. في Block-STM، يتم إعداد المعاملات أولاً داخل الكتلة وفقًا لترتيب معين، ثم يتم تقسيمها بين خيوط المعالجة المختلفة ليتم تنفيذها في وقت واحد. أثناء معالجة هذه المعاملات، يتتبع النظام مواقع الذاكرة التي تم تغييرها بواسطة كل معاملة. بعد كل جولة معالجة، يتحقق النظام من نتائج جميع المعاملات. إذا اكتشف أن معاملة ما قد تأثرت بموقع ذاكرة تم تغييره بواسطة معاملة سابقة، فإنه يقوم بمسح نتائجها ويعيد تشغيلها مرة أخرى. تستمر هذه العملية حتى يتم معالجة كل معاملة في الكتلة.
EVM المتوازي
تم الإشارة إلى EVM المتوازي في عام 2021، وكان يشير حينها إلى EVM الذي يدعم معالجة عدة معاملات في الوقت نفسه، بهدف تحسين أداء وكفاءة EVM الحالي. هناك بعض الحلول مثل EVM المتوازي الذي تم تنفيذه على منصة معينة بناءً على Block-STM، بالإضافة إلى EVM المتوازي الذي تم تطويره بالتعاون مع بعض سلاسل الكتل العامة.
لكن في نهاية عام 2023، أشار عدد من الشخصيات المعروفة في الصناعة بشكل متزامن عند استشراف اتجاهات عام 2024 إلى EVM المتوازي، مما أدى إلى انتعاش مجموعة من Layer1 المتوافقة مع EVM التي تعتمد على تقنية التنفيذ المتوازي، بما في ذلك Monand و Sei.
في الوقت الحاضر، تلتصق بعض الحلول المتوافقة مع EVM على الشبكات العامة، وLayer2 Rollup لـ إثيريوم SVM، وLayer2 Rollup لـ إثيريوم Move VM، وLayer1 للطبقة التنفيذية المودولارية جميعها بعلامة EVM المتوازية، مما يثير الدهشة.
يمكن تعريف الأنواع الثلاثة التالية فقط كـ EVM متوازي.
ترقية التنفيذ المتوازي لـ Layer1 المتوافق مع EVM بدون استخدام تقنية التنفيذ المتوازي؛
طبقت تقنية التنفيذ المتوازي على Layer1 المتوافقة مع EVM;
اعتماد تقنية التنفيذ المتوازي لحل متوافق مع EVM غير متوافق مع Layer1.
بعض الطبقات الأولى المتوافقة مع EVM المعروفة لا تحتاج إلى الكثير من الحديث ، هنا نقدم لمحة بسيطة عن بعض المشاريع الناشئة.
Monad هو Layer1 عالي الأداء متوافق مع EVM يستخدم آلية PoS، يهدف إلى تعزيز قابلية التوسع وسرعة المعاملات بشكل ملحوظ من خلال التنفيذ المتوازي. يسمح Monad بتنفيذ المعاملات بشكل متوازي داخل الكتلة لزيادة الكفاءة. يستخدم نموذج التنفيذ المتوازي المتفائل، حيث يبدأ في تنفيذ المعاملات الجديدة قبل اكتمال تنفيذ الخطوة السابقة. لمواجهة النتائج غير الصحيحة، يتتبع Monad المدخلات/المخرجات ويعيد تنفيذ المعاملات غير المتسقة. يمكن لمحلل الشيفرة الثابتة التنبؤ بالعلاقات، وتجنب التوازي غير الفعال، والعودة إلى الوضع البسيط عند عدم اليقين. يزيد هذا التنفيذ المتوازي من القدرة على المعالجة، بينما يقلل من احتمالية فشل المعاملات.
Sei هو Layer1 تم تطويره بناءً على Cosmos SDK، مصمم خصيصًا لـ DeFI. Sei V2 هو ترقية واسعة النطاق لشبكة Sei، تهدف إلى أن تكون أول EVM متوازي بالكامل. مثل Monad، ستستخدم Sei V2 التوازي المتفائل. وهذا يسمح لسلسلة الكتل بتنفيذ المعاملات في وقت واحد، دون الحاجة إلى أن يقوم المطورون بتعريف أي تبعيات. عندما تحدث تعارضات، ستقوم سلسلة الكتل بتتبع كل جزء تخزين تم الوصول إليه بواسطة كل معاملة وإعادة تشغيل هذه المعاملات بالترتيب. ستستمر هذه العملية بشكل متكرر حتى يتم حل جميع التعارضات غير المحلولة.
Artela هو شبكة بلوكشين قابلة للتوسع، تمكن المطورين من بناء تطبيقات لامركزية غنية بالوظائف. يمثل EVM++ الذي أطلقته Artela قابلية توسيع عالية + أداء عالي لـ EVM المتوازي، وينقسم إلى مرحلتين لتحقيقه، حيث ستتصمم المرحلة الأولى حول التنفيذ المتوازي، وعلى أساس التنفيذ المتوازي، من خلال الحوسبة المرنة لضمان قابلية توسيع قوة حوسبة عقد الشبكة، لتحقيق في النهاية مساحة كتلة مرنة. حيث سيتم تجميع المعاملات بناءً على تحليل تعارض الاعتماد للمعاملات لدعم التنفيذ المتوازي.
الحل المتوافق مع EVM على سلسلة الكتل العامة هو حل لتنفيذ معاملات EVM فوق هذه السلسلة العامة. هذا الـ EVM في الواقع هو عقد ذكي على السلسلة العامة، حيث يتم تنفيذ مُفسر EVM بداخله، ومترجم إلى رمز بايت SBF. داخل الـ EVM تم تنفيذ مجموعة من نماذج معاملات إثيريوم ونماذج حسابات، حيث يحتاج المستخدمون فقط لدفع رسوم GAS لـ EVM لإرسال المعاملات. يتم دفع رسوم شبكة السلسلة العامة بواسطة Proxy. تتطلب السلسلة العامة بشكل صارم تقديم قائمة الحسابات للمعاملات، بما في ذلك معاملات التعبئة، لذا تشمل مهام Proxy إنشاء هذه القائمة، كما أنها تحقق القدرة على تنفيذ المعاملات المتوازية على السلسلة العامة.
تشبه الحلول التي تستخدم EVM كعقد ذكي لتحقيق التوافق مع EVM بعض المشاريع الأخرى، ومن الناحية النظرية يمكن لبعض سلاسل الكتل الناشئة اعتماد هذا الحل لتحقيق توافق EVM غير متداخل، حيث تعمل فرق على القيام بهذا العمل. هذا المشروع هو إطار عمل معياري يُستخدم لبناء ونشر البنية التحتية والتطبيقات والكتل على أساس Move في أي بيئة موزعة. يمكن لوحداته تحويل تعليمات EVM بسلاسة إلى تعليمات Move، مما يعني أن مشاريع Solidity يمكنها الاستفادة من أداء Move ومزايا الأمان دون الحاجة إلى كتابة سطر واحد من كود Move.
توافق EVM يجعل من السهل على المطورين نقل تطبيقاتهم إيثريوم إلى السلسلة دون الحاجة إلى تعديلات كبيرة، وهو اتجاه جيد لبناء النظام البيئي.
ملخص
لقد أصبحت تقنية التوازي في البلوكشين موضوعًا شائعًا قد تم الحديث عنه كثيرًا، حيث يظهر السرد من حين لآخر، ولكن حتى الآن تركز الجهود بشكل رئيسي على تعديل وتقليد نموذج التنفيذ المتفائل الممثل بواسطة آلية Block-STM الخاصة بـ Aptos، دون تحقيق أي اختراقات جوهرية، مما يجعل الزخم صعب الاستمرار.
بالنظر إلى المستقبل، ستظهر المزيد من المشاريع الجديدة Layer1 في المنافسة على EVM، في حين أن بعض Layer1 القديمة ستقوم أيضًا بتنفيذ ترقيات متوازية لـ EVM أو حلول متوافقة مع EVM، في اتجاهين مختلفين لكنهما متجهان نحو نفس النتيجة، وسيتم ولادة المزيد من السرديات الجديدة المتعلقة بتحسين الأداء.
ومع ذلك، مقارنةً بسرد EVM عالي الأداء، يمكن أن تتفتح قوى متعددة في عالم blockchain، ومن المحتمل أن تكون السرديات مثل WASM وSVM وMove VM أكثر جدارة بالتوقع.
قد تحتوي هذه الصفحة على محتوى من جهات خارجية، يتم تقديمه لأغراض إعلامية فقط (وليس كإقرارات/ضمانات)، ولا ينبغي اعتباره موافقة على آرائه من قبل Gate، ولا بمثابة نصيحة مالية أو مهنية. انظر إلى إخلاء المسؤولية للحصول على التفاصيل.
تسجيلات الإعجاب 14
أعجبني
14
3
مشاركة
تعليق
0/400
MeaninglessApe
· 08-01 20:45
ما زال يتحدث عن EVM، ألا يشعر بالتعب؟
شاهد النسخة الأصليةرد0
DaoResearcher
· 08-01 20:36
استنادًا إلى القسم 2.3 من الكتاب الأصفر لــ ETH، يجب التحقق من درجة ارتباط آلة الحالة في نمط Singleton.
مراجعة تطور تقنية EVM المتوازية: من Layer1 عالية الأداء إلى استكشاف المشاريع الناشئة
EVM:إثيريوم的核心组件
EVM هو جوهر إثيريوم، مسؤول عن تشغيل العقود الذكية ومعالجة المعاملات. إنه محرك حسابي، يوفر تجريدًا للحساب والتخزين، مشابه لجهاز Java الافتراضي. يقوم EVM بتنفيذ مجموعة تعليمات البايت الخاصة به، والتي يتم تجميعها عادةً بواسطة Solidity.
EVM هو آلة حالة شبه تورينغ كاملة. "شبه" لأن جميع خطوات التنفيذ ستستهلك موارد غاز محدودة، وبالتالي سيتم تقييد تنفيذ أي عقد ذكي معين ضمن عدد محدود من خطوات الحساب، مما يمنع حدوث حلقات ميتة قد تؤدي إلى توقف منصة إثيريوم بأكملها.
لا تحتوي EVM على وظيفة الجدولة، حيث يتم استخراج المعاملات من الكتلة بواسطة وحدة تنفيذ إيثريوم، وتكون EVM مسؤولة عن تنفيذها بالتتابع. خلال عملية التنفيذ، سيتم تعديل أحدث حالة للعالم، وبعد الانتهاء من تنفيذ معاملة واحدة، يتم إضافة الحالة، مما يؤدي إلى الوصول إلى أحدث حالة للعالم بعد الانتهاء من الكتلة. يعتمد تنفيذ الكتلة التالية بشكل صارم على حالة العالم بعد تنفيذ الكتلة السابقة، لذا فإن عملية تنفيذ معاملات إيثريوم الخطية لا يمكن تحسينها بشكل جيد للتنفيذ المتوازي.
من هذه الناحية، يحدد بروتوكول إثيريوم تنفيذ المعاملات بترتيب معين. على الرغم من أن التنفيذ بالترتيب يضمن أن المعاملات والعقود الذكية يمكن أن تُنفذ بترتيب محدد، مما يضمن الأمان، إلا أنه في حالة الأحمال العالية، قد يؤدي ذلك إلى ازدحام الشبكة وتأخير، وهذا هو السبب في أن إثيريوم يعاني من اختناقات أداء كبيرة، مما يتطلب توسيع Layer2 Rollup.
الطريق المتوازي لـ Layer1 عالي الأداء
تقوم معظم Layer1 عالية الأداء بتصميم حلول تحسين خاصة بها بناءً على عيب عدم قدرة إثيريوم على المعالجة المتوازية، وسنتحدث هنا عن تحسينات طبقة التنفيذ، أي الآلة الافتراضية والتنفيذ المتوازي.
آلة افتراضية
تم تصميم EVM كآلة افتراضية 256 بت، والهدف من ذلك هو تسهيل معالجة خوارزمية تجزئة إثيريوم، حيث تقوم بإنتاج مخرجات 256 بت بشكل واضح. ومع ذلك، فإن الحاسوب الذي يعمل فعليًا على EVM يحتاج إلى تحويل بايتات 256 بت إلى البنية المحلية لتنفيذ العقود الذكية، مما يجعل النظام بأكمله غير فعال وغير عملي. لذلك، من حيث اختيار الآلات الافتراضية، فإن Layer1 عالية الأداء تعتمد بشكل أكبر على الآلات الافتراضية المستندة إلى WASM أو eBPF أو بايت كود Move، بدلاً من EVM.
WASM هي تنسيق بايت كود صغير الحجم وسريع التحميل وقابل للنقل يعتمد على آلية أمان محكمة، يمكن للمطورين استخدام لغات برمجة متعددة لكتابة العقود الذكية ثم تجميعها إلى بايت كود WASM وتنفيذها. لقد تم اعتماد WASM كمعيار من قبل العديد من مشاريع البلوكشين، بما في ذلك EOS وDfinity وPolkadot، كما أن إثيريوم ستدمج WASM في المستقبل، مما يضمن أن تكون طبقة التنفيذ في إثيريوم أكثر كفاءة وبساطة، مما يجعلها مناسبة كمنصة حسابية لامركزية بالكامل.
eBPF هو تطور لـ BPF، والذي كان في الأصل مصممًا لتصفية حزم البيانات الشبكية بشكل فعال. بعد ذلك، تطور إلى eBPF، الذي يقدم مجموعة تعليمات أكثر ثراءً، مما يسمح بالتدخل الديناميكي في نواة نظام التشغيل وتعديل سلوكها دون تغيير الكود المصدري. فيما بعد، خرجت هذه التقنية من النواة وتطورت إلى وقت تشغيل eBPF في وضع المستخدم، الذي يتمتع بأداء عالٍ وأمان وقابلية للنقل. العقود الذكية المنفذة على إحدى شبكات البلوكشين يتم تجميعها إلى SBF( القائم على eBPF) بايت كود وتعمل على شبكة البلوكشين الخاصة بها.
Move هي لغة برمجة عقود ذكية جديدة تركز على المرونة والأمان وقابلية التحقق. تم تصميم لغة Move لمعالجة قضايا الأمان المتعلقة بالأصول والمعاملات، مما يجعل من الممكن تعريف الأصول والمعاملات والتحكم فيها بدقة. يعد مُحقق بايت كود Move أداة تحليل ثابتة، تقوم بتحليل بايت كود Move وتحديد ما إذا كانت تتوافق مع القواعد المطلوبة للأمان من حيث الأنواع والذاكرة والموارد، دون الحاجة إلى تنفيذ ذلك على مستوى العقود الذكية وفحصه أثناء التشغيل. بعض سلاسل الكتل الناشئة ورثت Move، أو كتبت عقودها الذكية من خلال إصدار مخصص خاص بها.
! EVM المتوازي: تبديل العقل من الطبقة 1 عالية الأداء
التنفيذ المتوازي
تنفيذ المعاملات المتوازية في البلوكتشين يعني معالجة المعاملات غير المرتبطة في نفس الوقت. يُنظر إلى المعاملات غير المرتبطة على أنها أحداث لا تؤثر على بعضها البعض. على سبيل المثال، إذا كان شخصان يتعاملان في رموز على منصات تداول مختلفة، يمكن معالجة معاملاتهما في نفس الوقت. ولكن، إذا كانا يتعاملان على نفس المنصة، فقد يحتاج الأمر إلى تنفيذ المعاملات بترتيب معين.
التحدي الرئيسي لتنفيذ التشغيل المتوازي هو تحديد المعاملات غير المرتبطة، وأيها مستقلة، تعتمد معظم الشبكات عالية الأداء Layer1 على طريقتين: طريقة الوصول إلى الحالة ونموذج التشغيل المتوازي المتفائل.
تتطلب طريقة الوصول إلى الحالة معرفة مسبقة بأي جزء من حالة blockchain يمكن لكل معاملة الوصول إليه، مما يسمح بتحليل المعاملات المستقلة.
في بعض سلاسل الكتل العامة، العقد الذكي ( غير حالاتي، لأنه لا يمكنه الوصول بشكل مستقل إلى أي حالة موجودة على مدار عملية المعاملة، وللوصول إلى الحالة أو الحفاظ عليها، يحتاج البرنامج إلى استخدام حساب. يجب أن تحدد كل معاملة الحسابات التي سيتم الوصول إليها خلال تنفيذ المعاملة، بحيث يمكن لوقت معالجة المعاملة جدولة المعاملات المتوازية غير المتداخلة مع ضمان اتساق البيانات.
في بعض سلاسل الكتل العامة، يُعتبر كل عقد ذكي وحدة، تتكون من تعريفات الوظائف والهياكل. يتم إنشاء الهياكل في الوظائف، ويمكن تمريرها إلى وحدات أخرى من خلال استدعاء الوظائف. تُعتبر نسخ الهياكل المخزنة في وقت التشغيل ككائنات، وتوجد ثلاثة أنواع مختلفة من الكائنات، وهي كائنات المالكة، وكائنات المشاركة، وكائنات غير القابلة للتغيير. استراتيجية التوازي مشابهة لتلك المذكورة في سلاسل الكتل العامة، كما يتعين على المعاملات تحديد الكائنات التي سيتم إجراء العمليات عليها.
يعمل نموذج التوازي المتفائل على فرضية أن جميع المعاملات مستقلة، ويقوم فقط بالتحقق من صحة هذه الفرضية بأثر رجعي وإجراء التعديلات عند الضرورة.
بعض سلاسل الكتل العامة تستخدم طريقة Block-STM) لتطبيق تنفيذ متوازي متفائل من خلال برنامج ذاكرة المعاملات في الكتل. في Block-STM، يتم إعداد المعاملات أولاً داخل الكتلة وفقًا لترتيب معين، ثم يتم تقسيمها بين خيوط المعالجة المختلفة ليتم تنفيذها في وقت واحد. أثناء معالجة هذه المعاملات، يتتبع النظام مواقع الذاكرة التي تم تغييرها بواسطة كل معاملة. بعد كل جولة معالجة، يتحقق النظام من نتائج جميع المعاملات. إذا اكتشف أن معاملة ما قد تأثرت بموقع ذاكرة تم تغييره بواسطة معاملة سابقة، فإنه يقوم بمسح نتائجها ويعيد تشغيلها مرة أخرى. تستمر هذه العملية حتى يتم معالجة كل معاملة في الكتلة.
EVM المتوازي
تم الإشارة إلى EVM المتوازي في عام 2021، وكان يشير حينها إلى EVM الذي يدعم معالجة عدة معاملات في الوقت نفسه، بهدف تحسين أداء وكفاءة EVM الحالي. هناك بعض الحلول مثل EVM المتوازي الذي تم تنفيذه على منصة معينة بناءً على Block-STM، بالإضافة إلى EVM المتوازي الذي تم تطويره بالتعاون مع بعض سلاسل الكتل العامة.
لكن في نهاية عام 2023، أشار عدد من الشخصيات المعروفة في الصناعة بشكل متزامن عند استشراف اتجاهات عام 2024 إلى EVM المتوازي، مما أدى إلى انتعاش مجموعة من Layer1 المتوافقة مع EVM التي تعتمد على تقنية التنفيذ المتوازي، بما في ذلك Monand و Sei.
في الوقت الحاضر، تلتصق بعض الحلول المتوافقة مع EVM على الشبكات العامة، وLayer2 Rollup لـ إثيريوم SVM، وLayer2 Rollup لـ إثيريوم Move VM، وLayer1 للطبقة التنفيذية المودولارية جميعها بعلامة EVM المتوازية، مما يثير الدهشة.
يمكن تعريف الأنواع الثلاثة التالية فقط كـ EVM متوازي.
ترقية التنفيذ المتوازي لـ Layer1 المتوافق مع EVM بدون استخدام تقنية التنفيذ المتوازي؛
طبقت تقنية التنفيذ المتوازي على Layer1 المتوافقة مع EVM;
اعتماد تقنية التنفيذ المتوازي لحل متوافق مع EVM غير متوافق مع Layer1.
بعض الطبقات الأولى المتوافقة مع EVM المعروفة لا تحتاج إلى الكثير من الحديث ، هنا نقدم لمحة بسيطة عن بعض المشاريع الناشئة.
Monad هو Layer1 عالي الأداء متوافق مع EVM يستخدم آلية PoS، يهدف إلى تعزيز قابلية التوسع وسرعة المعاملات بشكل ملحوظ من خلال التنفيذ المتوازي. يسمح Monad بتنفيذ المعاملات بشكل متوازي داخل الكتلة لزيادة الكفاءة. يستخدم نموذج التنفيذ المتوازي المتفائل، حيث يبدأ في تنفيذ المعاملات الجديدة قبل اكتمال تنفيذ الخطوة السابقة. لمواجهة النتائج غير الصحيحة، يتتبع Monad المدخلات/المخرجات ويعيد تنفيذ المعاملات غير المتسقة. يمكن لمحلل الشيفرة الثابتة التنبؤ بالعلاقات، وتجنب التوازي غير الفعال، والعودة إلى الوضع البسيط عند عدم اليقين. يزيد هذا التنفيذ المتوازي من القدرة على المعالجة، بينما يقلل من احتمالية فشل المعاملات.
Sei هو Layer1 تم تطويره بناءً على Cosmos SDK، مصمم خصيصًا لـ DeFI. Sei V2 هو ترقية واسعة النطاق لشبكة Sei، تهدف إلى أن تكون أول EVM متوازي بالكامل. مثل Monad، ستستخدم Sei V2 التوازي المتفائل. وهذا يسمح لسلسلة الكتل بتنفيذ المعاملات في وقت واحد، دون الحاجة إلى أن يقوم المطورون بتعريف أي تبعيات. عندما تحدث تعارضات، ستقوم سلسلة الكتل بتتبع كل جزء تخزين تم الوصول إليه بواسطة كل معاملة وإعادة تشغيل هذه المعاملات بالترتيب. ستستمر هذه العملية بشكل متكرر حتى يتم حل جميع التعارضات غير المحلولة.
Artela هو شبكة بلوكشين قابلة للتوسع، تمكن المطورين من بناء تطبيقات لامركزية غنية بالوظائف. يمثل EVM++ الذي أطلقته Artela قابلية توسيع عالية + أداء عالي لـ EVM المتوازي، وينقسم إلى مرحلتين لتحقيقه، حيث ستتصمم المرحلة الأولى حول التنفيذ المتوازي، وعلى أساس التنفيذ المتوازي، من خلال الحوسبة المرنة لضمان قابلية توسيع قوة حوسبة عقد الشبكة، لتحقيق في النهاية مساحة كتلة مرنة. حيث سيتم تجميع المعاملات بناءً على تحليل تعارض الاعتماد للمعاملات لدعم التنفيذ المتوازي.
الحل المتوافق مع EVM على سلسلة الكتل العامة هو حل لتنفيذ معاملات EVM فوق هذه السلسلة العامة. هذا الـ EVM في الواقع هو عقد ذكي على السلسلة العامة، حيث يتم تنفيذ مُفسر EVM بداخله، ومترجم إلى رمز بايت SBF. داخل الـ EVM تم تنفيذ مجموعة من نماذج معاملات إثيريوم ونماذج حسابات، حيث يحتاج المستخدمون فقط لدفع رسوم GAS لـ EVM لإرسال المعاملات. يتم دفع رسوم شبكة السلسلة العامة بواسطة Proxy. تتطلب السلسلة العامة بشكل صارم تقديم قائمة الحسابات للمعاملات، بما في ذلك معاملات التعبئة، لذا تشمل مهام Proxy إنشاء هذه القائمة، كما أنها تحقق القدرة على تنفيذ المعاملات المتوازية على السلسلة العامة.
تشبه الحلول التي تستخدم EVM كعقد ذكي لتحقيق التوافق مع EVM بعض المشاريع الأخرى، ومن الناحية النظرية يمكن لبعض سلاسل الكتل الناشئة اعتماد هذا الحل لتحقيق توافق EVM غير متداخل، حيث تعمل فرق على القيام بهذا العمل. هذا المشروع هو إطار عمل معياري يُستخدم لبناء ونشر البنية التحتية والتطبيقات والكتل على أساس Move في أي بيئة موزعة. يمكن لوحداته تحويل تعليمات EVM بسلاسة إلى تعليمات Move، مما يعني أن مشاريع Solidity يمكنها الاستفادة من أداء Move ومزايا الأمان دون الحاجة إلى كتابة سطر واحد من كود Move.
توافق EVM يجعل من السهل على المطورين نقل تطبيقاتهم إيثريوم إلى السلسلة دون الحاجة إلى تعديلات كبيرة، وهو اتجاه جيد لبناء النظام البيئي.
ملخص
لقد أصبحت تقنية التوازي في البلوكشين موضوعًا شائعًا قد تم الحديث عنه كثيرًا، حيث يظهر السرد من حين لآخر، ولكن حتى الآن تركز الجهود بشكل رئيسي على تعديل وتقليد نموذج التنفيذ المتفائل الممثل بواسطة آلية Block-STM الخاصة بـ Aptos، دون تحقيق أي اختراقات جوهرية، مما يجعل الزخم صعب الاستمرار.
بالنظر إلى المستقبل، ستظهر المزيد من المشاريع الجديدة Layer1 في المنافسة على EVM، في حين أن بعض Layer1 القديمة ستقوم أيضًا بتنفيذ ترقيات متوازية لـ EVM أو حلول متوافقة مع EVM، في اتجاهين مختلفين لكنهما متجهان نحو نفس النتيجة، وسيتم ولادة المزيد من السرديات الجديدة المتعلقة بتحسين الأداء.
ومع ذلك، مقارنةً بسرد EVM عالي الأداء، يمكن أن تتفتح قوى متعددة في عالم blockchain، ومن المحتمل أن تكون السرديات مثل WASM وSVM وMove VM أكثر جدارة بالتوقع.