並行EVM技術及其生態系統探討

EVM概述

EVM是以太坊虛擬機的縮寫,作爲智能合約的執行環境。開發者通常使用Solidity等高級語言編寫合約,然後將其編譯爲EVM可執行的字節碼。盡管直接使用操作碼編程可以實現最高效率,但大多數開發者依賴自動化工具進行編譯。

EVM標準定義了字節碼規範,使得同一合約可以在不同網路上部署。然而,EVM的具體實現可能有所不同,如以太坊的Geth客戶端使用Go語言實現,而Ipsilon團隊維護C++版本。這種多樣性允許針對不同需求進行優化。

並行EVM的需求

傳統區塊鏈系統通常按順序執行交易,類似單核CPU。這種方法簡單但難以擴展到大規模用戶基礎。並行執行允許同時處理多筆交易,大幅提高吞吐量,但也帶來了技術挑戰,如處理並發交易對同一合約的寫入衝突。

並行EVM的創新

以Monad爲例,其主要創新包括:

• 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,提高整體效率。
• 自定義狀態數據庫:通過直接將Merkle樹存儲在SSD上優化狀態訪問。
• 高性能共識機制:改進的HotStuff共識,支持大規模節點同步。

技術挑戰

並行執行引入了潛在的狀態衝突,需要復雜的衝突檢測和解決機制。此外,各團隊通常需要重新設計狀態數據庫和開發兼容的共識算法。

主要挑戰包括:

• 以太坊可能吸收這些創新,威脅獨立項目的長期價值。
• 節點集中化風險,需要在去中心化和性能之間權衡。

並行EVM格局

並行EVM項目可分爲三類:

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

主要項目

• Monad:領先的並行EVM項目,目標達到10,000 TPS。
• Sei:推出Sei V2,成爲首個高性能並行EVM。
• Artela:通過EVM++雙虛擬機增強執行層。
• Canto:引入Cyclone Stack開發計劃,引入並行EVM技術。
• Neon:Solana上的EVM兼容性解決方案。
• Eclipse:將Solana虛擬機引入以太坊生態。
• Lumio:模塊化VM Layer網路,支持多種高性能虛擬機。

結語

並行EVM等執行層創新對於提高區塊鏈性能至關重要。這些技術的發展將推動區塊鏈生態系統進一步發展,支持更廣泛的應用和用戶羣體。