تطوير العقود الذكية هو المهارة الأساسية لمهندسي blockchain. على الرغم من أن المطورين عادة ما يستخدمون لغات عالية المستوى مثل Solidity لكتابة العقود، إلا أن EVM لا يمكنه تنفيذ هذه التعليمات البرمجية مباشرة. يحتاج إلى تحويل التعليمات البرمجية إلى تعليمات منخفضة المستوى يمكن للآلة الافتراضية فهمها ( تعليمات/بايت ). هناك حاليا أدوات يمكن أن تكمل هذه العملية تلقائيا، مما يقلل من عبء فهم تفاصيل التحويل على المطورين.
على الرغم من أن التجميع سيؤدي إلى بعض التكاليف، إلا أن المهندسين الذين يعرفون الترميز الأساسي يمكنهم تضمين الرموز التشغيلية مباشرة في Solidity لتحقيق أعلى كفاءة وتقليل استهلاك الغاز. على سبيل المثال، تستخدم بروتوكولات تداول NFT الشهيرة التجميع المضمن بشكل كبير لتقليل تكاليف الغاز للمستخدمين.
الاختلافات بين معيار EVM والتنفيذ
EVM ك"طبقة تنفيذية"، هي البيئة النهائية التي يتم فيها تشغيل تعليمات التشغيل لعقود ذكية بعد الترجمة. لقد أصبحت بايت كود التي تحددها EVM معياراً في الصناعة. سواء كانت شبكة الإيثريوم من الطبقة الثانية أو أي بلوكشين مستقل آخر، طالما أن لديها توافق مع معيار EVM، يمكن للمطورين نشر عقود ذكية بكفاءة على عدة شبكات.
على الرغم من اتباع نفس معيار التعليمات البرمجية البايتية، إلا أن التنفيذ المحدد لـ EVM يمكن أن يختلف بشكل كبير. على سبيل المثال، قام عميل معين في إثيريوم بتنفيذ معيار EVM بلغة Go، بينما يقوم فريق من مؤسسة معينة بصيانة تنفيذ بلغة C++. توفر هذه التنوع مساحة للتحسينات الهندسية المختلفة والتنفيذات المخصصة.
ظهور تقنية EVM الموازية
تاريخيًا، كانت المجتمعات المعنية بسلسلة الكتل تركز بشكل أساسي على ابتكار خوارزميات الإجماع، حيث كانت بعض المشاريع الشهيرة تُلاحظ أكثر بسبب آليات الإجماع الخاصة بها بدلاً من طبقة التنفيذ. على الرغم من أن هذه المشاريع قد أظهرت ابتكارات في طبقة التنفيذ أيضًا، إلا أن تحسين أدائها غالبًا ما يُفهم بشكل خاطئ على أنه ناتج فقط عن خوارزمية الإجماع.
في الواقع، تحتاج سلاسل الكتل عالية الأداء إلى الابتكار في كل من خوارزمية الإجماع وطبقة التنفيذ في نفس الوقت. بالنسبة لسلاسل الكتل EVM التي تحسن فقط خوارزمية الإجماع، غالبًا ما يتطلب تحسين الأداء دعمًا أقوى من الأجهزة. على سبيل المثال، تحتاج سلسلة ذكية مشهورة لمعالجة الكتل تحت حد الغاز 2000 TPS إلى تكوين أقوى بعدة مرات من عقد إيثريوم الكاملة. شبكة أخرى تدعي أنها تدعم حتى 1000 TPS، وغالبًا ما تكون أدائها الفعلي أقل من المتوقع.
ضرورة المعالجة المتوازية
في أنظمة blockchain التقليدية، يتم تنفيذ المعاملات بشكل متسلسل، مشابه لوحدة المعالجة المركزية أحادية النواة. على الرغم من أن هذه الطريقة بسيطة ومعقدة النظام، إلا أنها صعبة في دعم قاعدة مستخدمين كبيرة. يمكن أن تساعد الانتقال إلى آلة افتراضية متعددة النواة في معالجة العديد من المعاملات في وقت واحد، مما يزيد من القدرة الاستيعابية بشكل كبير.
تسبب التنفيذ المتوازي في بعض التحديات الهندسية، مثل التعامل مع المعاملات المتزامنة على نفس العقد. وهذا يتطلب آليات جديدة لحل النزاعات المحتملة. ومع ذلك، يمكن أن يؤدي التنفيذ المتوازي للعقود الذكية غير ذات الصلة إلى زيادة الإنتاجية بشكل متناسب مع عدد خيوط المعالجة.
تمثل EVM المتوازية سلسلة من الابتكارات التي تهدف إلى تحسين طبقة تنفيذ البلوكشين. كمثال على مشروع معين، تتضمن الابتكارات الرئيسية ما يلي:
تنفيذ المعاملات المتوازية: يعتمد على خوارزمية التنفيذ المتوازي المتفائلة، مما يسمح بمعالجة معاملات متعددة في نفس الوقت. يبدأ النظام المعاملات من نفس الحالة الأولية، ويتتبع المدخلات والمخرجات، وينتج نتائج مؤقتة. يتم تحديد ما إذا كان يجب تنفيذ المعاملة التالية بشكل متوازي من خلال فحص العلاقات بين المعاملات.
التنفيذ المتأخر: في آلية الإجماع، يتفق العقد أولاً على ترتيب المعاملات، دون تنفيذها على الفور. يتم تأجيل التنفيذ إلى قناة مستقلة، مما يزيد من استخدام وقت الكتلة، ويعزز الكفاءة العامة.
قاعدة بيانات الحالة المخصصة: من خلال تخزين شجرة ميركل مباشرة على SSD، يتم تحسين تخزين الحالة والوصول إليها. تقلل هذه الطريقة من تأثير تضخيم القراءة، مما يسرع من سرعة الوصول إلى الحالة، ويجعل تنفيذ العقود أكثر كفاءة.
آلية توافق عالية الأداء: قائمة على تحسين HotStuff، تدعم مزامنة مئات العقد العالمية، مع تعقيد اتصال خطي. تستخدم تصويت خط أنابيب، مما يسمح بتداخل مراحل مختلفة، مما يقلل من التأخير، ويزيد من الكفاءة.
التحديات التي تواجه EVM المتوازية
تنفيذ المهام المتوازية يقدم تعارضات حالة محتملة، ويتطلب فحص التعارض قبل التنفيذ أو بعده. على سبيل المثال، عندما تتفاعل عدة معاملات متوازية مع نفس مجموعة المعاملات، يصبح من الضروري وجود آلية دقيقة لفحص وحل التعارضات.
بالإضافة إلى اختلافات التنفيذ الفني، تحتاج الفرق عادة إلى إعادة تصميم أداء القراءة والكتابة لقاعدة بيانات الحالة، وتطوير خوارزميات إجماع متوافقة.
تواجه مشاريع EVM المتوازية تحديين رئيسيين: خطر استيعاب إثيريوم لابتكاراته التكنولوجية على المدى الطويل، ومشكلة تركيز العقد. إن تطوير النظام البيئي بسرعة هو المفتاح للحفاظ على ميزة تنافسية. بينما تحتاج لامركزية العقد إلى البحث عن توازن بين العمليات غير المصرح بها، وعدم الثقة، والأداء العالي.
نظرة عامة على مشروع EVM المتوازي
تتضمن المشهد الحالي لـ EVM المتوازي عدة سلاسل كتل Layer 1، وحلول Layer 2 المحتملة، بالإضافة إلى طبقات متوافقة مع EVM مبنية على سلاسل الكتل العامة الأخرى. يمكن تقسيم المشاريع الحالية إلى ثلاث فئات:
دعم تنفيذ متوازي لشبكة Layer 1 المتوافقة مع EVM من خلال ترقية تقنية
تم تصميم شبكة Layer 1 المتوافقة مع EVM لتنفيذ متوازي منذ البداية
شبكة Layer 2 التي تستخدم تقنية التنفيذ المتوازي غير EVM
مقدمة المشاريع التمثيلية
يهدف المشروع A إلى حل مشكلة القابلية للتوسع من خلال تحسين تنفيذ EVM المتوازي، مع هدف الوصول إلى 10,000 TPS. تم إكمال تمويل كبير، ويتكون الفريق المؤسس من أفضل صانعي السوق. تم إطلاق شبكة اختبار داخلية، وستكون متاحة للجمهور قريبًا.
تركز المشروع B في البداية على بنية تطبيقات التداول، وقد تم ترقيته مؤخرًا إلى آلة الإيثريوم الافتراضية عالية الأداء المتوازية، مما زاد من TPS إلى 12,500. تم إطلاق الشبكة التجريبية، مما يدعم الانتقال بنقرة واحدة لتطبيقات EVM. كما تم إطلاق إطار عمل مفتوح المصدر يدعم Layer 2 باستخدام تقنية المعالجة المتوازية.
مشروع C يعزز الأداء وكفاءة التنفيذ من خلال بناء نظام مزدوج للآلة الافتراضية EVM++( EVM + WASM). الفريق الرئيسي يأتي من مشروع بلوكتشين معروف. تم إطلاق الشبكة العامة، وقد تم بدء خطة التحفيز البيئي.
المشروع D هو شبكة Layer 1 متوافقة مع EVM مبنية على SDK معين، مصممة خصيصًا لـ DeFi. تم الإعلان مؤخرًا عن خطة تطوير لإدخال تقنية EVM المتوازية لتحسين الأداء.
المشروع E هو أول حل يتوافق مع EVM يتم تنفيذه على سلسلة كتل عامة عالية الأداء. يدعم مطوري Solidity نشر DApp بنقرة واحدة، والاستمتاع بقدرة معالجة عالية ورسوم غاز منخفضة. يتم تعبئة معاملات EVM كمعاملات أصلية للتنفيذ، حيث يتجاوز TPS 2000.
المشروع F هو حل Layer 2 العام القابل للتعديل المدعوم من قبل آلة افتراضية لسلسلة كتلة معينة. يتم التسوية على إثيريوم، باستخدام ETH كغاز، لكن طبقة التنفيذ تعمل في بيئة تلك الآلة الافتراضية. تم الانتهاء مؤخرًا من تمويل كبير، وسيتم فتح الشبكة الرئيسية قريبًا للمطورين.
المشروع G هو شبكة Layer 2 المعيارية، تدعم إدخال آلة افتراضية عالية الأداء إلى النظام البيئي Layer 2 الرئيسي. يمكن استخدام إثيريوم أو بيتكوين كطبقة تسوية، بينما يمكن لطبقة التنفيذ استخدام مجموعة متنوعة من الآلات الافتراضية المتوازية.
الخاتمة
مع تطور تقنية البلوكشين، فإن تحسين طبقة التنفيذ وخوارزمية الإجماع لهما نفس الأهمية. توفر الابتكارات مثل EVM المتوازي حلولًا واعدة لزيادة القدرة على المعالجة والكفاءة، مما قد يجعل البلوكشين أكثر قابلية للتوسع ويدعم مجموعة واسعة من سيناريوهات التطبيق. ستستمر هذه التطورات التكنولوجية في دفع تقدم نظام البلوكشين البيئي.
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 10
أعجبني
10
6
مشاركة
تعليق
0/400
SerumSquirrel
· منذ 17 س
EVMtql: آه
شاهد النسخة الأصليةرد0
ChainComedian
· منذ 17 س
هل هذه هي الأداء؟ هل ما زلنا نتحدث عن الابتكار؟
شاهد النسخة الأصليةرد0
SatoshiHeir
· منذ 17 س
من المهم الإشارة إلى أن ما يسمى بالتوازي ليس سوى تقليد رديء لفيتاليك بوتيرين.
شاهد النسخة الأصليةرد0
CounterIndicator
· منذ 18 س
فهمت! السلسلة الواحدة تشكل عنق الزجاجة، يجب أن تكون متوازية!
شاهد النسخة الأصليةرد0
LiquidationTherapist
· منذ 18 س
EVM المتوازي لذيذ
شاهد النسخة الأصليةرد0
pvt_key_collector
· منذ 18 س
هل لا تزال تعاني من أداء النظام؟ لقد ماتت السلسلة.
تحليل فني لتقنية EVM المتوازية: الفرص والتحديات الجديدة في طبقة تنفيذ البلوكتشين
تحليل العمق للآلة الإيثريوم الافتراضية EVM
علاقة EVM وSolidity
تطوير العقود الذكية هو المهارة الأساسية لمهندسي blockchain. على الرغم من أن المطورين عادة ما يستخدمون لغات عالية المستوى مثل Solidity لكتابة العقود، إلا أن EVM لا يمكنه تنفيذ هذه التعليمات البرمجية مباشرة. يحتاج إلى تحويل التعليمات البرمجية إلى تعليمات منخفضة المستوى يمكن للآلة الافتراضية فهمها ( تعليمات/بايت ). هناك حاليا أدوات يمكن أن تكمل هذه العملية تلقائيا، مما يقلل من عبء فهم تفاصيل التحويل على المطورين.
على الرغم من أن التجميع سيؤدي إلى بعض التكاليف، إلا أن المهندسين الذين يعرفون الترميز الأساسي يمكنهم تضمين الرموز التشغيلية مباشرة في Solidity لتحقيق أعلى كفاءة وتقليل استهلاك الغاز. على سبيل المثال، تستخدم بروتوكولات تداول NFT الشهيرة التجميع المضمن بشكل كبير لتقليل تكاليف الغاز للمستخدمين.
الاختلافات بين معيار EVM والتنفيذ
EVM ك"طبقة تنفيذية"، هي البيئة النهائية التي يتم فيها تشغيل تعليمات التشغيل لعقود ذكية بعد الترجمة. لقد أصبحت بايت كود التي تحددها EVM معياراً في الصناعة. سواء كانت شبكة الإيثريوم من الطبقة الثانية أو أي بلوكشين مستقل آخر، طالما أن لديها توافق مع معيار EVM، يمكن للمطورين نشر عقود ذكية بكفاءة على عدة شبكات.
على الرغم من اتباع نفس معيار التعليمات البرمجية البايتية، إلا أن التنفيذ المحدد لـ EVM يمكن أن يختلف بشكل كبير. على سبيل المثال، قام عميل معين في إثيريوم بتنفيذ معيار EVM بلغة Go، بينما يقوم فريق من مؤسسة معينة بصيانة تنفيذ بلغة C++. توفر هذه التنوع مساحة للتحسينات الهندسية المختلفة والتنفيذات المخصصة.
ظهور تقنية EVM الموازية
تاريخيًا، كانت المجتمعات المعنية بسلسلة الكتل تركز بشكل أساسي على ابتكار خوارزميات الإجماع، حيث كانت بعض المشاريع الشهيرة تُلاحظ أكثر بسبب آليات الإجماع الخاصة بها بدلاً من طبقة التنفيذ. على الرغم من أن هذه المشاريع قد أظهرت ابتكارات في طبقة التنفيذ أيضًا، إلا أن تحسين أدائها غالبًا ما يُفهم بشكل خاطئ على أنه ناتج فقط عن خوارزمية الإجماع.
في الواقع، تحتاج سلاسل الكتل عالية الأداء إلى الابتكار في كل من خوارزمية الإجماع وطبقة التنفيذ في نفس الوقت. بالنسبة لسلاسل الكتل EVM التي تحسن فقط خوارزمية الإجماع، غالبًا ما يتطلب تحسين الأداء دعمًا أقوى من الأجهزة. على سبيل المثال، تحتاج سلسلة ذكية مشهورة لمعالجة الكتل تحت حد الغاز 2000 TPS إلى تكوين أقوى بعدة مرات من عقد إيثريوم الكاملة. شبكة أخرى تدعي أنها تدعم حتى 1000 TPS، وغالبًا ما تكون أدائها الفعلي أقل من المتوقع.
ضرورة المعالجة المتوازية
في أنظمة blockchain التقليدية، يتم تنفيذ المعاملات بشكل متسلسل، مشابه لوحدة المعالجة المركزية أحادية النواة. على الرغم من أن هذه الطريقة بسيطة ومعقدة النظام، إلا أنها صعبة في دعم قاعدة مستخدمين كبيرة. يمكن أن تساعد الانتقال إلى آلة افتراضية متعددة النواة في معالجة العديد من المعاملات في وقت واحد، مما يزيد من القدرة الاستيعابية بشكل كبير.
تسبب التنفيذ المتوازي في بعض التحديات الهندسية، مثل التعامل مع المعاملات المتزامنة على نفس العقد. وهذا يتطلب آليات جديدة لحل النزاعات المحتملة. ومع ذلك، يمكن أن يؤدي التنفيذ المتوازي للعقود الذكية غير ذات الصلة إلى زيادة الإنتاجية بشكل متناسب مع عدد خيوط المعالجة.
! الغوص العميق في EVM الموازي ونظامه البيئي
ابتكارات EVM المتوازية
تمثل EVM المتوازية سلسلة من الابتكارات التي تهدف إلى تحسين طبقة تنفيذ البلوكشين. كمثال على مشروع معين، تتضمن الابتكارات الرئيسية ما يلي:
تنفيذ المعاملات المتوازية: يعتمد على خوارزمية التنفيذ المتوازي المتفائلة، مما يسمح بمعالجة معاملات متعددة في نفس الوقت. يبدأ النظام المعاملات من نفس الحالة الأولية، ويتتبع المدخلات والمخرجات، وينتج نتائج مؤقتة. يتم تحديد ما إذا كان يجب تنفيذ المعاملة التالية بشكل متوازي من خلال فحص العلاقات بين المعاملات.
التنفيذ المتأخر: في آلية الإجماع، يتفق العقد أولاً على ترتيب المعاملات، دون تنفيذها على الفور. يتم تأجيل التنفيذ إلى قناة مستقلة، مما يزيد من استخدام وقت الكتلة، ويعزز الكفاءة العامة.
قاعدة بيانات الحالة المخصصة: من خلال تخزين شجرة ميركل مباشرة على SSD، يتم تحسين تخزين الحالة والوصول إليها. تقلل هذه الطريقة من تأثير تضخيم القراءة، مما يسرع من سرعة الوصول إلى الحالة، ويجعل تنفيذ العقود أكثر كفاءة.
آلية توافق عالية الأداء: قائمة على تحسين HotStuff، تدعم مزامنة مئات العقد العالمية، مع تعقيد اتصال خطي. تستخدم تصويت خط أنابيب، مما يسمح بتداخل مراحل مختلفة، مما يقلل من التأخير، ويزيد من الكفاءة.
التحديات التي تواجه EVM المتوازية
تنفيذ المهام المتوازية يقدم تعارضات حالة محتملة، ويتطلب فحص التعارض قبل التنفيذ أو بعده. على سبيل المثال، عندما تتفاعل عدة معاملات متوازية مع نفس مجموعة المعاملات، يصبح من الضروري وجود آلية دقيقة لفحص وحل التعارضات.
بالإضافة إلى اختلافات التنفيذ الفني، تحتاج الفرق عادة إلى إعادة تصميم أداء القراءة والكتابة لقاعدة بيانات الحالة، وتطوير خوارزميات إجماع متوافقة.
تواجه مشاريع EVM المتوازية تحديين رئيسيين: خطر استيعاب إثيريوم لابتكاراته التكنولوجية على المدى الطويل، ومشكلة تركيز العقد. إن تطوير النظام البيئي بسرعة هو المفتاح للحفاظ على ميزة تنافسية. بينما تحتاج لامركزية العقد إلى البحث عن توازن بين العمليات غير المصرح بها، وعدم الثقة، والأداء العالي.
نظرة عامة على مشروع EVM المتوازي
تتضمن المشهد الحالي لـ EVM المتوازي عدة سلاسل كتل Layer 1، وحلول Layer 2 المحتملة، بالإضافة إلى طبقات متوافقة مع EVM مبنية على سلاسل الكتل العامة الأخرى. يمكن تقسيم المشاريع الحالية إلى ثلاث فئات:
مقدمة المشاريع التمثيلية
يهدف المشروع A إلى حل مشكلة القابلية للتوسع من خلال تحسين تنفيذ EVM المتوازي، مع هدف الوصول إلى 10,000 TPS. تم إكمال تمويل كبير، ويتكون الفريق المؤسس من أفضل صانعي السوق. تم إطلاق شبكة اختبار داخلية، وستكون متاحة للجمهور قريبًا.
تركز المشروع B في البداية على بنية تطبيقات التداول، وقد تم ترقيته مؤخرًا إلى آلة الإيثريوم الافتراضية عالية الأداء المتوازية، مما زاد من TPS إلى 12,500. تم إطلاق الشبكة التجريبية، مما يدعم الانتقال بنقرة واحدة لتطبيقات EVM. كما تم إطلاق إطار عمل مفتوح المصدر يدعم Layer 2 باستخدام تقنية المعالجة المتوازية.
مشروع C يعزز الأداء وكفاءة التنفيذ من خلال بناء نظام مزدوج للآلة الافتراضية EVM++( EVM + WASM). الفريق الرئيسي يأتي من مشروع بلوكتشين معروف. تم إطلاق الشبكة العامة، وقد تم بدء خطة التحفيز البيئي.
المشروع D هو شبكة Layer 1 متوافقة مع EVM مبنية على SDK معين، مصممة خصيصًا لـ DeFi. تم الإعلان مؤخرًا عن خطة تطوير لإدخال تقنية EVM المتوازية لتحسين الأداء.
المشروع E هو أول حل يتوافق مع EVM يتم تنفيذه على سلسلة كتل عامة عالية الأداء. يدعم مطوري Solidity نشر DApp بنقرة واحدة، والاستمتاع بقدرة معالجة عالية ورسوم غاز منخفضة. يتم تعبئة معاملات EVM كمعاملات أصلية للتنفيذ، حيث يتجاوز TPS 2000.
المشروع F هو حل Layer 2 العام القابل للتعديل المدعوم من قبل آلة افتراضية لسلسلة كتلة معينة. يتم التسوية على إثيريوم، باستخدام ETH كغاز، لكن طبقة التنفيذ تعمل في بيئة تلك الآلة الافتراضية. تم الانتهاء مؤخرًا من تمويل كبير، وسيتم فتح الشبكة الرئيسية قريبًا للمطورين.
المشروع G هو شبكة Layer 2 المعيارية، تدعم إدخال آلة افتراضية عالية الأداء إلى النظام البيئي Layer 2 الرئيسي. يمكن استخدام إثيريوم أو بيتكوين كطبقة تسوية، بينما يمكن لطبقة التنفيذ استخدام مجموعة متنوعة من الآلات الافتراضية المتوازية.
الخاتمة
مع تطور تقنية البلوكشين، فإن تحسين طبقة التنفيذ وخوارزمية الإجماع لهما نفس الأهمية. توفر الابتكارات مثل EVM المتوازي حلولًا واعدة لزيادة القدرة على المعالجة والكفاءة، مما قد يجعل البلوكشين أكثر قابلية للتوسع ويدعم مجموعة واسعة من سيناريوهات التطبيق. ستستمر هذه التطورات التكنولوجية في دفع تقدم نظام البلوكشين البيئي.