EVM es el núcleo de Ethereum, responsable de ejecutar contratos inteligentes y procesar transacciones. Como un motor de computación, EVM proporciona una abstracción de computación y almacenamiento, similar a la especificación de la máquina virtual de Java. EVM ejecuta su propio conjunto de instrucciones de bytecode, que generalmente son compilados por Solidity.
EVM es una máquina de estados casi Turing completa. "Casi" se debe a que todos los pasos de ejecución consumen una cantidad limitada de recursos Gas, lo que limita el número de pasos de ejecución de cualquier contrato inteligente dado y evita que posibles bucles infinitos detengan toda la plataforma Ethereum.
EVM no tiene función de programación, el módulo de ejecución de Ethereum toma las transacciones del bloque y el EVM se encarga de ejecutarlas en orden. Durante el proceso de ejecución, se modifica el estado mundial más reciente, y después de que se completa la ejecución de una transacción, se realiza la acumulación de estado, hasta que se completa el bloque y se alcanza el estado mundial más reciente. La ejecución del siguiente bloque depende estrictamente del estado mundial después de la ejecución del bloque anterior, por lo que el proceso de ejecución lineal de las transacciones de Ethereum es difícil de optimizar para la ejecución en paralelo.
En este sentido, el protocolo de Ethereum establece que las transacciones se ejecutan en orden. Aunque la ejecución en orden asegura que las transacciones y los contratos inteligentes se puedan ejecutar en un orden determinista, garantizando la seguridad, en situaciones de alta carga puede llevar a congestión y retrasos en la red, lo que también es la razón por la que Ethereum presenta cuellos de botella en el rendimiento y necesita la expansión mediante Layer2 Rollup.
El camino paralelo de Layer1 de alto rendimiento
La mayoría de las Layer1 de alto rendimiento diseñan sus propias soluciones de optimización basadas en la incapacidad de Ethereum para procesar en paralelo, centrándose principalmente en la optimización de la capa de ejecución, incluyendo la máquina virtual y la ejecución paralela.
Máquina Virtual
EVM está diseñado como una máquina virtual de 256 bits, con el objetivo de facilitar el procesamiento del algoritmo hash de Ethereum. Sin embargo, las computadoras que realmente ejecutan EVM necesitan mapear los bytes de 256 bits a la arquitectura local para ejecutar contratos inteligentes, lo que hace que todo el sistema sea muy ineficiente e impráctico. Por lo tanto, las Layer1 de alto rendimiento utilizan más máquinas virtuales basadas en WASM, eBPF bytecode o Move bytecode, en lugar de EVM.
WASM es un formato de bytecode pequeño, de carga rápida, portátil y basado en un mecanismo de seguridad sandbox, que ha sido adoptado por muchos proyectos de blockchain, incluidos EOS, Dfinity, Polkadot, entre otros. Ethereum también planea integrar WASM en el futuro para mejorar la eficiencia de ejecución.
eBPF proviene de la tecnología de filtrado de paquetes de red, y más tarde se desarrolló en un entorno de ejecución de usuario de alto rendimiento, seguro y portátil. Los contratos inteligentes que se ejecutan en Solana se compilan en bytecode SBF (basado en eBPF) y se ejecutan en su red.
Move es un nuevo lenguaje de programación de contratos inteligentes diseñado por Diem, que se centra en la flexibilidad, la seguridad y la verificabilidad. Aptos y Sui utilizan variantes de Move para escribir contratos inteligentes.
Ejecución en paralelo
La ejecución paralela en blockchain significa procesar simultáneamente transacciones no relacionadas. El principal desafío para lograr la ejecución paralela es determinar qué transacciones son no relacionadas y cuáles son independientes. Las Layer1 de alto rendimiento dependen principalmente de dos métodos: el método de acceso al estado y el modelo de paralelismo optimista.
El método de acceso al estado requiere conocer de antemano qué parte del estado de la blockchain puede acceder cada transacción, para así analizar cuáles transacciones son independientes. Solana y Sui han adoptado este enfoque.
El modelo de paralelismo optimista asume que todas las transacciones son independientes, validando retrospectivamente esta suposición y ajustándola cuando sea necesario. Aptos ha adoptado este enfoque, utilizando Block-STM (Memoria de Transacciones de Software en Bloque) para lograr una ejecución paralela optimista.
EVM en Paralelo
El concepto de EVM en paralelo (Parallel EVM) fue propuesto en 2021, refiriéndose inicialmente a un EVM que soporta el procesamiento simultáneo de múltiples transacciones. A finales de 2023, este concepto volvió a captar la atención, impulsando el desarrollo de Layer1 compatible con EVM que adopta la tecnología de ejecución paralela.
Actualmente, se pueden definir razonablemente como EVM paralelas las siguientes tres categorías:
Actualización de ejecución paralela en Layer1 compatible con EVM que no utiliza tecnología de ejecución paralela, como BSC y Polygon.
Capa 1 compatible con EVM que utiliza tecnología de ejecución en paralelo, como Monand, Sei V2 y Artela.
Soluciones compatibles con EVM en Layer1 no compatibles con EVM que utilizan tecnología de ejecución paralela, como Solana Neon.
Monad es una Layer1 de alto rendimiento compatible con EVM que utiliza un mecanismo PoS y un modelo de paralelismo optimista para mejorar la eficiencia del procesamiento de transacciones.
Sei V2 es una importante actualización de la red Sei, diseñada para ser la primera EVM completamente paralela. También utiliza tecnología de paralelización optimista.
EVM++ lanzado por Artela representa un EVM paralelo de alta escalabilidad y alto rendimiento, que se implementa en dos etapas, incluyendo ejecución paralela y computación elástica.
Solana Neon es una solución para ejecutar transacciones EVM sobre Solana, logrando compatibilidad EVM mediante la implementación de un intérprete EVM en contratos inteligentes de Solana.
Además, hay algunos proyectos que están explorando soluciones compatibles con EVM utilizando EVM para ejecutar contratos inteligentes, como Near Aurora y EOS EVM+. Movement Labs está desarrollando un marco modular para construir y desplegar infraestructura, aplicaciones y blockchains basadas en Move en cualquier entorno distribuido, cuyo módulo Fractal puede convertir de manera fluida los códigos de operación EVM en códigos de operación Move.
Resumen
La tecnología de paralelismo en blockchain ya es un tema maduro, pero actualmente se centra principalmente en la transformación y imitación del modelo de ejecución optimista representado por el mecanismo Block-STM de Aptos, sin avances sustanciales hasta ahora.
En el futuro, es posible que más nuevos proyectos Layer1 se unan a la competencia de EVM en paralelo, y los antiguos Layer1 también podrían implementar actualizaciones en paralelo de EVM o soluciones compatibles con EVM. Aunque estas dos direcciones son diferentes, ambas podrían dar lugar a nuevas narrativas relacionadas con la mejora del rendimiento.
Sin embargo, en comparación con la narrativa del alto rendimiento de EVM, el desarrollo diversificado de la tecnología blockchain podría ser más prometedor, como la aplicación y el desarrollo de nuevas tecnologías de máquinas virtuales como WASM, SVM y Move VM.
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MoneyBurnerSociety
· 07-19 18:54
La mejora de TPS es el camino correcto.
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ApeWithNoFear
· 07-19 13:03
La optimización del rendimiento es imprescindible.
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SandwichVictim
· 07-19 05:53
La paralelización es el camino.
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LucidSleepwalker
· 07-16 19:26
La evolución tecnológica es imparable
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GateUser-cff9c776
· 07-16 19:26
Turing vio y quiso llorar
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ForkItAllDay
· 07-16 19:21
La paralelización es una herramienta para resolver problemas.
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MevHunter
· 07-16 19:19
La paralelización es el futuro
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OneBlockAtATime
· 07-16 19:19
El rendimiento determina el camino de supervivencia
La ola de paralelización de EVM llega, la competencia de alto rendimiento en Layer1 se intensifica
EVM: Componente central de Ethereum
EVM es el núcleo de Ethereum, responsable de ejecutar contratos inteligentes y procesar transacciones. Como un motor de computación, EVM proporciona una abstracción de computación y almacenamiento, similar a la especificación de la máquina virtual de Java. EVM ejecuta su propio conjunto de instrucciones de bytecode, que generalmente son compilados por Solidity.
EVM es una máquina de estados casi Turing completa. "Casi" se debe a que todos los pasos de ejecución consumen una cantidad limitada de recursos Gas, lo que limita el número de pasos de ejecución de cualquier contrato inteligente dado y evita que posibles bucles infinitos detengan toda la plataforma Ethereum.
EVM no tiene función de programación, el módulo de ejecución de Ethereum toma las transacciones del bloque y el EVM se encarga de ejecutarlas en orden. Durante el proceso de ejecución, se modifica el estado mundial más reciente, y después de que se completa la ejecución de una transacción, se realiza la acumulación de estado, hasta que se completa el bloque y se alcanza el estado mundial más reciente. La ejecución del siguiente bloque depende estrictamente del estado mundial después de la ejecución del bloque anterior, por lo que el proceso de ejecución lineal de las transacciones de Ethereum es difícil de optimizar para la ejecución en paralelo.
En este sentido, el protocolo de Ethereum establece que las transacciones se ejecutan en orden. Aunque la ejecución en orden asegura que las transacciones y los contratos inteligentes se puedan ejecutar en un orden determinista, garantizando la seguridad, en situaciones de alta carga puede llevar a congestión y retrasos en la red, lo que también es la razón por la que Ethereum presenta cuellos de botella en el rendimiento y necesita la expansión mediante Layer2 Rollup.
El camino paralelo de Layer1 de alto rendimiento
La mayoría de las Layer1 de alto rendimiento diseñan sus propias soluciones de optimización basadas en la incapacidad de Ethereum para procesar en paralelo, centrándose principalmente en la optimización de la capa de ejecución, incluyendo la máquina virtual y la ejecución paralela.
Máquina Virtual
EVM está diseñado como una máquina virtual de 256 bits, con el objetivo de facilitar el procesamiento del algoritmo hash de Ethereum. Sin embargo, las computadoras que realmente ejecutan EVM necesitan mapear los bytes de 256 bits a la arquitectura local para ejecutar contratos inteligentes, lo que hace que todo el sistema sea muy ineficiente e impráctico. Por lo tanto, las Layer1 de alto rendimiento utilizan más máquinas virtuales basadas en WASM, eBPF bytecode o Move bytecode, en lugar de EVM.
WASM es un formato de bytecode pequeño, de carga rápida, portátil y basado en un mecanismo de seguridad sandbox, que ha sido adoptado por muchos proyectos de blockchain, incluidos EOS, Dfinity, Polkadot, entre otros. Ethereum también planea integrar WASM en el futuro para mejorar la eficiencia de ejecución.
eBPF proviene de la tecnología de filtrado de paquetes de red, y más tarde se desarrolló en un entorno de ejecución de usuario de alto rendimiento, seguro y portátil. Los contratos inteligentes que se ejecutan en Solana se compilan en bytecode SBF (basado en eBPF) y se ejecutan en su red.
Move es un nuevo lenguaje de programación de contratos inteligentes diseñado por Diem, que se centra en la flexibilidad, la seguridad y la verificabilidad. Aptos y Sui utilizan variantes de Move para escribir contratos inteligentes.
Ejecución en paralelo
La ejecución paralela en blockchain significa procesar simultáneamente transacciones no relacionadas. El principal desafío para lograr la ejecución paralela es determinar qué transacciones son no relacionadas y cuáles son independientes. Las Layer1 de alto rendimiento dependen principalmente de dos métodos: el método de acceso al estado y el modelo de paralelismo optimista.
El método de acceso al estado requiere conocer de antemano qué parte del estado de la blockchain puede acceder cada transacción, para así analizar cuáles transacciones son independientes. Solana y Sui han adoptado este enfoque.
El modelo de paralelismo optimista asume que todas las transacciones son independientes, validando retrospectivamente esta suposición y ajustándola cuando sea necesario. Aptos ha adoptado este enfoque, utilizando Block-STM (Memoria de Transacciones de Software en Bloque) para lograr una ejecución paralela optimista.
EVM en Paralelo
El concepto de EVM en paralelo (Parallel EVM) fue propuesto en 2021, refiriéndose inicialmente a un EVM que soporta el procesamiento simultáneo de múltiples transacciones. A finales de 2023, este concepto volvió a captar la atención, impulsando el desarrollo de Layer1 compatible con EVM que adopta la tecnología de ejecución paralela.
Actualmente, se pueden definir razonablemente como EVM paralelas las siguientes tres categorías:
Monad es una Layer1 de alto rendimiento compatible con EVM que utiliza un mecanismo PoS y un modelo de paralelismo optimista para mejorar la eficiencia del procesamiento de transacciones.
Sei V2 es una importante actualización de la red Sei, diseñada para ser la primera EVM completamente paralela. También utiliza tecnología de paralelización optimista.
EVM++ lanzado por Artela representa un EVM paralelo de alta escalabilidad y alto rendimiento, que se implementa en dos etapas, incluyendo ejecución paralela y computación elástica.
Solana Neon es una solución para ejecutar transacciones EVM sobre Solana, logrando compatibilidad EVM mediante la implementación de un intérprete EVM en contratos inteligentes de Solana.
Además, hay algunos proyectos que están explorando soluciones compatibles con EVM utilizando EVM para ejecutar contratos inteligentes, como Near Aurora y EOS EVM+. Movement Labs está desarrollando un marco modular para construir y desplegar infraestructura, aplicaciones y blockchains basadas en Move en cualquier entorno distribuido, cuyo módulo Fractal puede convertir de manera fluida los códigos de operación EVM en códigos de operación Move.
Resumen
La tecnología de paralelismo en blockchain ya es un tema maduro, pero actualmente se centra principalmente en la transformación y imitación del modelo de ejecución optimista representado por el mecanismo Block-STM de Aptos, sin avances sustanciales hasta ahora.
En el futuro, es posible que más nuevos proyectos Layer1 se unan a la competencia de EVM en paralelo, y los antiguos Layer1 también podrían implementar actualizaciones en paralelo de EVM o soluciones compatibles con EVM. Aunque estas dos direcciones son diferentes, ambas podrían dar lugar a nuevas narrativas relacionadas con la mejora del rendimiento.
Sin embargo, en comparación con la narrativa del alto rendimiento de EVM, el desarrollo diversificado de la tecnología blockchain podría ser más prometedor, como la aplicación y el desarrollo de nuevas tecnologías de máquinas virtuales como WASM, SVM y Move VM.