EVM es el componente central de Ethereum, responsable de ejecutar contratos inteligentes y procesar transacciones. Es un motor de cálculo que proporciona una abstracción de cálculo y almacenamiento, similar a la máquina virtual de Java. EVM ejecuta su propio conjunto de instrucciones en bytecode, que generalmente es compilado por Solidity.
Como una máquina de estados casi Turing completa, todos los pasos de ejecución del EVM consumen Gas, evitando posibles ciclos infinitos. El EVM no tiene funcionalidad de programación, sino que ejecuta las transacciones en el bloque de forma secuencial y modifica el estado del mundo. Este enfoque de ejecución lineal dificulta la optimización paralela, lo que provoca cuellos de botella en el rendimiento de Ethereum, lo que requiere soluciones de escalado de Layer2.
Solución paralela de alto rendimiento Layer1
La mayoría de las Layer1 de alto rendimiento que apuntan a Ethereum han diseñado sus propias soluciones de optimización para el procesamiento en paralelo, enfocándose principalmente en la máquina virtual y la ejecución paralela.
Selección de máquina virtual
Las soluciones de alto rendimiento de Layer 1 suelen utilizar máquinas virtuales basadas en WASM, eBPF o código de byte Move, en lugar de EVM. WASM tiene ventajas como un tamaño pequeño, carga rápida y portabilidad, y es adoptado por proyectos como EOS y Polkadot. eBPF permite modificar dinámicamente el comportamiento del núcleo del sistema operativo, y Solana utiliza SBF basado en eBPF. El lenguaje Move se enfoca en la seguridad y la verificabilidad, y es utilizado por Aptos y Sui.
Ejecución en paralelo
El principal desafío para lograr la ejecución paralela es determinar qué transacciones son independientes. Los dos métodos comunes son:
Método de acceso al estado: conocer de antemano la parte del estado que se puede acceder en cada transacción, analizando transacciones independientes. Solana y Sui utilizan este método.
Modelo de paralelismo optimista: se asume que todas las transacciones son independientes, se verifican y ajustan posteriormente. Aptos utiliza Block-STM para implementar este modelo.
Desarrollo de EVM en paralelo
La EVM paralela fue propuesta en 2021, y originalmente se refería a una EVM que soporta el procesamiento simultáneo de múltiples transacciones. A finales de 2023, el concepto de EVM paralela volvió a atraer la atención, y varios proyectos afirmaron haber implementado la EVM paralela.
Una definición razonable de EVM en paralelo incluye:
Actualización de ejecución paralela de Layer1 compatible con EVM, como BSC, Polygon
Utilizando Layer1 compatible con EVM de ejecución en paralelo, como Monand, Sei V2, Artela
Soluciones EVM compatibles para Layer1 no EVM compatibles, como Solana Neon
Monad, Sei V2 y Artela utilizan un modelo de paralelismo optimista para lograr la ejecución paralela de EVM. Solana Neon, por su parte, implementa un intérprete de EVM en Solana, aprovechando la capacidad de ejecución paralela de Solana.
Además, Near Aurora y EOS EVM+ también adoptan un enfoque similar al de Solana Neon para lograr compatibilidad con EVM. Movement Labs está desarrollando soluciones de compatibilidad con EVM no invasivas para Aptos y Sui.
Resumen
La tecnología de paralelismo en blockchain es un tema recurrente, actualmente se centra principalmente en la transformación e imitación del modelo de ejecución optimista, careciendo de avances sustanciales. En el futuro, es posible que más nuevos proyectos se unan a la competencia de EVM paralelo, y los proyectos antiguos también implementen actualizaciones de paralelismo de EVM o soluciones de compatibilidad.
Además de un EVM de alto rendimiento, la industria también espera ver el desarrollo de tecnologías más diversificadas como WASM, SVM y Move VM.
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Análisis de la ejecución paralela de EVM: innovaciones y desafíos de la nueva generación de cadenas públicas de alto rendimiento
EVM: Componente central de Ethereum
EVM es el componente central de Ethereum, responsable de ejecutar contratos inteligentes y procesar transacciones. Es un motor de cálculo que proporciona una abstracción de cálculo y almacenamiento, similar a la máquina virtual de Java. EVM ejecuta su propio conjunto de instrucciones en bytecode, que generalmente es compilado por Solidity.
Como una máquina de estados casi Turing completa, todos los pasos de ejecución del EVM consumen Gas, evitando posibles ciclos infinitos. El EVM no tiene funcionalidad de programación, sino que ejecuta las transacciones en el bloque de forma secuencial y modifica el estado del mundo. Este enfoque de ejecución lineal dificulta la optimización paralela, lo que provoca cuellos de botella en el rendimiento de Ethereum, lo que requiere soluciones de escalado de Layer2.
Solución paralela de alto rendimiento Layer1
La mayoría de las Layer1 de alto rendimiento que apuntan a Ethereum han diseñado sus propias soluciones de optimización para el procesamiento en paralelo, enfocándose principalmente en la máquina virtual y la ejecución paralela.
Selección de máquina virtual
Las soluciones de alto rendimiento de Layer 1 suelen utilizar máquinas virtuales basadas en WASM, eBPF o código de byte Move, en lugar de EVM. WASM tiene ventajas como un tamaño pequeño, carga rápida y portabilidad, y es adoptado por proyectos como EOS y Polkadot. eBPF permite modificar dinámicamente el comportamiento del núcleo del sistema operativo, y Solana utiliza SBF basado en eBPF. El lenguaje Move se enfoca en la seguridad y la verificabilidad, y es utilizado por Aptos y Sui.
Ejecución en paralelo
El principal desafío para lograr la ejecución paralela es determinar qué transacciones son independientes. Los dos métodos comunes son:
Método de acceso al estado: conocer de antemano la parte del estado que se puede acceder en cada transacción, analizando transacciones independientes. Solana y Sui utilizan este método.
Modelo de paralelismo optimista: se asume que todas las transacciones son independientes, se verifican y ajustan posteriormente. Aptos utiliza Block-STM para implementar este modelo.
Desarrollo de EVM en paralelo
La EVM paralela fue propuesta en 2021, y originalmente se refería a una EVM que soporta el procesamiento simultáneo de múltiples transacciones. A finales de 2023, el concepto de EVM paralela volvió a atraer la atención, y varios proyectos afirmaron haber implementado la EVM paralela.
Una definición razonable de EVM en paralelo incluye:
Monad, Sei V2 y Artela utilizan un modelo de paralelismo optimista para lograr la ejecución paralela de EVM. Solana Neon, por su parte, implementa un intérprete de EVM en Solana, aprovechando la capacidad de ejecución paralela de Solana.
Además, Near Aurora y EOS EVM+ también adoptan un enfoque similar al de Solana Neon para lograr compatibilidad con EVM. Movement Labs está desarrollando soluciones de compatibilidad con EVM no invasivas para Aptos y Sui.
Resumen
La tecnología de paralelismo en blockchain es un tema recurrente, actualmente se centra principalmente en la transformación e imitación del modelo de ejecución optimista, careciendo de avances sustanciales. En el futuro, es posible que más nuevos proyectos se unan a la competencia de EVM paralelo, y los proyectos antiguos también implementen actualizaciones de paralelismo de EVM o soluciones de compatibilidad.
Además de un EVM de alto rendimiento, la industria también espera ver el desarrollo de tecnologías más diversificadas como WASM, SVM y Move VM.