تطوير العقود الذكية هو مهارة أساسية لمهندسي البلوكشين. عادةً ما يستخدم المطورون لغة Solidity أو لغات عالية المستوى أخرى لتنفيذ المنطق التجاري. ومع ذلك، لا يمكن للآلة الافتراضية تفسير كود Solidity مباشرة، بل يحتاج إلى تحويله إلى لغة منخفضة المستوى قابلة للتنفيذ بواسطة الآلة الافتراضية (رمز التشغيل/بايت كود). هناك أدوات في السوق يمكنها إتمام هذه العملية تلقائيًا، مما يقلل من عبء فهم المطورين لتفاصيل التحويل.
على الرغم من أن التحويل سيتسبب في بعض التكاليف الإضافية، يمكن للمهندسين الذين يتقنون البرمجة منخفضة المستوى كتابة منطق البرنامج مباشرة في Solidity باستخدام تعليمات التشغيل لتحقيق أعلى كفاءة وتقليل استهلاك الغاز. على سبيل المثال، تستخدم بروتوكولات إحدى منصات تداول NFT الشهيرة بشكل واسع التجميع المضمن لتقليل تكاليف الغاز للمستخدمين.
اختلاف أداء آلة الإيثريوم الافتراضية: المعايير والتنفيذ
EVM ، المعروف أيضًا باسم "طبقة التنفيذ" ، هو المكان الذي يتم فيه حساب ومعالجة تعليمات التشغيل لعقود الذكاء بعد تجميعها. البايت كود الذي يحدده EVM هو معيار صناعي. سواء كان ذلك لشبكات إيثريوم Layer 2 أو سلاسل كتل مستقلة أخرى ، فإن التوافق مع معيار EVM يمكّن المطورين من نشر عقود الذكاء بكفاءة عبر شبكات متعددة.
على الرغم من أن توافق معيار بايت كود EVM يجعل الآلة الافتراضية EVM، إلا أن طرق التنفيذ يمكن أن تختلف بشكل كبير. على سبيل المثال، عميل إيثريوم واحد تم تنفيذه بلغة Go وفقًا لمعيار EVM، بينما تحتفظ مجموعة أخرى من مؤسسة إيثريوم بتنفيذ بلغة C++. هذه التنوع يسمح بتحسينات هندسية مختلفة وتنفيذات مخصصة.
تقنية EVM المتوازية
تاريخياً، كانت مجتمع البلوكشين يركز بشكل أساسي على ابتكارات خوارزميات الإجماع، وكانت بعض المشاريع الشهيرة معروفة أكثر بآلية الإجماع الخاصة بها بدلاً من طبقة التنفيذ. على الرغم من أن هذه المشاريع قامت أيضاً بابتكارات في طبقة التنفيذ، إلا أن أدائها غالباً ما يُفهم بشكل خاطئ على أنه ناتج فقط عن خوارزمية الإجماع الخاصة بها.
في الواقع، تحتاج سلسلة الكتل عالية الأداء إلى خوارزميات توافق مبتكرة وطبقة تنفيذ محسنة، مشابهة لـ "نظرية البرميل". بالنسبة لسلاسل الكتل EVM التي تحسن فقط خوارزمية التوافق، فإن تحسين الأداء يتطلب عقدًا أقوى. على سبيل المثال، تحتاج سلسلة ذكية معروفة إلى تكوين آلات أقوى بعدة مرات من عقد الإيثريوم الكاملة لمعالجة الكتل تحت حد الغاز 2000 TPS. على الرغم من أن حل Layer 2 المعروف الآخر يدعم نظريًا ما يصل إلى 1000 TPS، إلا أن أدائه الفعلي غالبًا ما يكون أقل من المتوقع.
الحاجة إلى المعالجة المتوازية
في معظم أنظمة البلوكتشين، يتم تنفيذ المعاملات بالتسلسل، مشابهًا لوحدة المعالجة المركزية أحادية النواة، حيث يبدأ الحساب التالي فقط بعد اكتمال الحساب الحالي. على الرغم من أن هذه الطريقة بسيطة وتقلل من تعقيد النظام، إلا أنه يصعب توسيعها لتلبية قاعدة مستخدمين على مستوى الإنترنت. يمكن أن يسمح الانتقال إلى آلة افتراضية متعددة النواة بالتعامل مع عدة معاملات في نفس الوقت، مما يزيد بشكل كبير من معدل الإنتاجية.
أثرت التنفيذ المتوازي على تحديات الهندسة، مثل معالجة كتابة المعاملات المتزامنة إلى نفس العقد الذكي. هناك حاجة لتصميم آليات جديدة لحل هذه النزاعات. يمكن أن يزيد تنفيذ عقود ذكية غير ذات صلة بشكل متناسب مع عدد خيوط المعالجة المتوازية من معدل نقل البيانات.
الابتكار في EVM المتوازي
تمثل EVM المتوازية مجموعة من الابتكارات التي تهدف إلى تحسين طبقة التنفيذ في أنظمة البلوك تشين. على سبيل المثال، يتضمن مشروع ناشئ معين ابتكارات رئيسية تشمل:
تنفيذ المعاملات المتوازية: يعتمد على خوارزمية التنفيذ المتوازي المتفائلة، مما يسمح بمعالجة معاملات متعددة في وقت واحد. تبدأ هذه الطريقة المعاملات من نفس الحالة الأولية، وتتبع مدخلاتها ومخرجاتها، وتولد نتائج مؤقتة لكل معاملة. يتم تحديد ما إذا كان سيتم تنفيذ المعاملة التالية من خلال التحقق مما إذا كانت مدخلات المعاملة التالية مرتبطة بمخرجات المعاملة الحالية قيد المعالجة. إذا كانت هناك علاقة، فإن المعاملة التالية تنتظر إكمال المعاملة الحالية. إذا لم تكن هناك علاقة، يقوم النظام بمعالجة المعاملة التالية بالترتيب الأصلي. تعزز هذه الطريقة بشكل كبير من أداء معالجة المعاملات، وتقلل من تأخير النظام.
التنفيذ المتأخر: في آلية الإجماع، يحقق العقد ترتيبًا رسميًا للمعاملات بدون الحاجة إلى تنفيذ هذه المعاملات من قبل العقد الرئيسية أو عقد التحقق. في البداية، تقوم العقد الرئيسية بترتيب المعاملات وتصل إلى إجماع بشأن ترتيبها بين العقد. لا يتم تنفيذ المعاملات على الفور، بل يتم تأجيل التنفيذ إلى قناة مستقلة، مما يعظم من الاستفادة من وقت الكتلة، ويعزز الكفاءة العامة للتنفيذ.
قاعدة بيانات الحالة المخصصة: من خلال تخزين شجرة ميركل مباشرة على SSD، يتم تحسين تخزين الحالة والوصول إليها. تقلل هذه الطريقة المباشرة من تأثير تضخيم القراءة، مما يزيد من سرعة الوصول إلى الحالة، مما يجعل تنفيذ العقود الذكية أسرع وأكثر كفاءة. من خلال تقليل عدم الكفاءة في قواعد البيانات التقليدية، يتم ضمان استرجاع سريع لمتغيرات الحالة أثناء تنفيذ المعاملات المتوازية.
آلية توافق عالية الأداء: نسخة محسنة من آلية توافق HotStuff، تدعم التزامن بين مئات العقد المنتشرة عالمياً، مع تعقيد اتصالات خطي. تستخدم مرحلة التصويت المتسلسلة، مما يسمح بتداخل مراحل مختلفة من عملية التصويت، مما يقلل من التأخير ويزيد من كفاءة التوافق. هذا التعديل يعزز بشكل كبير قدرة الشبكة على معالجة العمليات الموزعة على نطاق واسع.
تتعلق عنق الزجاجة في تنفيذ المعاملات المتسلسلة بعمليات القراءة/الكتابة لوحدة المعالجة المركزية والحالة. على الرغم من أن هذه الطريقة بسيطة وموثوقة، إلا أن التنفيذ المتوازي يقدم صراعات حالة محتملة، مما يتطلب إجراء فحص للصراعات قبل أو بعد التنفيذ. على سبيل المثال، إذا كانت آلة افتراضية تدعم أربعة خيوط متوازية، حيث يتعامل كل خيط مع معاملة واحدة، فإن الصراع سيحدث عندما تتفاعل جميع المعاملات مع نفس مجموعة DEX. تتطلب هذه الحالة آلية دقيقة للكشف عن الصراعات وحلها لضمان معالجة متوازية فعالة.
بالإضافة إلى الفروق التكنولوجية في تنفيذ EVM المتزامن، عادةً ما تعيد الفرق تصميم وتعزيز أداء القراءة/الكتابة لقاعدة بيانات الحالة، وتطوير خوارزميات إجماع متوافقة.
التحديات والاعتبارات
التحديان الرئيسيان لآلة الإيثريوم الافتراضية المتوازية هما التقاط القيمة الهندسية طويلة الأجل للإيثريوم وتركيز العقد. على الرغم من أن مرحلة التطوير الحالية لم يتم إصدارها بالكامل كمصدر مفتوح لحماية الملكية الفكرية، إلا أن هذه التفاصيل ستكشف في النهاية عند إطلاق شبكة الاختبار والشبكة الرئيسية، مما يواجه خطر الاستيعاب من قبل الإيثريوم أو سلاسل الكتل الأخرى. سيكون التطور السريع للنظام البيئي هو المفتاح للحفاظ على ميزة تنافسية.
تُعتبر مركزيّة العقد تحديًا لجميع سلاسل الكتل عالية الأداء، حيث يجب تحقيق التوازن بين "مأزق الثلاثة صعوبات في البلوكشين" - العمليات غير المصرح بها، وعدم الثقة، ومتطلبات الأداء العالي. يمكن أن تساعد مؤشرات مثل "TPS لكل متطلبات الأجهزة" في مقارنة كفاءة سلاسل الكتل تحت ظروف أجهزة معينة، حيث يمكن أن يمكّن انخفاض متطلبات الأجهزة من تفعيل عدد أكبر من العقد اللامركزية.
نمط EVM المتوازي
تشمل نماذج EVM المتوازية العديد من المشاريع والحلول. بعض هذه المشاريع هي سلاسل الكتل Layer 1، بينما قد تكون الأخرى حلول Layer 2. بعض المشاريع تعتمد على الشبكات الحالية، مثل شبكة بلوكشين معينة، بينما بعض الحلول الأخرى هي عملاء مفتوحين المصدر أو حلول تم تطويرها بشكل مستقل.
الشرط الرئيسي لـ EVM المتوازي هو شبكة متوافقة مع EVM. على الرغم من أن بعض الشبكات غير EVM تستخدم أيضًا التنفيذ المتوازي، إلا أنها لا تعتبر مشاريع EVM متوازية.
حاليًا، يمكن تقسيم شبكات EVM المتوازية الحالية إلى ثلاثة أنواع:
شبكة Layer 1 المتوافقة مع EVM التي تم ترقيتها بتقنية التنفيذ المتوازي: لم تعتمد هذه الشبكات في البداية على التنفيذ المتوازي، وتمت ترقيتها من خلال تكرار التقنية لدعم EVM المتوازي.
شبكة Layer 1 المتوافقة مع EVM التي تعتمد تقنية التنفيذ المتوازٍ منذ البداية: بعض المشاريع الناشئة أخذت في اعتبارها التنفيذ المتوازي منذ مرحلة التصميم.
شبكة Layer 2 التي تستخدم تقنية التنفيذ المتوازي غير EVM: تشمل هذه الشبكات سلاسل Layer 2 المتوافقة مع EVM الموجهة للتوسع. تقوم هذه الشبكات بتجريد EVM إلى وحدة تنفيذ قابلة للتوصيل، مما يسمح باختيار "طبقة تنفيذ VM" المثلى حسب الحاجة، مما يحقق القدرة على التنفيذ المتوازي.
مشروع
مشروع A: EVM المتوازي الرائد
يهدف هذا المشروع إلى حل مشكلة قابلية التوسع للآلة الافتراضية التقليدية من خلال تحسين التنفيذ المتوازي وبنية الأنابيب لـ EVM، والهدف هو الوصول إلى 10,000 TPS. تم الانتهاء مؤخرًا من تمويل ضخم، مما جعله المشروع الأكثر تمويلًا والأعلى قيمة حتى الآن في مجال EVM المتوازي. يتضمن فريق المؤسسين محترفين من شركات التكنولوجيا المالية المعروفة. تم إطلاق شبكة اختبار داخلية، ومن المتوقع أن تكون مفتوحة للجمهور في غضون بضعة أشهر.
المشروع ب: إطلاق شبكة EVM متوازية
كان المشروع في الأصل شبكة Layer 1 تركز على التداول، وتوفر بنية تحتية متقدمة لتطبيقات التداول. تم الإعلان مؤخرًا عن ترقية شاملة، لتصبح EVM متوازية عالية الأداء، مما يزيد بشكل كبير من TPS. تم إطلاق شبكة الاختبار الخاصة بـ EVM المتوازية، وتدعم الهجرة بنقرة واحدة لتطبيقات EVM. من المتوقع أن يتم إطلاق الشبكة الرئيسية في النصف الأول من هذا العام.
المشروع C: تعزيز طبقة التنفيذ من خلال الآلتين الافتراضيتين
يهدف المشروع إلى تحسين قابلية التوسع لشبكة Layer 1 من خلال توسيع دعم آلة الإيثريوم الافتراضية وتنفيذ العمليات بشكل متوازي. من خلال بناء نظام مزدوج للآلة الافتراضية، يهدف إلى تعزيز أداء blockchain الخاص بـ EVM وكفاءة تنفيذ الشبكة. أعضاء الفريق الأساسي من مشاريع blockchain المعروفة. تم إطلاق شبكة الاختبار العامة، وتم إطلاق خطة التحفيز للنظام البيئي.
المشروع D: إدخال تقنية EVM المتوازية
هذا هو شبكة Layer 1 متوافقة مع EVM مبنية على إطار تطوير معين من البلوكتشين، مصممة خصيصًا لتطبيقات DeFi. تم الإعلان مؤخرًا عن خطة التطوير، تهدف إلى إدخال تقنية التنفيذ المتوازي للآلة الافتراضية لتحسين أداء الشبكة.
المشروع E: حل التوافق مع آلة الإيثريوم الافتراضية لبلوك تشين معين
هذا المشروع هو EVM متوازي مبني على شبكة بلوكتشين عالية الأداء، وهو أول حل للتوافق مع EVM على تلك الشبكة. يدعم المشروع مطوري EVM من Solidity و Vyper لنشر تطبيقاتهم اللامركزية بنقرة واحدة، مع الاستمتاع بقدرة عالية على المعالجة ورسوم غاز منخفضة. يقوم المشروع بتغليف معاملات شبكة EVM في تنسيق محدد للتنفيذ، مما يزيد من سرعة المعاملات، حيث تتجاوز TPS 2,000.
المشروع F: إدخال VM محدد إلى إثيريوم
هذه حل شامل من نوع Rollup Layer 2 مدعوم من قبل آلة افتراضية مشهورة في مجال blockchain. يتم تسوية بيانات المعاملات على إثيريوم، باستخدام ETH كغاز، لكن طبقة التنفيذ تعمل في بيئة VM محددة. تم الانتهاء مؤخرًا من تمويل كبير، ومن المتوقع أن يتم فتح الشبكة الرئيسية قريبًا للمطورين.
المشروع G: الطبقة الثانية من الآلة الافتراضية المودولية
يستند هذا المشروع إلى حل توسيع من الطبقة 2، وهو شبكة طبقة 2 بآلة افتراضية معيارية. يهدف إلى إدخال آلة افتراضية عالية الأداء إلى الشبكات الرئيسية الحالية من إثيريوم وبيتكوين من الطبقة 2. يدعم استخدام إثيريوم أو بيتكوين كطبقة تسوية، بينما يمكن أن تستخدم طبقة التنفيذ مجموعة متنوعة من الآلات الافتراضية للتنفيذ المتوازي.
استنتاج
مع تطور تقنية البلوكشين، من المهم أيضًا التركيز على طبقة التنفيذ وخوارزميات الإجماع لتحقيق أداء عالي. توفر الابتكارات مثل EVM الموازي حلولاً واعدة لزيادة الإنتاجية والكفاءة، مما يجعل البلوكشين أكثر قابلية للتوسع وقادرة على دعم مجموعة واسعة من المستخدمين. ستشكل هذه التطورات والتطبيقات المستقبلية لنظام البلوكشين، مما يدفع هذا المجال نحو مزيد من التقدم والتطبيق.
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
3
مشاركة
تعليق
0/400
BagHolderTillRetire
· 07-08 23:24
رسوم الغاز باهظة الثمن
شاهد النسخة الأصليةرد0
MainnetDelayedAgain
· 07-05 23:54
لقد تأخرنا للمرة التاسعة والعشرين، ولا تزال رسوم الغاز مرتفعة هكذا، متى سيأتي دور تحسين الأداء؟
استكشاف تقنية EVM المتوازية: تجاوز عنق الزجاجة في قابلية توسيع البلوكتشين
آلة الإيثريوم الافتراضيةEVM
العلاقة بين آلة الإيثريوم الافتراضية وSolidity
تطوير العقود الذكية هو مهارة أساسية لمهندسي البلوكشين. عادةً ما يستخدم المطورون لغة Solidity أو لغات عالية المستوى أخرى لتنفيذ المنطق التجاري. ومع ذلك، لا يمكن للآلة الافتراضية تفسير كود Solidity مباشرة، بل يحتاج إلى تحويله إلى لغة منخفضة المستوى قابلة للتنفيذ بواسطة الآلة الافتراضية (رمز التشغيل/بايت كود). هناك أدوات في السوق يمكنها إتمام هذه العملية تلقائيًا، مما يقلل من عبء فهم المطورين لتفاصيل التحويل.
على الرغم من أن التحويل سيتسبب في بعض التكاليف الإضافية، يمكن للمهندسين الذين يتقنون البرمجة منخفضة المستوى كتابة منطق البرنامج مباشرة في Solidity باستخدام تعليمات التشغيل لتحقيق أعلى كفاءة وتقليل استهلاك الغاز. على سبيل المثال، تستخدم بروتوكولات إحدى منصات تداول NFT الشهيرة بشكل واسع التجميع المضمن لتقليل تكاليف الغاز للمستخدمين.
اختلاف أداء آلة الإيثريوم الافتراضية: المعايير والتنفيذ
EVM ، المعروف أيضًا باسم "طبقة التنفيذ" ، هو المكان الذي يتم فيه حساب ومعالجة تعليمات التشغيل لعقود الذكاء بعد تجميعها. البايت كود الذي يحدده EVM هو معيار صناعي. سواء كان ذلك لشبكات إيثريوم Layer 2 أو سلاسل كتل مستقلة أخرى ، فإن التوافق مع معيار EVM يمكّن المطورين من نشر عقود الذكاء بكفاءة عبر شبكات متعددة.
على الرغم من أن توافق معيار بايت كود EVM يجعل الآلة الافتراضية EVM، إلا أن طرق التنفيذ يمكن أن تختلف بشكل كبير. على سبيل المثال، عميل إيثريوم واحد تم تنفيذه بلغة Go وفقًا لمعيار EVM، بينما تحتفظ مجموعة أخرى من مؤسسة إيثريوم بتنفيذ بلغة C++. هذه التنوع يسمح بتحسينات هندسية مختلفة وتنفيذات مخصصة.
تقنية EVM المتوازية
تاريخياً، كانت مجتمع البلوكشين يركز بشكل أساسي على ابتكارات خوارزميات الإجماع، وكانت بعض المشاريع الشهيرة معروفة أكثر بآلية الإجماع الخاصة بها بدلاً من طبقة التنفيذ. على الرغم من أن هذه المشاريع قامت أيضاً بابتكارات في طبقة التنفيذ، إلا أن أدائها غالباً ما يُفهم بشكل خاطئ على أنه ناتج فقط عن خوارزمية الإجماع الخاصة بها.
في الواقع، تحتاج سلسلة الكتل عالية الأداء إلى خوارزميات توافق مبتكرة وطبقة تنفيذ محسنة، مشابهة لـ "نظرية البرميل". بالنسبة لسلاسل الكتل EVM التي تحسن فقط خوارزمية التوافق، فإن تحسين الأداء يتطلب عقدًا أقوى. على سبيل المثال، تحتاج سلسلة ذكية معروفة إلى تكوين آلات أقوى بعدة مرات من عقد الإيثريوم الكاملة لمعالجة الكتل تحت حد الغاز 2000 TPS. على الرغم من أن حل Layer 2 المعروف الآخر يدعم نظريًا ما يصل إلى 1000 TPS، إلا أن أدائه الفعلي غالبًا ما يكون أقل من المتوقع.
الحاجة إلى المعالجة المتوازية
في معظم أنظمة البلوكتشين، يتم تنفيذ المعاملات بالتسلسل، مشابهًا لوحدة المعالجة المركزية أحادية النواة، حيث يبدأ الحساب التالي فقط بعد اكتمال الحساب الحالي. على الرغم من أن هذه الطريقة بسيطة وتقلل من تعقيد النظام، إلا أنه يصعب توسيعها لتلبية قاعدة مستخدمين على مستوى الإنترنت. يمكن أن يسمح الانتقال إلى آلة افتراضية متعددة النواة بالتعامل مع عدة معاملات في نفس الوقت، مما يزيد بشكل كبير من معدل الإنتاجية.
أثرت التنفيذ المتوازي على تحديات الهندسة، مثل معالجة كتابة المعاملات المتزامنة إلى نفس العقد الذكي. هناك حاجة لتصميم آليات جديدة لحل هذه النزاعات. يمكن أن يزيد تنفيذ عقود ذكية غير ذات صلة بشكل متناسب مع عدد خيوط المعالجة المتوازية من معدل نقل البيانات.
الابتكار في EVM المتوازي
تمثل EVM المتوازية مجموعة من الابتكارات التي تهدف إلى تحسين طبقة التنفيذ في أنظمة البلوك تشين. على سبيل المثال، يتضمن مشروع ناشئ معين ابتكارات رئيسية تشمل:
تنفيذ المعاملات المتوازية: يعتمد على خوارزمية التنفيذ المتوازي المتفائلة، مما يسمح بمعالجة معاملات متعددة في وقت واحد. تبدأ هذه الطريقة المعاملات من نفس الحالة الأولية، وتتبع مدخلاتها ومخرجاتها، وتولد نتائج مؤقتة لكل معاملة. يتم تحديد ما إذا كان سيتم تنفيذ المعاملة التالية من خلال التحقق مما إذا كانت مدخلات المعاملة التالية مرتبطة بمخرجات المعاملة الحالية قيد المعالجة. إذا كانت هناك علاقة، فإن المعاملة التالية تنتظر إكمال المعاملة الحالية. إذا لم تكن هناك علاقة، يقوم النظام بمعالجة المعاملة التالية بالترتيب الأصلي. تعزز هذه الطريقة بشكل كبير من أداء معالجة المعاملات، وتقلل من تأخير النظام.
التنفيذ المتأخر: في آلية الإجماع، يحقق العقد ترتيبًا رسميًا للمعاملات بدون الحاجة إلى تنفيذ هذه المعاملات من قبل العقد الرئيسية أو عقد التحقق. في البداية، تقوم العقد الرئيسية بترتيب المعاملات وتصل إلى إجماع بشأن ترتيبها بين العقد. لا يتم تنفيذ المعاملات على الفور، بل يتم تأجيل التنفيذ إلى قناة مستقلة، مما يعظم من الاستفادة من وقت الكتلة، ويعزز الكفاءة العامة للتنفيذ.
قاعدة بيانات الحالة المخصصة: من خلال تخزين شجرة ميركل مباشرة على SSD، يتم تحسين تخزين الحالة والوصول إليها. تقلل هذه الطريقة المباشرة من تأثير تضخيم القراءة، مما يزيد من سرعة الوصول إلى الحالة، مما يجعل تنفيذ العقود الذكية أسرع وأكثر كفاءة. من خلال تقليل عدم الكفاءة في قواعد البيانات التقليدية، يتم ضمان استرجاع سريع لمتغيرات الحالة أثناء تنفيذ المعاملات المتوازية.
آلية توافق عالية الأداء: نسخة محسنة من آلية توافق HotStuff، تدعم التزامن بين مئات العقد المنتشرة عالمياً، مع تعقيد اتصالات خطي. تستخدم مرحلة التصويت المتسلسلة، مما يسمح بتداخل مراحل مختلفة من عملية التصويت، مما يقلل من التأخير ويزيد من كفاءة التوافق. هذا التعديل يعزز بشكل كبير قدرة الشبكة على معالجة العمليات الموزعة على نطاق واسع.
! الغوص العميق في EVM الموازي ونظامه البيئي
تحدي
التحديات التقنية لـ EVM المتوازية
تتعلق عنق الزجاجة في تنفيذ المعاملات المتسلسلة بعمليات القراءة/الكتابة لوحدة المعالجة المركزية والحالة. على الرغم من أن هذه الطريقة بسيطة وموثوقة، إلا أن التنفيذ المتوازي يقدم صراعات حالة محتملة، مما يتطلب إجراء فحص للصراعات قبل أو بعد التنفيذ. على سبيل المثال، إذا كانت آلة افتراضية تدعم أربعة خيوط متوازية، حيث يتعامل كل خيط مع معاملة واحدة، فإن الصراع سيحدث عندما تتفاعل جميع المعاملات مع نفس مجموعة DEX. تتطلب هذه الحالة آلية دقيقة للكشف عن الصراعات وحلها لضمان معالجة متوازية فعالة.
بالإضافة إلى الفروق التكنولوجية في تنفيذ EVM المتزامن، عادةً ما تعيد الفرق تصميم وتعزيز أداء القراءة/الكتابة لقاعدة بيانات الحالة، وتطوير خوارزميات إجماع متوافقة.
التحديات والاعتبارات
التحديان الرئيسيان لآلة الإيثريوم الافتراضية المتوازية هما التقاط القيمة الهندسية طويلة الأجل للإيثريوم وتركيز العقد. على الرغم من أن مرحلة التطوير الحالية لم يتم إصدارها بالكامل كمصدر مفتوح لحماية الملكية الفكرية، إلا أن هذه التفاصيل ستكشف في النهاية عند إطلاق شبكة الاختبار والشبكة الرئيسية، مما يواجه خطر الاستيعاب من قبل الإيثريوم أو سلاسل الكتل الأخرى. سيكون التطور السريع للنظام البيئي هو المفتاح للحفاظ على ميزة تنافسية.
تُعتبر مركزيّة العقد تحديًا لجميع سلاسل الكتل عالية الأداء، حيث يجب تحقيق التوازن بين "مأزق الثلاثة صعوبات في البلوكشين" - العمليات غير المصرح بها، وعدم الثقة، ومتطلبات الأداء العالي. يمكن أن تساعد مؤشرات مثل "TPS لكل متطلبات الأجهزة" في مقارنة كفاءة سلاسل الكتل تحت ظروف أجهزة معينة، حيث يمكن أن يمكّن انخفاض متطلبات الأجهزة من تفعيل عدد أكبر من العقد اللامركزية.
نمط EVM المتوازي
تشمل نماذج EVM المتوازية العديد من المشاريع والحلول. بعض هذه المشاريع هي سلاسل الكتل Layer 1، بينما قد تكون الأخرى حلول Layer 2. بعض المشاريع تعتمد على الشبكات الحالية، مثل شبكة بلوكشين معينة، بينما بعض الحلول الأخرى هي عملاء مفتوحين المصدر أو حلول تم تطويرها بشكل مستقل.
الشرط الرئيسي لـ EVM المتوازي هو شبكة متوافقة مع EVM. على الرغم من أن بعض الشبكات غير EVM تستخدم أيضًا التنفيذ المتوازي، إلا أنها لا تعتبر مشاريع EVM متوازية.
حاليًا، يمكن تقسيم شبكات EVM المتوازية الحالية إلى ثلاثة أنواع:
شبكة Layer 1 المتوافقة مع EVM التي تم ترقيتها بتقنية التنفيذ المتوازي: لم تعتمد هذه الشبكات في البداية على التنفيذ المتوازي، وتمت ترقيتها من خلال تكرار التقنية لدعم EVM المتوازي.
شبكة Layer 1 المتوافقة مع EVM التي تعتمد تقنية التنفيذ المتوازٍ منذ البداية: بعض المشاريع الناشئة أخذت في اعتبارها التنفيذ المتوازي منذ مرحلة التصميم.
شبكة Layer 2 التي تستخدم تقنية التنفيذ المتوازي غير EVM: تشمل هذه الشبكات سلاسل Layer 2 المتوافقة مع EVM الموجهة للتوسع. تقوم هذه الشبكات بتجريد EVM إلى وحدة تنفيذ قابلة للتوصيل، مما يسمح باختيار "طبقة تنفيذ VM" المثلى حسب الحاجة، مما يحقق القدرة على التنفيذ المتوازي.
مشروع
مشروع A: EVM المتوازي الرائد
يهدف هذا المشروع إلى حل مشكلة قابلية التوسع للآلة الافتراضية التقليدية من خلال تحسين التنفيذ المتوازي وبنية الأنابيب لـ EVM، والهدف هو الوصول إلى 10,000 TPS. تم الانتهاء مؤخرًا من تمويل ضخم، مما جعله المشروع الأكثر تمويلًا والأعلى قيمة حتى الآن في مجال EVM المتوازي. يتضمن فريق المؤسسين محترفين من شركات التكنولوجيا المالية المعروفة. تم إطلاق شبكة اختبار داخلية، ومن المتوقع أن تكون مفتوحة للجمهور في غضون بضعة أشهر.
المشروع ب: إطلاق شبكة EVM متوازية
كان المشروع في الأصل شبكة Layer 1 تركز على التداول، وتوفر بنية تحتية متقدمة لتطبيقات التداول. تم الإعلان مؤخرًا عن ترقية شاملة، لتصبح EVM متوازية عالية الأداء، مما يزيد بشكل كبير من TPS. تم إطلاق شبكة الاختبار الخاصة بـ EVM المتوازية، وتدعم الهجرة بنقرة واحدة لتطبيقات EVM. من المتوقع أن يتم إطلاق الشبكة الرئيسية في النصف الأول من هذا العام.
المشروع C: تعزيز طبقة التنفيذ من خلال الآلتين الافتراضيتين
يهدف المشروع إلى تحسين قابلية التوسع لشبكة Layer 1 من خلال توسيع دعم آلة الإيثريوم الافتراضية وتنفيذ العمليات بشكل متوازي. من خلال بناء نظام مزدوج للآلة الافتراضية، يهدف إلى تعزيز أداء blockchain الخاص بـ EVM وكفاءة تنفيذ الشبكة. أعضاء الفريق الأساسي من مشاريع blockchain المعروفة. تم إطلاق شبكة الاختبار العامة، وتم إطلاق خطة التحفيز للنظام البيئي.
المشروع D: إدخال تقنية EVM المتوازية
هذا هو شبكة Layer 1 متوافقة مع EVM مبنية على إطار تطوير معين من البلوكتشين، مصممة خصيصًا لتطبيقات DeFi. تم الإعلان مؤخرًا عن خطة التطوير، تهدف إلى إدخال تقنية التنفيذ المتوازي للآلة الافتراضية لتحسين أداء الشبكة.
المشروع E: حل التوافق مع آلة الإيثريوم الافتراضية لبلوك تشين معين
هذا المشروع هو EVM متوازي مبني على شبكة بلوكتشين عالية الأداء، وهو أول حل للتوافق مع EVM على تلك الشبكة. يدعم المشروع مطوري EVM من Solidity و Vyper لنشر تطبيقاتهم اللامركزية بنقرة واحدة، مع الاستمتاع بقدرة عالية على المعالجة ورسوم غاز منخفضة. يقوم المشروع بتغليف معاملات شبكة EVM في تنسيق محدد للتنفيذ، مما يزيد من سرعة المعاملات، حيث تتجاوز TPS 2,000.
المشروع F: إدخال VM محدد إلى إثيريوم
هذه حل شامل من نوع Rollup Layer 2 مدعوم من قبل آلة افتراضية مشهورة في مجال blockchain. يتم تسوية بيانات المعاملات على إثيريوم، باستخدام ETH كغاز، لكن طبقة التنفيذ تعمل في بيئة VM محددة. تم الانتهاء مؤخرًا من تمويل كبير، ومن المتوقع أن يتم فتح الشبكة الرئيسية قريبًا للمطورين.
المشروع G: الطبقة الثانية من الآلة الافتراضية المودولية
يستند هذا المشروع إلى حل توسيع من الطبقة 2، وهو شبكة طبقة 2 بآلة افتراضية معيارية. يهدف إلى إدخال آلة افتراضية عالية الأداء إلى الشبكات الرئيسية الحالية من إثيريوم وبيتكوين من الطبقة 2. يدعم استخدام إثيريوم أو بيتكوين كطبقة تسوية، بينما يمكن أن تستخدم طبقة التنفيذ مجموعة متنوعة من الآلات الافتراضية للتنفيذ المتوازي.
استنتاج
مع تطور تقنية البلوكشين، من المهم أيضًا التركيز على طبقة التنفيذ وخوارزميات الإجماع لتحقيق أداء عالي. توفر الابتكارات مثل EVM الموازي حلولاً واعدة لزيادة الإنتاجية والكفاءة، مما يجعل البلوكشين أكثر قابلية للتوسع وقادرة على دعم مجموعة واسعة من المستخدمين. ستشكل هذه التطورات والتطبيقات المستقبلية لنظام البلوكشين، مما يدفع هذا المجال نحو مزيد من التقدم والتطبيق.