EVM المتوازي: اتجاه جديد لكسر عنق الزجاجة في أداء البلوكتشين
أصبحت الأداء عنق الزجاجة لتطور الصناعة البلوكتشين أكثر. تخلق شبكات البلوكتشين أساساً جديداً ولامركزياً للثقة لإجراء المعاملات بين الأفراد والشركات.
تأسست شبكات البلوكتشين من الجيل الأول، الممثلة بالبيتكوين، على نموذج جديد لتداول العملات الإلكترونية اللامركزية من خلال نظام محاسبة موزع. بينما استفادت شبكات البلوكتشين من الجيل الثاني، الممثلة بالإيثيريوم، بشكل كامل من الخيال، وطرحت فكرة تحقيق التطبيقات اللامركزية باستخدام الآلة الحالة الموزعة (dApp).
منذ ذلك الحين، بدأ شبكة البلوكتشين تاريخها السريع الذي يمتد لأكثر من عشر سنوات، من بنية تحتية Web3 إلى مجموعة متنوعة من المجالات التي يمثلها DeFi وNFT والشبكات الاجتماعية وGameFi، مما أدى إلى ولادة العديد من الابتكارات التقنية أو نماذج الأعمال. إن الازدهار في الصناعة يتطلب جذب مستخدمين جدد باستمرار للمشاركة في بناء بيئة التطبيقات اللامركزية، مما يضع بدوره متطلبات أعلى على تجربة المنتج.
إن Web3 كشكل جديد من المنتجات "غير المسبوق"، يجب أن يحقق الابتكار ليس فقط في تلبية احتياجات المستخدمين ( الاحتياجات الوظيفية )، ولكن أيضًا في كيفية تحقيق التوازن بين الأمان والأداء ( الاحتياجات غير الوظيفية ). منذ نشأته، اقترح الناس مجموعة متنوعة من الحلول لمحاولة معالجة مشكلات الأداء.
يمكن تصنيف هذه الحلول بشكل عام إلى فئتين: الفئة الأولى هي حلول توسيع على البلوكتشين، مثل (sharding) و (DAG)؛ والفئة الثانية هي حلول توسيع خارج البلوكتشين، مثل Plasma، شبكة البرق، السلاسل الجانبية وRollups وغيرها. لكن هذا لا يزال بعيدًا عن مواكبة النمو السريع في المعاملات على البلوكتشين.
خصوصاً بعد تجربة صيف DeFi في عام 2020 واستمرار انفجار النقوش في نظام بيتكوين البيئي في نهاية عام 2023، يحتاج القطاع بشدة إلى حلول جديدة لتحسين الأداء لتلبية متطلبات "أداء عالي، ورسوم منخفضة". وُلدت البلوكتشين المتوازية في هذا السياق.
نظرة عامة على السرد المتوازي EVM
تاريخ EVM المتوازي يشير إلى تشكيل منافسة قوية بين قوتين في مجال البلوكتشين المتوازي. معالجة إيثريوم للمعاملات هي متسلسلة، حيث يجب تنفيذ المعاملات بالتسلسل واحدة تلو الأخرى، مما يؤدي إلى انخفاض في كفاءة استخدام الموارد. إذا تم تحويل طريقة المعالجة المتسلسلة إلى معالجة متوازية، فسيؤدي ذلك إلى تحسين كبير في الأداء.
المنافسون لإيثريوم مثل سولانا، أبتوس وسوي يتمتعون بقدرات المعالجة المتوازية، كما أن نظمهم البيئية تتطور بشكل جيد، حيث بلغت القيمة السوقية لتداول الرموز 45 مليار، 3.3 مليار و 1.9 مليار دولار على التوالي، مما شكل مجموعة غير EVM المتوازية. في مواجهة التحديات، لا تتراجع إيثريوم، بل تتقدم جميعًا لتفعيل EVM، مما أدى إلى تشكيل مجموعة EVM المتوازية.
أعلنت إحدى البورصات بشكل بارز في اقتراح ترقية الإصدار v2 الخاص بها أنها ستصبح "أول بلوكتشين EVM متوازي"، والقيمة السوقية المتداولة حاليًا 2.1 مليار دولار، ومن المتوقع أن يكون هناك تطور أكبر. تحظى سلسلة الكتل العامة الجديدة Monad المتوازي EVM، التي تحتل المرتبة الأولى في التسويق، بشعبية كبيرة بين رؤوس الأموال، ولا يمكن الاستهانة بإمكاناتها. كما أعلنت سلسلة الكتل العامة L1 Canto، التي تبلغ قيمتها السوقية 170 مليون دولار وتأتي مع بنية تحتية عامة مجانية، عن اقتراح ترقية EVM المتوازي الخاص بها.
بالإضافة إلى ذلك، فإن مجموعة من مشاريع L2 التي لا تزال في مراحلها المبكرة تعمل على تحسين الأداء عبر البيئات المتعددة من خلال دمج قدرات متعددة من سلاسل L1. باستثناء مشروع واحد الذي حقق قيمة سوقية متداولة تصل إلى 69 مليون دولار، تفتقر المشاريع الأخرى إلى البيانات ذات الصلة. نعتقد أنه في المستقبل، ستظهر المزيد من مشاريع L1 وL2 للانضمام إلى ساحة البلوكتشين المتوازية.
ليس فقط أن رواية EVM المتوازية لديها مساحة كبيرة للنمو في السوق، ولكن أيضًا أن قطاع البلوكتشين المتوازي الذي تنتمي إليه رواية EVM المتوازية لديه مساحة كبيرة للنمو في السوق، وبالتالي فإن آفاق السوق واسعة.
حاليًا، تبلغ القيمة السوقية الإجمالية لـ L1 و L2 7521.23 مليار دولار، وتبلغ القيمة السوقية للبلوكتشين المتوازية 525.39 مليون دولار، وهو ما يمثل حوالي 7%. ومن بين ذلك، تبلغ القيمة السوقية لمشاريع سرد EVM المتوازية 23.39 مليون دولار، وهو ما يمثل 4% من القيمة السوقية للبلوكتشين المتوازية.
تصنيف مشاريع السرد المتوازي EVM
تقسم الصناعة عادة شبكة البلوكتشين إلى 4 طبقات هيكلية:
الطبقة 0( الشبكة ): البلوكتشين الشبكة الأساسية, تعالج بروتوكولات الاتصال الأساسية.
Layer 1(البنية التحتية): شبكة لامركزية تعتمد على آليات الإجماع المختلفة للتحقق من المعاملات
الطبقة 2( توسيع ): تعتمد على مجموعة متنوعة من بروتوكولات الطبقة الثانية التي تعتمد على الطبقة 1، تهدف إلى حل مختلف قيود الطبقة 1، وخاصة قابلية التوسع.
الطبقة 3( تطبيق ): يعتمد على الطبقة 2 أو الطبقة 1، لبناء مجموعة متنوعة من التطبيقات اللامركزية ( dApp )
تتكون المشاريع السردية للـEVM المتوازية بشكل رئيسي من البلوكتشين الأحادي والبلوكتشين المُعَرف، حيث يتم تقسيم البلوكتشين الأحادي إلى L1 و L2. من خلال إجمالي عدد المشاريع وتطور بعض المسارات الرئيسية، يمكننا أن نرى أن نظم الـL1 العامة المتوازية للـEVM لا تزال تمتلك مساحة كبيرة للتطور مقارنةً بنظام الإيثيريوم.
تطالب ساحة DeFi بـ"سرعة عالية ورسوم منخفضة"، بينما تطالب ساحة الألعاب بـ"تفاعل قوي في الوقت الحقيقي"، وكلاهما له متطلبات معينة لسرعة التنفيذ. من المؤكد أن EVM المتوازي سيمنح هذه المشاريع تجربة مستخدم أفضل، ويدفع تطور الصناعة إلى مرحلة جديدة.
L1 هو بلوكتشين جديد يأتي مع قدرة التنفيذ المتوازي، وهو بنية تحتية عالية الأداء. في هذا الاتجاه من L1، تمثل مشاريع مثل v2 من إحدى البورصات وMonad وCanto التي صممت EVM متوازيًا، متوافقة مع بيئة الإيثريوم وتوفر قدرة معالجة معاملات عالية.
تقدم L2 قدرات توسيع التعاون عبر النظام البيئي من خلال دمج إمكانيات سلاسل L1 الأخرى، وهي العلم السائد للـrollup. في هذا الاتجاه من L2، هناك مشروع يعمل كمحاكي EVM على شبكة Solana، حيث تستخدم Eclipse شبكة Solana لتنفيذ المعاملات ولكنها تقوم بالتسوية على EVM. تشبه Lumio Eclipse، لكنها تستبدل طبقة التنفيذ بـAptos.
بجانب حلول البلوكتشين الأحادية المذكورة أعلاه، قدمت Fuel مفهومها الخاص للبلوكتشين المعياري. ستقوم بتحديد موقعها كنظام تشغيل rollup لإيثيريوم في الإصدار الثاني، مما يوفر قدرة تنفيذ معيارية أكثر مرونة وشمولية.
تركز Fuel على تنفيذ المعاملات، بينما تقوم بتعهيد باقي العمليات إلى سلسلة الكتل المستقلة أو أكثر، مما يحقق تركيبة أكثر مرونة: يمكن أن تكون L2، أو L1، أو حتى سلسلة جانبية أو قناة حالة. حاليًا، يحتوي نظام Fuel البيئي على 17 مشروعًا، تركز بشكل رئيسي على DeFi وNFT والبنية التحتية.
ومع ذلك، فإن Orally هو الوحيد الذي تم تطبيقه فعليًا كجسر عبر الكتل. منصة الإقراض اللامركزية Swaylend ومنصة تداول العقود الدائمة SPARK قد دخلتا في شبكة الاختبار، بينما لا تزال المشاريع الأخرى قيد التطوير.
مبدأ تقنية EVM المتوازية
لتحقيق تنفيذ交易 بشكل لامركزي، يجب على شبكة البلوكتشين الوفاء بأربعة واجبات:
التنفيذ: تنفيذ والتحقق من المعاملات
توفر البيانات: توزيع الكتل الجديدة على جميع عقد شبكة البلوكتشين
آلية الإجماع: التحقق من الكتل، التوصل إلى إجماع
التسوية: التسوية وتسجيل الحالة النهائية للمعاملة
EVM المتوازي هو تحسين للأداء في طبقة التنفيذ. وهذا ينقسم إلى حل شبكة من الطبقة الأولى (L1) وحل شبكة من الطبقة الثانية (L2). يقدم حل الطبقة الأولى آلية تنفيذ المعاملات بشكل متوازي، مما يسمح بتنفيذ المعاملات في الآلة الافتراضية بأكبر قدر ممكن بشكل متوازي. بينما يعتمد حل الطبقة الثانية بشكل أساسي على استخدام الآلة الافتراضية من الطبقة الأولى التي تم تحويلها إلى التوازي لتحقيق مستوى معين من "التنفيذ خارج السلسلة + التسوية على السلسلة".
لذا لفهم المبادئ التقنية لـ EVM المتزامن، يجب تفكيكها: أولاً افهم ما هي الآلة الافتراضية (virtual machine) ثم افهم ما هو التنفيذ المتوازي (parallel execution).
آلة افتراضية
في علم الحاسوب، تشير الآلة الافتراضية إلى الافتراضية (virtualization) أو المحاكاة (emulation) لنظام الكمبيوتر.
تُقسم الآلات الافتراضية إلى نوعين، أحدهما يسمى آلة افتراضية نظامية (system virtual machine)، يمكن أن تقوم بتخزين جهاز مادي كأجهزة متعددة، وتشغيل أنظمة تشغيل متعددة، مما يزيد من كفاءة استخدام الموارد. والنوع الآخر يسمى آلة افتراضية عملية (process virtual machine)، توفر تجريدًا لبعض لغات البرمجة المتقدمة، مما يسمح للبرامج المكتوبة بهذه اللغة بالتشغيل بطريقة غير مرتبطة بالمنصة على منصات مختلفة.
JVM هو نوع من الآلات الافتراضية للعمليات المصممة للغة البرمجة Java. يتم أولاً تجميع البرامج المكتوبة بلغة Java إلى كود بايت Java (، وهو رمز ثنائي في حالة وسيطة )، يتم تفسير كود البايت بواسطة JVM: حيث يرسل JVM كود البايت إلى المترجم، الذي يقوم بترجمته إلى كود الآلة على آلات مختلفة، ثم يتم تشغيله على الآلة.
البلوكتشين الافتراضية هي نوع من الآلات الافتراضية للعمليات. في سياق البلوكتشين، تشير الآلة الافتراضية إلى افتراضية الآلة الحالة الموزعة، المستخدمة لتنفيذ العقود بشكل موزع، وتشغيل التطبيقات اللامركزية. بالمقارنة مع JVM، فإن EVM هي آلة افتراضية للعمليات مصممة للغة Solidity، حيث يتم تجميع العقود الذكية أولاً إلى كود بايت opcode، ثم يتم تفسيره وتنفيذه بواسطة EVM.
تستخدم سلاسل الكتل العامة الناشئة خارج الإيثيريوم بشكل أكبر الآلات الافتراضية القائمة على تنسيق بايت كود WASM أو eBPF عند تنفيذ الآلات الافتراضية الخاصة بها. WASM هو تنسيق بايت كود صغير الحجم وسريع التحميل وقابل للنقل ويعتمد على آلية أمان معزولة، حيث يمكن للمطورين استخدام مجموعة متنوعة من لغات البرمجة مثل C وC++ وRust وGo وPython وJava وحتى TypeScript لكتابة العقود الذكية، ثم يتم تجميعها إلى بايت كود WASM وتنفيذها. العقد الذكي الذي تم تنفيذه على سلسلة الكتل العامة لأحد البورصات يستخدم بالفعل هذا التنسيق البايتي.
eBPF هو سلف BPF( Berkeley Packet Filter، مرشح حزمة بيركلي)، والذي كان في الأصل يستخدم لتصفية حزم البيانات الشبكية بكفاءة، وبعد تطوره تشكل eBPF، مما يوفر مجموعة تعليمات أكثر ثراءً.
إنها تقنية ثورية تسمح بالتدخل الديناميكي في نواة نظام التشغيل وتعديل سلوكها دون تغيير المصدر. بعد ذلك، خرجت هذه التقنية من النواة، وظهرت بيئة تشغيل eBPF في وضع المستخدم، التي تتميز بالأداء العالي والأمان وقابلية النقل. يتم تجميع العقود الذكية التي يتم تنفيذها على Solana إلى كود بايت eBPF وتعمل على شبكة البلوكتشين الخاصة بها.
وفي سلاسل الكتل العامة الأخرى من نوع L1، تستخدم Aptos وSui لغة برمجة العقود الذكية Move، والتي يتم تجميعها إلى بايت كود فريد يتم تنفيذه على آلة افتراضية Move. بينما قامت Monad بتصميم آلة افتراضية متوافقة مع بايت كود opcode EVM (Shanghai fork).
( آلية التنفيذ المتوازية
التنفيذ المتوازي هو تقنية من هذا النوع:
القدرة على الاستفادة من مزايا المعالج متعدد النواة لمعالجة مهام متعددة في نفس الوقت، وزيادة قدرة النظام.
تأكد من أن نتائج الصفقة التي تم الحصول عليها تتطابق تمامًا مع تنفيذ الصفقة بالتسلسل حسب الترتيب.
تستخدم شبكة البلوكتشين عادةً TPS) عدد المعاملات التي يتم معالجتها في الثانية### كمؤشر تقني لقياس سرعة المعالجة. آلية التنفيذ المتوازي معقدة للغاية، كما أنها تختبر مستوى مهارة المطورين، ومن الصعب توضيحها بشكل كامل. دعونا نبدأ من مثال "البنك" لشرح ما هو التنفيذ المتوازي.
أولاً، ما هو التنفيذ التسلسلي؟
الحالة 1: إذا اعتبرنا النظام وكأنه بنك، واعتبرنا وحدة المعالجة المركزية المسؤولة عن معالجة المهام كأنها كاونتر، فإن تنفيذ المهام بشكل تسلسلي يشبه وجود كاونتر واحد فقط في هذا البنك لاستقبال المعاملات. في هذه الحالة، يجب على العملاء الذين يأتون إلى البنك لإجراء المعاملات ( انتظار دورهم في طابور طويل، حيث يتم معالجة كل عميل على حدة. لكل عميل، يجب على موظفي الكاونتر تكرار نفس الإجراءات ) وتنفيذ التعليمات ( لخدمة العملاء. وعندما لا يحين دور العميل، يجب عليه الانتظار، مما يؤدي إلى زيادة زمن المعاملة.
ما هو التنفيذ المتوازي؟
الحالة 2: في هذه الحالة، رأت البنك أن هناك ازدحامًا، ففتحوا المزيد من النوافذ لمعالجة المعاملات، حيث كان هناك 4 موظفين في النوافذ يعالجون المعاملات في نفس الوقت، وبالتالي كانت السرعة أسرع بحوالي 4 مرات من السابق، مما أدى إلى تقليل وقت انتظار العملاء إلى حوالي 1/4 من الوقت الأصلي، وزادت سرعة البنك في معالجة المعاملات.
إذا لم يتم اتخاذ الاحتياطات، ماذا سيحدث من أخطاء إذا قام شخصان بإجراء تحويل مالي في نفس الوقت لشخص آخر؟
الحالة 3: A و B و C ثلاثة أشخاص، حساباتهم تحتوي على 2 ETH و 1 ETH و 0 ETH على التوالي، الآن A و B يريدون تحويل 0.5 ETH إلى C. في نظام يتم فيه تنفيذ المعاملات بشكل متسلسل، لن تكون هناك أي مشكلة ) السهم الأيسر "\u003c=" يعني قراءة السجل، السهم الأيمن "=\u003e" يعني كتابة السجل، وما إلى ذلك (:
< = 2 ETH
أ = > 1.5 ETH
C < = 0 ETH
C = > 0.5 ETH
B <= 1
شاهد النسخة الأصلية
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.
EVM متوازي: كسر قيود الأداء وقيادة عصر جديد للبلوكتشين
EVM المتوازي: اتجاه جديد لكسر عنق الزجاجة في أداء البلوكتشين
أصبحت الأداء عنق الزجاجة لتطور الصناعة البلوكتشين أكثر. تخلق شبكات البلوكتشين أساساً جديداً ولامركزياً للثقة لإجراء المعاملات بين الأفراد والشركات.
تأسست شبكات البلوكتشين من الجيل الأول، الممثلة بالبيتكوين، على نموذج جديد لتداول العملات الإلكترونية اللامركزية من خلال نظام محاسبة موزع. بينما استفادت شبكات البلوكتشين من الجيل الثاني، الممثلة بالإيثيريوم، بشكل كامل من الخيال، وطرحت فكرة تحقيق التطبيقات اللامركزية باستخدام الآلة الحالة الموزعة (dApp).
منذ ذلك الحين، بدأ شبكة البلوكتشين تاريخها السريع الذي يمتد لأكثر من عشر سنوات، من بنية تحتية Web3 إلى مجموعة متنوعة من المجالات التي يمثلها DeFi وNFT والشبكات الاجتماعية وGameFi، مما أدى إلى ولادة العديد من الابتكارات التقنية أو نماذج الأعمال. إن الازدهار في الصناعة يتطلب جذب مستخدمين جدد باستمرار للمشاركة في بناء بيئة التطبيقات اللامركزية، مما يضع بدوره متطلبات أعلى على تجربة المنتج.
إن Web3 كشكل جديد من المنتجات "غير المسبوق"، يجب أن يحقق الابتكار ليس فقط في تلبية احتياجات المستخدمين ( الاحتياجات الوظيفية )، ولكن أيضًا في كيفية تحقيق التوازن بين الأمان والأداء ( الاحتياجات غير الوظيفية ). منذ نشأته، اقترح الناس مجموعة متنوعة من الحلول لمحاولة معالجة مشكلات الأداء.
يمكن تصنيف هذه الحلول بشكل عام إلى فئتين: الفئة الأولى هي حلول توسيع على البلوكتشين، مثل (sharding) و (DAG)؛ والفئة الثانية هي حلول توسيع خارج البلوكتشين، مثل Plasma، شبكة البرق، السلاسل الجانبية وRollups وغيرها. لكن هذا لا يزال بعيدًا عن مواكبة النمو السريع في المعاملات على البلوكتشين.
خصوصاً بعد تجربة صيف DeFi في عام 2020 واستمرار انفجار النقوش في نظام بيتكوين البيئي في نهاية عام 2023، يحتاج القطاع بشدة إلى حلول جديدة لتحسين الأداء لتلبية متطلبات "أداء عالي، ورسوم منخفضة". وُلدت البلوكتشين المتوازية في هذا السياق.
نظرة عامة على السرد المتوازي EVM
تاريخ EVM المتوازي يشير إلى تشكيل منافسة قوية بين قوتين في مجال البلوكتشين المتوازي. معالجة إيثريوم للمعاملات هي متسلسلة، حيث يجب تنفيذ المعاملات بالتسلسل واحدة تلو الأخرى، مما يؤدي إلى انخفاض في كفاءة استخدام الموارد. إذا تم تحويل طريقة المعالجة المتسلسلة إلى معالجة متوازية، فسيؤدي ذلك إلى تحسين كبير في الأداء.
المنافسون لإيثريوم مثل سولانا، أبتوس وسوي يتمتعون بقدرات المعالجة المتوازية، كما أن نظمهم البيئية تتطور بشكل جيد، حيث بلغت القيمة السوقية لتداول الرموز 45 مليار، 3.3 مليار و 1.9 مليار دولار على التوالي، مما شكل مجموعة غير EVM المتوازية. في مواجهة التحديات، لا تتراجع إيثريوم، بل تتقدم جميعًا لتفعيل EVM، مما أدى إلى تشكيل مجموعة EVM المتوازية.
أعلنت إحدى البورصات بشكل بارز في اقتراح ترقية الإصدار v2 الخاص بها أنها ستصبح "أول بلوكتشين EVM متوازي"، والقيمة السوقية المتداولة حاليًا 2.1 مليار دولار، ومن المتوقع أن يكون هناك تطور أكبر. تحظى سلسلة الكتل العامة الجديدة Monad المتوازي EVM، التي تحتل المرتبة الأولى في التسويق، بشعبية كبيرة بين رؤوس الأموال، ولا يمكن الاستهانة بإمكاناتها. كما أعلنت سلسلة الكتل العامة L1 Canto، التي تبلغ قيمتها السوقية 170 مليون دولار وتأتي مع بنية تحتية عامة مجانية، عن اقتراح ترقية EVM المتوازي الخاص بها.
بالإضافة إلى ذلك، فإن مجموعة من مشاريع L2 التي لا تزال في مراحلها المبكرة تعمل على تحسين الأداء عبر البيئات المتعددة من خلال دمج قدرات متعددة من سلاسل L1. باستثناء مشروع واحد الذي حقق قيمة سوقية متداولة تصل إلى 69 مليون دولار، تفتقر المشاريع الأخرى إلى البيانات ذات الصلة. نعتقد أنه في المستقبل، ستظهر المزيد من مشاريع L1 وL2 للانضمام إلى ساحة البلوكتشين المتوازية.
ليس فقط أن رواية EVM المتوازية لديها مساحة كبيرة للنمو في السوق، ولكن أيضًا أن قطاع البلوكتشين المتوازي الذي تنتمي إليه رواية EVM المتوازية لديه مساحة كبيرة للنمو في السوق، وبالتالي فإن آفاق السوق واسعة.
حاليًا، تبلغ القيمة السوقية الإجمالية لـ L1 و L2 7521.23 مليار دولار، وتبلغ القيمة السوقية للبلوكتشين المتوازية 525.39 مليون دولار، وهو ما يمثل حوالي 7%. ومن بين ذلك، تبلغ القيمة السوقية لمشاريع سرد EVM المتوازية 23.39 مليون دولار، وهو ما يمثل 4% من القيمة السوقية للبلوكتشين المتوازية.
تصنيف مشاريع السرد المتوازي EVM
تقسم الصناعة عادة شبكة البلوكتشين إلى 4 طبقات هيكلية:
تتكون المشاريع السردية للـEVM المتوازية بشكل رئيسي من البلوكتشين الأحادي والبلوكتشين المُعَرف، حيث يتم تقسيم البلوكتشين الأحادي إلى L1 و L2. من خلال إجمالي عدد المشاريع وتطور بعض المسارات الرئيسية، يمكننا أن نرى أن نظم الـL1 العامة المتوازية للـEVM لا تزال تمتلك مساحة كبيرة للتطور مقارنةً بنظام الإيثيريوم.
تطالب ساحة DeFi بـ"سرعة عالية ورسوم منخفضة"، بينما تطالب ساحة الألعاب بـ"تفاعل قوي في الوقت الحقيقي"، وكلاهما له متطلبات معينة لسرعة التنفيذ. من المؤكد أن EVM المتوازي سيمنح هذه المشاريع تجربة مستخدم أفضل، ويدفع تطور الصناعة إلى مرحلة جديدة.
L1 هو بلوكتشين جديد يأتي مع قدرة التنفيذ المتوازي، وهو بنية تحتية عالية الأداء. في هذا الاتجاه من L1، تمثل مشاريع مثل v2 من إحدى البورصات وMonad وCanto التي صممت EVM متوازيًا، متوافقة مع بيئة الإيثريوم وتوفر قدرة معالجة معاملات عالية.
تقدم L2 قدرات توسيع التعاون عبر النظام البيئي من خلال دمج إمكانيات سلاسل L1 الأخرى، وهي العلم السائد للـrollup. في هذا الاتجاه من L2، هناك مشروع يعمل كمحاكي EVM على شبكة Solana، حيث تستخدم Eclipse شبكة Solana لتنفيذ المعاملات ولكنها تقوم بالتسوية على EVM. تشبه Lumio Eclipse، لكنها تستبدل طبقة التنفيذ بـAptos.
بجانب حلول البلوكتشين الأحادية المذكورة أعلاه، قدمت Fuel مفهومها الخاص للبلوكتشين المعياري. ستقوم بتحديد موقعها كنظام تشغيل rollup لإيثيريوم في الإصدار الثاني، مما يوفر قدرة تنفيذ معيارية أكثر مرونة وشمولية.
تركز Fuel على تنفيذ المعاملات، بينما تقوم بتعهيد باقي العمليات إلى سلسلة الكتل المستقلة أو أكثر، مما يحقق تركيبة أكثر مرونة: يمكن أن تكون L2، أو L1، أو حتى سلسلة جانبية أو قناة حالة. حاليًا، يحتوي نظام Fuel البيئي على 17 مشروعًا، تركز بشكل رئيسي على DeFi وNFT والبنية التحتية.
ومع ذلك، فإن Orally هو الوحيد الذي تم تطبيقه فعليًا كجسر عبر الكتل. منصة الإقراض اللامركزية Swaylend ومنصة تداول العقود الدائمة SPARK قد دخلتا في شبكة الاختبار، بينما لا تزال المشاريع الأخرى قيد التطوير.
مبدأ تقنية EVM المتوازية
لتحقيق تنفيذ交易 بشكل لامركزي، يجب على شبكة البلوكتشين الوفاء بأربعة واجبات:
EVM المتوازي هو تحسين للأداء في طبقة التنفيذ. وهذا ينقسم إلى حل شبكة من الطبقة الأولى (L1) وحل شبكة من الطبقة الثانية (L2). يقدم حل الطبقة الأولى آلية تنفيذ المعاملات بشكل متوازي، مما يسمح بتنفيذ المعاملات في الآلة الافتراضية بأكبر قدر ممكن بشكل متوازي. بينما يعتمد حل الطبقة الثانية بشكل أساسي على استخدام الآلة الافتراضية من الطبقة الأولى التي تم تحويلها إلى التوازي لتحقيق مستوى معين من "التنفيذ خارج السلسلة + التسوية على السلسلة".
لذا لفهم المبادئ التقنية لـ EVM المتزامن، يجب تفكيكها: أولاً افهم ما هي الآلة الافتراضية (virtual machine) ثم افهم ما هو التنفيذ المتوازي (parallel execution).
آلة افتراضية
في علم الحاسوب، تشير الآلة الافتراضية إلى الافتراضية (virtualization) أو المحاكاة (emulation) لنظام الكمبيوتر.
تُقسم الآلات الافتراضية إلى نوعين، أحدهما يسمى آلة افتراضية نظامية (system virtual machine)، يمكن أن تقوم بتخزين جهاز مادي كأجهزة متعددة، وتشغيل أنظمة تشغيل متعددة، مما يزيد من كفاءة استخدام الموارد. والنوع الآخر يسمى آلة افتراضية عملية (process virtual machine)، توفر تجريدًا لبعض لغات البرمجة المتقدمة، مما يسمح للبرامج المكتوبة بهذه اللغة بالتشغيل بطريقة غير مرتبطة بالمنصة على منصات مختلفة.
JVM هو نوع من الآلات الافتراضية للعمليات المصممة للغة البرمجة Java. يتم أولاً تجميع البرامج المكتوبة بلغة Java إلى كود بايت Java (، وهو رمز ثنائي في حالة وسيطة )، يتم تفسير كود البايت بواسطة JVM: حيث يرسل JVM كود البايت إلى المترجم، الذي يقوم بترجمته إلى كود الآلة على آلات مختلفة، ثم يتم تشغيله على الآلة.
البلوكتشين الافتراضية هي نوع من الآلات الافتراضية للعمليات. في سياق البلوكتشين، تشير الآلة الافتراضية إلى افتراضية الآلة الحالة الموزعة، المستخدمة لتنفيذ العقود بشكل موزع، وتشغيل التطبيقات اللامركزية. بالمقارنة مع JVM، فإن EVM هي آلة افتراضية للعمليات مصممة للغة Solidity، حيث يتم تجميع العقود الذكية أولاً إلى كود بايت opcode، ثم يتم تفسيره وتنفيذه بواسطة EVM.
تستخدم سلاسل الكتل العامة الناشئة خارج الإيثيريوم بشكل أكبر الآلات الافتراضية القائمة على تنسيق بايت كود WASM أو eBPF عند تنفيذ الآلات الافتراضية الخاصة بها. WASM هو تنسيق بايت كود صغير الحجم وسريع التحميل وقابل للنقل ويعتمد على آلية أمان معزولة، حيث يمكن للمطورين استخدام مجموعة متنوعة من لغات البرمجة مثل C وC++ وRust وGo وPython وJava وحتى TypeScript لكتابة العقود الذكية، ثم يتم تجميعها إلى بايت كود WASM وتنفيذها. العقد الذكي الذي تم تنفيذه على سلسلة الكتل العامة لأحد البورصات يستخدم بالفعل هذا التنسيق البايتي.
eBPF هو سلف BPF( Berkeley Packet Filter، مرشح حزمة بيركلي)، والذي كان في الأصل يستخدم لتصفية حزم البيانات الشبكية بكفاءة، وبعد تطوره تشكل eBPF، مما يوفر مجموعة تعليمات أكثر ثراءً.
إنها تقنية ثورية تسمح بالتدخل الديناميكي في نواة نظام التشغيل وتعديل سلوكها دون تغيير المصدر. بعد ذلك، خرجت هذه التقنية من النواة، وظهرت بيئة تشغيل eBPF في وضع المستخدم، التي تتميز بالأداء العالي والأمان وقابلية النقل. يتم تجميع العقود الذكية التي يتم تنفيذها على Solana إلى كود بايت eBPF وتعمل على شبكة البلوكتشين الخاصة بها.
وفي سلاسل الكتل العامة الأخرى من نوع L1، تستخدم Aptos وSui لغة برمجة العقود الذكية Move، والتي يتم تجميعها إلى بايت كود فريد يتم تنفيذه على آلة افتراضية Move. بينما قامت Monad بتصميم آلة افتراضية متوافقة مع بايت كود opcode EVM (Shanghai fork).
( آلية التنفيذ المتوازية
التنفيذ المتوازي هو تقنية من هذا النوع:
تستخدم شبكة البلوكتشين عادةً TPS) عدد المعاملات التي يتم معالجتها في الثانية### كمؤشر تقني لقياس سرعة المعالجة. آلية التنفيذ المتوازي معقدة للغاية، كما أنها تختبر مستوى مهارة المطورين، ومن الصعب توضيحها بشكل كامل. دعونا نبدأ من مثال "البنك" لشرح ما هو التنفيذ المتوازي.
أولاً، ما هو التنفيذ التسلسلي؟
الحالة 1: إذا اعتبرنا النظام وكأنه بنك، واعتبرنا وحدة المعالجة المركزية المسؤولة عن معالجة المهام كأنها كاونتر، فإن تنفيذ المهام بشكل تسلسلي يشبه وجود كاونتر واحد فقط في هذا البنك لاستقبال المعاملات. في هذه الحالة، يجب على العملاء الذين يأتون إلى البنك لإجراء المعاملات ( انتظار دورهم في طابور طويل، حيث يتم معالجة كل عميل على حدة. لكل عميل، يجب على موظفي الكاونتر تكرار نفس الإجراءات ) وتنفيذ التعليمات ( لخدمة العملاء. وعندما لا يحين دور العميل، يجب عليه الانتظار، مما يؤدي إلى زيادة زمن المعاملة.
ما هو التنفيذ المتوازي؟
الحالة 2: في هذه الحالة، رأت البنك أن هناك ازدحامًا، ففتحوا المزيد من النوافذ لمعالجة المعاملات، حيث كان هناك 4 موظفين في النوافذ يعالجون المعاملات في نفس الوقت، وبالتالي كانت السرعة أسرع بحوالي 4 مرات من السابق، مما أدى إلى تقليل وقت انتظار العملاء إلى حوالي 1/4 من الوقت الأصلي، وزادت سرعة البنك في معالجة المعاملات.
إذا لم يتم اتخاذ الاحتياطات، ماذا سيحدث من أخطاء إذا قام شخصان بإجراء تحويل مالي في نفس الوقت لشخص آخر؟
الحالة 3: A و B و C ثلاثة أشخاص، حساباتهم تحتوي على 2 ETH و 1 ETH و 0 ETH على التوالي، الآن A و B يريدون تحويل 0.5 ETH إلى C. في نظام يتم فيه تنفيذ المعاملات بشكل متسلسل، لن تكون هناك أي مشكلة ) السهم الأيسر "\u003c=" يعني قراءة السجل، السهم الأيمن "=\u003e" يعني كتابة السجل، وما إلى ذلك (: