EVM en paralelo: superando los cuellos de botella de rendimiento y liderando una nueva era en la Cadena de bloques

EVM en paralelo: una nueva dirección para superar los cuellos de botella en el rendimiento de la Cadena de bloques

El rendimiento se ha convertido en un cuello de botella para el desarrollo adicional de la Cadena de bloques. La red de Cadena de bloques crea una nueva base de confianza descentralizada para que las personas y las empresas realicen transacciones.

Las primeras generaciones de redes de bloques, representadas por Bitcoin, crearon un nuevo modelo de transacciones de moneda electrónica descentralizada mediante contabilidad distribuida. Las segundas generaciones de redes de bloques, representadas por Ethereum, aprovecharon plenamente la imaginación y propusieron la implementación de aplicaciones descentralizadas dApp( a través de máquinas de estado distribuidas.

Desde entonces, la Cadena de bloques ha comenzado su propia historia de rápido desarrollo durante más de diez años, desde la infraestructura de Web3 hasta diversas disciplinas representadas por DeFi, NFT, redes sociales y GameFi, naciendo innumerables innovaciones en tecnología o modelos de negocio. El florecimiento de la industria necesita atraer constantemente a nuevos usuarios para participar en la construcción del ecosistema de aplicaciones descentralizadas, lo que a su vez plantea mayores exigencias para la experiencia del producto.

Web3, como una nueva forma de producto "sin precedentes", no solo necesita innovar en la satisfacción de las necesidades de los usuarios ) necesidades funcionales (, sino que también debe considerar cómo lograr un equilibrio entre la seguridad y el rendimiento ) necesidades no funcionales (. Desde su creación, se han propuesto diversas soluciones para intentar resolver los problemas de rendimiento.

Estas soluciones se pueden clasificar en dos categorías: una es la solución de escalabilidad en la cadena, como el sharding) y el DAG(; la otra es la solución de escalabilidad fuera de la cadena, como Plasma, la red Lightning, las cadenas laterales y Rollups, entre otros. Pero esto aún está muy lejos de seguir el rápido crecimiento de las transacciones en la cadena.

Especialmente después de experimentar el verano DeFi de 2020 y la continua explosión de inscripciones en el ecosistema de Bitcoin a finales de 2023, la industria tiene una necesidad urgente de nuevas soluciones de mejora de rendimiento para satisfacer los requisitos de "alto rendimiento y bajas tarifas". La cadena de bloques paralela nació en este contexto.

Resumen de la narrativa EVM en paralelo

La narrativa del EVM paralelo marca la formación de un patrón de competencia de dos fuerzas en el campo de las cadenas de bloques paralelas. El procesamiento de transacciones de Ethereum es secuencial, las transacciones se ejecutan una tras otra en orden, lo que resulta en una baja tasa de utilización de recursos. Cambiar el enfoque de procesamiento secuencial a procesamiento paralelo traerá una mejora significativa en el rendimiento.

Los competidores de Ethereum como Solana, Aptos y Sui tienen capacidades de procesamiento paralelo integradas y su ecosistema se ha desarrollado muy bien, con una capitalización de mercado de tokens de 45 mil millones, 3.3 mil millones y 1.9 mil millones de dólares respectivamente, formando así un campamento no EVM paralelo. Frente a este desafío, el ecosistema de Ethereum no se queda atrás y se manifiesta para potenciar EVM, formando así un campamento EVM paralelo.

Un intercambio ha proclamado en su propuesta de actualización de versión v2 que se convertirá en la "primera cadena de bloques EVM paralela", con un valor de mercado actual de 2.1 mil millones de dólares, y se espera un desarrollo aún mayor. Actualmente, la nueva cadena pública EVM paralela Monad, que lidera la atención del marketing, es muy valorada por el capital, y su potencial no debe ser subestimado. Además, la cadena pública L1 Canto, con un valor de mercado de 170 millones de dólares y que cuenta con infraestructura pública gratuita, también ha anunciado su propuesta de actualización de EVM paralela.

Además, varios proyectos L2 que aún se encuentran en una etapa temprana están mejorando el rendimiento trans-ecológico a través de la integración de las capacidades de múltiples cadenas L1. Aparte de un proyecto que ha alcanzado un valor de mercado circulante de 69 millones de dólares, otros proyectos aún carecen de datos relevantes. Se cree que en el futuro aparecerán más proyectos L1 y L2 que se unirán al campo de batalla de las cadenas de bloques paralelas.

No solo la narrativa de EVM paralelo tiene un gran espacio de crecimiento en el mercado, sino que el sector de cadenas de bloques paralelas al que pertenece la narrativa de EVM paralelo también tiene un gran espacio de crecimiento en el mercado, por lo tanto, las perspectivas del mercado son amplias.

Actualmente, el valor de mercado total en circulación de L1 y L2 es de 7521.23 millones de dólares, y el valor de mercado en circulación de las cadenas de bloques paralelas es de 525.39 millones de dólares, lo que representa aproximadamente el 7%. De estos, el valor de mercado en circulación de los proyectos relacionados con la narrativa EVM paralela es de 23.39 millones de dólares, lo que representa solo el 4% del valor de mercado en circulación de las cadenas de bloques paralelas.

![Interpretación de diez mil palabras sobre EVM en paralelo: más allá de la serie, ¿cómo superar el cuello de botella en el rendimiento de la Cadena de bloques?])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-c1724bb9cbb64ad2c8cf437c4c8b42c1.webp(

Clasificación de proyectos narrativos EVM paralelos

La industria generalmente divide la red de Cadena de bloques en 4 capas.

  1. Capa 0) red (: Cadena de bloques red de base, procesando protocolos de comunicación de red básicos
  2. Infraestructura de la Capa 1)(: una red descentralizada que depende de varios mecanismos de consenso para validar transacciones.
  3. Capa 2) expansión (: depende de varios protocolos de segunda capa de la Capa 1, destinados a resolver diversas limitaciones de la Capa 1, especialmente la escalabilidad.
  4. Capa 3) aplicación (: depende de Capa 2 o Capa 1, utilizada para construir diversas aplicaciones descentralizadas ) dApp (

Los proyectos narrativos EVM paralelos se dividen principalmente en cadenas de bloques monolíticas y cadenas de bloques modulares, siendo las cadenas de bloques monolíticas subdivididas en L1 y L2. A partir del número total de proyectos y el desarrollo de varias pistas principales, se puede ver que el ecosistema de las cadenas de bloques públicas L1 EVM paralelas aún tiene un gran espacio de desarrollo en comparación con el ecosistema de Ethereum.

El sector DeFi tiene la demanda de "alta velocidad y bajas tarifas", mientras que el sector de juegos tiene la demanda de "fuertes interacciones en tiempo real"; ambos tienen ciertos requisitos sobre la velocidad de ejecución. El EVM paralelo sin duda traerá una mejor experiencia de usuario a estos proyectos, impulsando el desarrollo de la industria hacia una nueva etapa.

L1 es una nueva cadena de bloques que cuenta con capacidad de ejecución paralela y es una infraestructura de alto rendimiento. En esta categoría de L1, los proyectos representados por la v2 de un cierto intercambio, Monad y Canto, han diseñado su propia EVM paralela, compatible con el ecosistema de Ethereum y que ofrece una alta capacidad de procesamiento de transacciones.

L2, al integrar las capacidades de otras cadenas L1, proporciona la capacidad de escalado para la cooperación entre ecosistemas, siendo un tema destacado de rollup. Dentro de esta categoría de L2, un proyecto es un simulador de EVM en la red Solana, Eclipse utiliza Solana para ejecutar transacciones pero realiza la liquidación en EVM. Lumio es similar a Eclipse, solo que cambia la capa de ejecución a Aptos.

Además de la solución única de Cadena de bloques mencionada, Fuel ha propuesto su propia idea de Cadena de bloques modular. En la segunda versión, se posicionará como un sistema operativo rollup de Ethereum, ofreciendo una capacidad de ejecución modular más flexible y completa.

Fuel se centra en la ejecución de transacciones, mientras que externaliza el resto a una o más cadenas de bloques independientes, logrando así una combinación más flexible: puede convertirse tanto en L2 como en L1, e incluso en cadenas laterales o canales de estado. Actualmente, el ecosistema de Fuel tiene 17 proyectos, principalmente concentrados en DeFi, NFT e infraestructura.

Sin embargo, solo el oráculo de cadena cruzada Orally ha sido implementado en aplicaciones prácticas. La plataforma de préstamos descentralizados Swaylend y la plataforma de comercio de contratos perpetuos SPARK están en la red de prueba, mientras que otros proyectos aún están en desarrollo.

![Interpretación completa del EVM paralelo: ¿cómo superar el cuello de botella de rendimiento de la Cadena de bloques?])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-e9cd714bba886918acc4f8141c1d3f4c.webp(

Principios de la tecnología EVM en paralelo

Para lograr la ejecución de transacciones descentralizadas, la red de Cadena de bloques debe cumplir con 4 responsabilidades:

  • Ejecutar: ejecutar y verificar transacciones
  • Disponibilidad de datos: distribuir nuevos bloques a todos los nodos de la Cadena de bloques.
  • Mecanismo de consenso: validar bloques, alcanzar consenso
  • Liquidación: liquidar y registrar el estado final de la transacción

La EVM paralela se centra en la optimización del rendimiento de la capa de ejecución. Esto se divide en dos tipos: una solución de red de capa 1 )L1( y una solución de red de capa 2 )L2(. La solución de L1 introduce un mecanismo de ejecución paralela de transacciones, permitiendo que las transacciones se ejecuten lo más paralelamente posible en la máquina virtual. La solución de L2, en esencia, utiliza la máquina virtual de L1 ya paralelizada para lograr un cierto grado de "ejecución fuera de la cadena + liquidación en la cadena".

Por lo tanto, para entender los principios técnicos del EVM en paralelo, hay que descomponerlo: primero entender qué es una máquina virtual )virtual machine( y luego entender qué es la ejecución paralela )parallel execution(.

) máquina virtual

En la ciencia de la computación, una máquina virtual se refiere a la virtualización de un sistema informático ( o emulación ).

Las máquinas virtuales se dividen en dos tipos, una se llama Bloquear virtual ### máquina virtual del sistema (, que puede virtualizar una máquina física en múltiples máquinas, ejecutando varios sistemas operativos, lo que aumenta la utilización de recursos. La otra se llama Bloquear virtual ) máquina virtual de proceso (, que proporciona abstracción para ciertos lenguajes de programación de alto nivel, permitiendo que los programas de computadora escritos en este lenguaje se ejecuten de manera independiente de la plataforma en diferentes plataformas.

JVM es una máquina virtual de procesos diseñada para el lenguaje de programación Java. Los programas escritos en Java se compilan primero en bytecode de Java ), un código binario de estado intermedio (. El bytecode de Java es interpretado y ejecutado por el JVM: el JVM envía el bytecode al intérprete, quien lo traduce a código máquina en diferentes máquinas, y luego se ejecuta en la máquina.

La máquina virtual de cadena de bloques es un tipo de máquina virtual de procesos. En el contexto de la cadena de bloques, la máquina virtual se refiere a la virtualización de una máquina de estados distribuida, utilizada para ejecutar contratos de manera distribuida y ejecutar dApps. Al igual que la JVM, la EVM es una máquina virtual de procesos diseñada para el lenguaje Solidity; los contratos inteligentes se compilan primero en bytecode de opcode y luego son interpretados y ejecutados por la EVM.

Las nuevas cadenas de bloques emergentes fuera de Ethereum adoptan más a menudo máquinas virtuales basadas en código byte WASM o eBPF al implementar su propia máquina virtual. WASM es un formato de código byte pequeño, de carga rápida, portátil y basado en un mecanismo de seguridad de sandbox, donde los desarrolladores pueden escribir contratos inteligentes utilizando varios lenguajes de programación como C, C++, Rust, Go, Python, Java e incluso TypeScript, y luego compilarlo en código byte WASM para su ejecución. Los contratos inteligentes ejecutados en la cadena de bloques de un intercambio utilizan precisamente este formato de código byte.

eBPF es el predecesor de BPF) Berkeley Packet Filter, Filtro de Paquetes de Berkeley (, originalmente diseñado para el filtrado eficiente de paquetes de red, que luego evolucionó para formar eBPF, ofreciendo un conjunto de instrucciones más rico.

Es una tecnología revolucionaria que permite la intervención dinámica y modificación del comportamiento del núcleo del sistema operativo sin alterar el código fuente. Posteriormente, esta tecnología salió del núcleo y desarrolló un runtime eBPF en modo de usuario, que tiene alto rendimiento, seguridad y portabilidad. Los contratos inteligentes que se ejecutan en Solana se compilan en bytes eBPF y se ejecutan en su red de cadena de bloques.

Mientras que en otras cadenas de bloques de nivel 1, Aptos y Sui utilizan el lenguaje de programación de contratos inteligentes Move, compilando a un bytecode específico que se ejecuta en la máquina virtual Move. Monad, por su parte, ha diseñado su propia máquina virtual compatible con el bytecode opcode EVM )Shanghai fork(.

![Interpretación de diez mil caracteres del EVM paralelo: más allá de la serie, ¿cómo superar el cuello de botella en el rendimiento de la Cadena de bloques?])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-8219961e2cf56e2dfabf5ababf7dbbe2.webp(

) Mecanismo de ejecución en paralelo

La ejecución en paralelo es una técnica así:

  1. Capaz de aprovechar las ventajas de los procesadores multinúcleo para manejar múltiples tareas al mismo tiempo, aumentando el rendimiento del sistema.
  2. Asegúrese de que el resultado de la transacción obtenida sea exactamente el mismo que al ejecutar las transacciones en serie en orden.

La cantidad de transacciones procesadas por segundo en una red de Cadena de bloques, comúnmente conocida como TPS(, es un indicador técnico que se utiliza para medir la velocidad de procesamiento. El mecanismo de ejecución paralela es bastante complejo y también pone a prueba el nivel técnico de los desarrolladores, por lo que no es fácil de explicar. A continuación, comenzaremos con un ejemplo de un "banco" para explicar qué es la ejecución paralela.

Primero, ¿qué es la ejecución en serie?

Situación 1: Si vemos el sistema como un banco y la CPU que procesa las tareas como un mostrador, entonces ejecutar tareas en serie es como si este banco tuviera solo un mostrador para atender los negocios. En este momento, los clientes que vienen al banco para realizar negocios, tarea ), solo pueden formar una larga fila y ser atendidos uno a uno. Para cada cliente, el personal del mostrador debe repetir la misma acción ( ejecutar instrucciones ) para atender al cliente. Cuando no es su turno, el cliente solo puede esperar, lo que provoca una prolongación del tiempo de transacción.

¿Entonces qué es la ejecución paralela?

Situación 2: En este momento, el banco ve que está lleno de gente, así que abre algunos mostradores más para atender los negocios. Hay 4 cajeros atendiendo al mismo tiempo, y la velocidad es aproximadamente 4 veces más rápida que antes, por lo que el tiempo de espera de los clientes se reduce a aproximadamente 1/4 del original, mejorando así la velocidad en la atención de los negocios del banco.

¿Qué error ocurriría si dos personas transfieren dinero al mismo tiempo a otra persona sin protección?

Situación 3: A, B y C son tres personas, y sus cuentas tienen respectivamente 2 ETH, 1 ETH y 0 ETH. Ahora A y B quieren transferir 0.5 ETH a C. En un sistema de ejecución de transacciones en serie, no habrá ningún problema ( la flecha izquierda "\u003c=" representa leer el libro mayor, la flecha derecha "=\u003e" representa escribir en el libro mayor, y lo mismo aplica ):

  1. A <= 2 ETH
  2. A => 1.5 ETH
  3. C <= 0 ETH
  4. C => 0.5 ETH
  5. B <= 1
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CryptoPunstervip
· 07-30 00:03
Nueva forma de tomar a la gente por tonta, ¿eh?
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FUDwatchervip
· 07-29 21:10
¿No es el cuello de botella la Billetera?
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ParanoiaKingvip
· 07-29 21:06
¿Eso es todo? No es más que para tomar a la gente por tonta.
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FlyingLeekvip
· 07-29 21:02
El cuello no es el cuello de la botella alcista~
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BridgeJumpervip
· 07-29 20:53
¡Otra vez a trabajar en la optimización del rendimiento de la Cadena de bloques!
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