Máquina Virtual Ethereum EVM e sua evolução

EVM e Solidity

O desenvolvimento de contratos inteligentes é uma habilidade central para engenheiros de blockchain. Os desenvolvedores geralmente usam linguagens de alto nível como Solidity para escrever a lógica de negócios, mas a EVM não consegue entender diretamente esse código. É necessário compilar isso em códigos de operação de baixo nível ou bytecode executáveis pela Máquina Virtual. Embora existam ferramentas que podem automatizar esse processo de conversão, entender os princípios subjacentes ainda é muito valioso.

Programar diretamente com códigos de operação pode alcançar a máxima eficiência e reduzir o consumo de gas. Por exemplo, o protocolo de uma conhecida plataforma de negociação de NFT utiliza extensivamente a montagem inline para diminuir os custos de gas dos usuários.

Padrões e Implementação da Máquina Virtual Ethereum

EVM, como ambiente de execução de contratos inteligentes, define um padrão de bytecode comum na indústria. Essa padronização permite que os desenvolvedores implantem contratos de forma eficiente em várias redes compatíveis.

Apesar de seguirem os mesmos padrões, diferentes implementações da EVM podem adotar diferentes linguagens de programação e métodos de otimização. Por exemplo, o cliente principal do Ethereum implementa a EVM em Go, enquanto outra equipa mantém uma versão em C++. Essa diversidade proporciona espaço para otimização e personalização da engenharia.

Tecnologia EVM em paralelo

Embora no passado as pessoas estivessem mais focadas na inovação dos algoritmos de consenso, a otimização da camada de execução também é igualmente importante. Blockchains de alto desempenho precisam ter inovações tanto em consenso quanto em execução. Cadeias EVM que apenas melhoram o algoritmo de consenso muitas vezes precisam de hardware mais robusto para suportar o aumento de desempenho.

Demanda por processamento paralelo

Sistemas de blockchain tradicionais geralmente processam transações em sequência, semelhante a uma CPU de núcleo único. Embora esse método seja simples, é difícil lidar com uma grande base de usuários. A máquina virtual paralela permite processar várias transações simultaneamente, aumentando significativamente a capacidade de processamento.

A execução paralela trouxe novos desafios, como lidar com transações concorrentes que escrevem no mesmo contrato. É necessário projetar mecanismos para resolver esses conflitos. A execução paralela de contratos não relacionados pode aumentar o desempenho proporcionalmente ao número de threads.

Inovação EVM paralela

Alguns novos projetos estão inovando no campo do EVM paralelo:

• Execução de transações em paralelo: utiliza um algoritmo otimista de paralelismo, permitindo que várias transações sejam processadas simultaneamente, decidindo se a execução em paralelo é viável através da verificação das relações de entrada e saída.

• Execução atrasada: adiar a execução da transação para um canal independente, maximizando a utilização do tempo de bloco.

• Base de dados de estado personalizada: otimização do armazenamento e acesso ao estado, aumentando a eficiência de execução.

• Mecanismo de consenso de alto desempenho: melhora do algoritmo de consenso, suporte a operações distribuídas em larga escala.

Desafios da EVM Paralela

Os principais desafios incluem:

• Conflito de estado: é necessário projetar cuidadosamente os mecanismos de detecção e resolução de conflitos.

• Proteção da propriedade intelectual: equilibrar o código aberto e a proteção das tecnologias essenciais.

• Descentralização de nós: buscar um equilíbrio entre desempenho e descentralização.

Visão geral do projeto EVM paralelo

Atualmente, existem três principais tipos de projetos EVM paralelos:

1. Atualizar a rede Layer 1 compatível com EVM existente
2. Nova rede Layer 1 com execução paralela nativa
3. Rede Layer 2 que utiliza tecnologia de paralelismo não EVM

Alguns projetos representativos incluem:

• Monad: foca na otimização da execução paralela da EVM, com o objetivo de 10.000 TPS.
• Sei: lançou a rede EVM paralela Sei V2, suportando a migração de aplicações com um clique.
• Artela: aumenta a camada de execução através da Máquina Virtual dupla EVM++.
• Neon: Implementar compatibilidade EVM na Solana.
• Eclipse: Introduzir a Máquina Virtual Solana na Layer 2 do Ethereum.

Estas inovações têm a esperança de melhorar o desempenho da blockchain, impulsionando a indústria para a frente. A aplicação e o aperfeiçoamento da tecnologia EVM paralela no futuro continuarão a moldar o ecossistema blockchain.