Máy ảo Ethereum EVM và sự tiến hóa của nó

Máy ảo Ethereum và Solidity

Phát triển hợp đồng thông minh là kỹ năng cốt lõi của kỹ sư blockchain. Các nhà phát triển thường sử dụng các ngôn ngữ cấp cao như Solidity để viết logic kinh doanh, nhưng EVM không thể hiểu trực tiếp những mã này. Cần phải biên dịch chúng thành mã byte hoặc mã lệnh cấp thấp có thể thực thi được bởi máy ảo. Mặc dù có các công cụ có thể tự động thực hiện quá trình chuyển đổi này, nhưng việc hiểu nguyên lý cơ bản vẫn rất có giá trị.

Lập trình trực tiếp bằng mã máy có thể đạt được hiệu suất tối đa, giảm tiêu thụ gas. Chẳng hạn, giao thức của một nền tảng giao dịch NFT nổi tiếng đã sử dụng nhiều hợp ngữ nội tuyến để giảm chi phí gas cho người dùng.

Tiêu chuẩn và thực hiện EVM

EVM như một môi trường thực thi hợp đồng thông minh, định nghĩa tiêu chuẩn bytecode chung cho ngành. Sự chuẩn hóa này cho phép các nhà phát triển triển khai hợp đồng một cách hiệu quả trên nhiều mạng tương thích.

Mặc dù tuân theo cùng một tiêu chuẩn, các triển khai EVM khác nhau có thể sử dụng các ngôn ngữ lập trình và phương pháp tối ưu hóa khác nhau. Ví dụ, khách hàng chính của Ethereum được triển khai EVM bằng ngôn ngữ Go, trong khi một nhóm khác duy trì phiên bản C++. Sự đa dạng này tạo ra không gian cho tối ưu hóa kỹ thuật và tùy chỉnh.

Công nghệ EVM song song

Mặc dù trong quá khứ, mọi người chú ý nhiều hơn đến đổi mới thuật toán đồng thuận, nhưng tối ưu hóa tầng thực thi cũng quan trọng không kém. Blockchain hiệu suất cao cần có sự đổi mới cả ở hai khía cạnh đồng thuận và thực thi. Các chuỗi EVM chỉ cải thiện thuật toán đồng thuận thường cần phần cứng mạnh mẽ hơn để hỗ trợ việc nâng cao hiệu suất.

Nhu cầu xử lý song song

Hệ thống blockchain truyền thống thường xử lý giao dịch theo thứ tự, giống như CPU đơn nhân. Phương pháp này mặc dù đơn giản, nhưng khó có thể đáp ứng được cơ sở người dùng quy mô lớn. Máy ảo song song cho phép xử lý nhiều giao dịch cùng lúc, nâng cao đáng kể throughput.

Thực thi song song mang lại những thách thức mới, chẳng hạn như xử lý các giao dịch đồng thời ghi vào cùng một hợp đồng. Cần thiết kế cơ chế để giải quyết những xung đột này. Việc thực thi song song các hợp đồng không liên quan có thể cải thiện hiệu suất tỷ lệ với số lượng luồng.

Đổi mới EVM song song

Một số dự án mới nổi đã có những đổi mới trong lĩnh vực EVM song song:

• Thực hiện giao dịch song song: áp dụng thuật toán song song lạc quan, cho phép nhiều giao dịch được xử lý đồng thời, thông qua việc kiểm tra mối quan hệ đầu vào và đầu ra để xác định xem có thực hiện song song hay không.

• Thực hiện trì hoãn: Hoãn thực hiện giao dịch đến kênh độc lập, tối đa hóa việc sử dụng thời gian khối.

• Cơ sở dữ liệu trạng thái tùy chỉnh: Tối ưu hóa lưu trữ và truy cập trạng thái, nâng cao hiệu suất thực thi.

• Cơ chế đồng thuận hiệu suất cao: Cải tiến thuật toán đồng thuận, hỗ trợ hoạt động phân tán quy mô lớn.

Thách thức EVM song song

Các thách thức chính bao gồm:

• Xung đột trạng thái: cần thiết kế cẩn thận cơ chế phát hiện và giải quyết xung đột.

• Bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ: Cân bằng giữa mã nguồn mở và bảo vệ công nghệ cốt lõi.

• Phi tập trung nút: Tìm kiếm sự cân bằng giữa hiệu suất và phi tập trung.

Tổng quan dự án EVM song song

Hiện tại có ba loại dự án EVM song song:

1. Nâng cấp mạng Layer 1 tương thích EVM hiện có
2. Mạng Layer 1 mới thực thi song song nguyên bản
3. Mạng Layer 2 sử dụng công nghệ song song không phải EVM

Một số dự án tiêu biểu bao gồm:

• Monad: Tập trung tối ưu hóa việc thực hiện song song EVM, mục tiêu 10,000 TPS.
• Sei: Ra mắt mạng EVM song song Sei V2, hỗ trợ ứng dụng di chuyển chỉ với một cú nhấp chuột.
• Artela: Tăng cường lớp thực thi thông qua Máy ảo EVM++ kép.
• Neon: Thực hiện khả năng tương thích EVM trên Solana.
• Eclipse: Đưa Solana VM vào Ethereum Layer 2.

Các đổi mới này hứa hẹn sẽ cải thiện hiệu suất blockchain, thúc đẩy ngành công nghiệp tiến lên. Việc ứng dụng và hoàn thiện công nghệ EVM song song trong tương lai sẽ tiếp tục định hình hệ sinh thái blockchain.