1. ¿Qué es EVM paralelo?
Parallel Ethereum Virtual Machine (Parallel EVM) es una versión mejorada de la tradicional Ethereum Virtual Machine (EVM). Al procesar múltiples transacciones no conflictivas al mismo tiempo, mejora el rendimiento de las transacciones de blockchain y mejora la velocidad y la eficiencia del procesamiento de transacciones.
La Máquina Virtual Ethereum (EVM) es el mecanismo de consenso y ejecución de la red Ethereum, responsable de procesar y ejecutar transacciones. Pero en el EVM tradicional, las transacciones y la ejecución de contratos inteligentes ocurren de forma secuencial. Cada transacción debe procesarse una tras otra, formando un proceso lineal y ordenado. Este enfoque, aunque simple, puede generar cuellos de botella, especialmente a medida que aumentan los volúmenes de transacciones. Cada transacción tiene que esperar nuestro turno y el tiempo de procesamiento puede aumentar, lo que genera posibles retrasos y mayores costos (en términos de tarifas de gas).
Parallel EVM mejora significativamente el rendimiento y la velocidad de ejecución de la cadena de bloques al procesar múltiples transacciones no conflictivas simultáneamente. Por ejemplo, si Bob quiere realizar un intercambio, Alice quiere crear un nuevo NFT y Eric quiere depositar fondos en un validador, estas transacciones se pueden procesar simultáneamente en lugar de secuencialmente, lo que reduce el tiempo y los costos de procesamiento de las transacciones. Esta capacidad de procesamiento paralelo permite que blockchain procese más transacciones en menos tiempo, resolviendo el problema de congestión de los sistemas blockchain tradicionales.
2. ¿Cómo funciona EVM paralelo?
En la arquitectura EVM actual, las operaciones de lectura y escritura más detalladas son sload y sstore, que se utilizan para leer y escribir el estado, respectivamente. Por lo tanto, garantizar que diferentes subprocesos no entren en conflicto en estas dos operaciones es un punto de entrada directo para implementar EVM paralelo/concurrente. De hecho, en Ethereum, existe un tipo especial de transacción que contiene una estructura especial llamada "lista de acceso" que permite que las transacciones lleven las direcciones de almacenamiento que leerán y modificarán. Por lo tanto, esto proporciona un buen punto de partida para implementar un enfoque de concurrencia basado en un programador.
En términos de implementación del sistema, los EVM paralelos/concurrentes se presentan en tres formas comunes:
1. Procesamiento concurrente basado en programación
Lista de acceso: antes de ejecutar una transacción, la dirección de almacenamiento que la transacción leerá y modificará se determina de antemano a través de la lista de acceso. La lista de acceso contiene toda la información estatal a la que cada transacción necesita acceder.
Algoritmo de programación: el algoritmo de programación organiza las transacciones que se ejecutarán en diferentes subprocesos de acuerdo con la lista de acceso para garantizar que las transacciones ejecutadas al mismo tiempo no accedan a la misma dirección de almacenamiento, evitando así conflictos.
Ejecución concurrente: durante la ejecución real, se pueden ejecutar múltiples transacciones simultáneamente en diferentes subprocesos y el algoritmo de programación garantiza que no haya interdependencias ni conflictos entre estas transacciones.
2. Instancia EVM multiproceso
Cree instancias de múltiples EVM: cree múltiples instancias de EVM en un nodo, cada una de ellas capaz de ejecutarse de forma independiente y procesar transacciones.
Asignar transacciones: asigne transacciones pendientes a diferentes instancias de EVM de acuerdo con una determinada estrategia (como valor hash, marca de tiempo, etc.).
Ejecución paralela: cada instancia de EVM ejecuta transacciones que se le asignan en su propio subproceso y se pueden ejecutar varias instancias simultáneamente, lo que permite el procesamiento paralelo.
3. Fragmentación a nivel del sistema
Fragmentación de datos: divida todo el estado de la cadena de bloques en varios fragmentos, y cada fragmento contiene una parte de la información del estado global.
Nodos de fragmentos: ejecute varios nodos en cada fragmento, y cada nodo es responsable de mantener y procesar las transacciones y el estado dentro de ese fragmento.
Comunicación entre fragmentos: a través del protocolo de comunicación entre fragmentos, se garantiza la coherencia de los datos entre diferentes fragmentos y el orden global de las transacciones. La comunicación entre fragmentos se puede lograr mediante mensajes entre fragmentos y mecanismos de bloqueo entre fragmentos.
Procesamiento en paralelo: los nodos en cada fragmento pueden procesar transacciones de forma independiente en ese fragmento, y varios fragmentos también pueden ejecutarse en paralelo, logrando así las capacidades de procesamiento en paralelo de todo el sistema.
3. Proyecto principal
3.1 Monad: L1 con EVM paralelo incorporado
Monad es un proyecto de cadena de bloques de capa 1 basado en EVM que tiene como objetivo mejorar significativamente la escalabilidad de la cadena de bloques y la velocidad de las transacciones a través de sus características técnicas únicas. Monad procesa hasta 10.000 transacciones por segundo con tiempos de bloque de un segundo y finalidad instantánea. Este rendimiento eficiente se beneficia del mecanismo de consenso exclusivo de Monadbft y de la compatibilidad con la máquina virtual Ethereum (EVM).
Aplicación de EVM paralelo en Monad:
1. Implementación de ejecución paralela.
Método de ejecución optimista: la ejecución de transacciones posteriores comienza antes de que se completen las transacciones anteriores en el bloque, lo que a veces da como resultado resultados de ejecución incorrectos. Para resolver este problema, Monads rastrea las entradas utilizadas en la ejecución de la transacción y las compara con las salidas de transacciones anteriores. Si se encuentra una discrepancia, es necesario volver a ejecutar la transacción.
Análisis de código estático: Monad utiliza un analizador de código estático para predecir las dependencias entre transacciones durante la ejecución y evitar una ejecución paralela ineficaz. En el mejor de los casos, la mónada puede predecir muchas dependencias de antemano; en el peor de los casos, la mónada vuelve a un modo de ejecución simple.
2.Mecanismo de consenso Monadbft
Comunicación eficiente: adopta firmas BLS emparejadas para abordar problemas de escalabilidad, lo que permite que las firmas se agreguen progresivamente en una firma que demuestre un mensaje firmado compartido asociado con una clave pública.
Esquema de firma híbrida: las firmas BLS solo se utilizan para tipos de mensajes agregados (como votaciones y tiempos de espera), las firmas ECDSA aún proporcionan la integridad y autenticidad del mensaje.
3. Ejecución retrasada
Mayor tolerancia a fallas: dado que la ejecución solo tiene que mantenerse al día con el consenso, este enfoque es más tolerante a cambios en tiempos de cálculo específicos.
Retraso de la raíz de Merkle: para garantizar la replicación de la máquina de estado, Monad incluye una raíz de Merkle retrasada por d bloques en la propuesta de bloque. Esto garantiza la coherencia en toda la red, incluso si hay nodos que realizan errores o comportamientos maliciosos.
Actualmente, el EVM paralelo de Monad admite el procesamiento de 10.000 transacciones por segundo, con un tiempo de bloqueo de solo 1 segundo. Utiliza un mecanismo PoS para mejorar la seguridad de la red y la eficiencia energética. Se espera que lance la red principal en el tercer trimestre de 2024.
La cuenta oficial también ha acumulado 283.000 seguidores en Twitter y domina una comunidad apasionada y activa. La comunidad Ethereum en particular parece muy entusiasmada con el próximo lanzamiento de Monads, que colocará a Monads en una buena posición para captar el entusiasmo y la adopción temprana.
En términos de antecedentes del proyecto, Monad Labs completó dos rondas de financiación, respectivamente en febrero de 2023 y abril de este año. La financiación de 225 millones de dólares completada el 9 de abril de este año estuvo liderada por Paradigm, y otros inversores incluyeron a Electric Capital. La ronda de financiación inicial de 19 millones de dólares completada en 2023 fue liderada por Dragonfly Capital, con la participación de Placeholder Capital, Lemniscap, Shima Capital, Finality Capital, los inversores ángeles Naval Ravikant, Cobie y Hasu.
El equipo de Monad tiene una sólida experiencia, con miembros que provienen de los principales proyectos en el campo blockchain, y cuenta con un sólido equipo técnico y apoyo financiero. Keone Hon, cofundador y director ejecutivo de Monad, anteriormente dirigió una división de operaciones de alta frecuencia en Jump Trading. Se graduó en el MIT. Otro cofundador, James Hunsaker, también es ingeniero de software senior en Jump Trading. Se graduó en la Universidad de Iowa. Además, Eunice Giarta es cofundadora y COO de Monad y tiene una amplia experiencia previa en fintech tradicional. Eunice trabajó en la sección de licencias de infraestructura y pagos de Shutterstock y dirigió equipos de desarrollo que crearon sistemas comerciales empresariales en Broadway Technology.
3.2 Red SEI: L1 con EVM paralelo incorporado, la versión V2 incluirá EVM paralelo en la agenda
SEI Network es una cadena de bloques de capa 1 centrada en la infraestructura de finanzas descentralizadas (DeFi), con un enfoque principal en el desarrollo de la cartera de pedidos.
Al adoptar el mecanismo de EVM paralelo, SEI Network realiza la comparación de órdenes en paralelo, logrando los objetivos de alta velocidad, tarifas bajas y funciones dedicadas para soportar diversas aplicaciones comerciales. Sei tiene un tiempo de bloqueo promedio de 0,46 segundos y tiene más de 80 aplicaciones.
Aplicación de EVM paralelo en la Red SEI:
Propagación de bloques inteligente y procesamiento de bloques optimista: acelera el tiempo de procesamiento de transacciones, reduce la latencia y aumenta el rendimiento al proporcionar todos los hashes de transacciones relevantes.
Motor de comparación de órdenes locales: a diferencia de los sistemas automatizados de creación de mercado (AMM) que se utilizan actualmente, SEI utiliza un libro de órdenes en cadena para igualar órdenes de compra y venta a precios específicos. Todas las aplicaciones descentralizadas (dApps) basadas en Cosmos pueden acceder a la cartera de pedidos y a la liquidez de SEI.
Subasta por lotes frecuente (FBA): combina transacciones en lotes y ejecuta órdenes simultáneamente dentro de cada bloque para evitar la ejecución de órdenes y MEV.
SEI Network ha emitido actualmente su propio token nativo SEI. Dentro del ecosistema de Sei Network, las monedas SEI desempeñan una variedad de funciones, que incluyen:
Tarifas de transacción: las monedas SEI se utilizan para pagar las tarifas de transacción incurridas en la red Sei. Estas tarifas sirven como incentivo para los validadores y contribuyen a la seguridad de la red.
Apuesta: los usuarios pueden apostar monedas SEI para ganar recompensas y mejorar la seguridad general de la red Sei.
Gobernanza: los poseedores de tokens SEI tienen la capacidad de participar activamente en la gobernanza de la red Sei. Esta participación incluye la votación de propuestas y la elección de validadores.
El suministro total de tokens de SEI es de 10 mil millones, de los cuales el 51% se asigna a la comunidad Sei. El 48% se utiliza como reserva del ecosistema para recompensar a los interesados y contribuyentes, validadores y desarrolladores. Otro 3%, o 300 millones de SEI, está reservado para el primer trimestre del lanzamiento aéreo, y el resto se asignará a inversores privados, fundaciones y el equipo de Sei.
Al 30 de mayo, el precio del token SEI era de 0,5049 dólares, con una capitalización de mercado de 1.476.952.630 dólares, ocupando el puesto 63 en el ranking de criptomonedas. El volumen de operaciones de 24 horas es de 78.970.605 dólares y la participación en el mercado es alta.
El TVL actual de SEI Network es de 18 millones, con una financiación total de aproximadamente 55 millones de dólares, un FDV de 8.200 millones de dólares y la cuenta oficial de Twitter tiene 666.000 seguidores.
Jeff Feng, cofundador de SEI Network, se graduó de la Universidad de California, Berkeley. Pasó tres años como banquero de inversión en tecnología en Goldman Sachs antes de pasar al capital de riesgo en Coatue Management. Otro cofundador, Jayendra, se graduó en UCLA y fue pasante de ingeniería de software en Facebook.
3.3 Eclipse: un compromiso, introduciendo SVM en L2 del ecosistema Ethereum
Eclipse es una solución optimista de Capa 2 de próxima generación basada en Ethereum, impulsada por Solana Virtual Machine (SVM). La introducción de SVM a Ethereum combina la liquidación de Ethereum, la ejecución de la máquina virtual Solana (SVM), la disponibilidad de datos de Celestia y la prueba de conocimiento cero de RISC Zero para proporcionar un entorno de ejecución paralela a gran escala que permite realizar múltiples operaciones simultáneamente, aumentando así el rendimiento y la eficiencia de la red. al mismo tiempo que reduce la congestión y las tarifas de transacción. A través de esta estructura, Eclipse pretende mejorar la escalabilidad y la experiencia del usuario de las dApps.
Características clave de Eclipse
1. Alto rendimiento de transacciones:
Eclipse utiliza SVM y tecnología de ejecución paralela para lograr capacidades de procesamiento de transacciones extremadamente altas, admitiendo el procesamiento simultáneo de miles de transacciones.
2. Finalidad instantánea:
A través del mecanismo de consenso de canalización, se logra la finalización instantánea y la finalidad de las transacciones dentro de cada bloque.
3. Compatibilidad con Ethereum:
Eclipse es totalmente compatible con Ethereum Virtual Machine (EVM), lo que permite a los desarrolladores migrar fácilmente aplicaciones Ethereum existentes a Eclipse.
4. Disponibilidad de datos:
Garantice un alto rendimiento manteniendo la seguridad y verificabilidad de los datos con las soluciones de disponibilidad de datos de Celestia.
5. Prueba de conocimiento cero:
La tecnología RISC Zero se utiliza para lograr una prueba de fraude con conocimiento cero, mejorando la eficiencia y seguridad del sistema.
Aplicación de EVM paralelo en Eclipse
Eclipse implementa EVM paralelo integrando Solana Virtual Machine (SVM), lo que mejora significativamente la velocidad y la eficiencia del procesamiento de transacciones.
1. Ejecución paralela:
Justificación técnica: Eclipse utiliza el tiempo de ejecución Sealevel de SVM, que permite que las transacciones en estados no superpuestos se ejecuten en paralelo en lugar de secuencialmente.
Cómo funciona: al describir explícitamente todos los estados que cada transacción leerá o escribirá durante su ejecución, SVM puede procesar transacciones que no impliquen estados superpuestos en paralelo, lo que mejora significativamente el rendimiento.
2. Compatibilidad con Ethereum:
Integración de Neon EVM: para compatibilidad con EVM, Eclipse se integra con Neon EVM. Esto permite que la red principal de Eclipse admita el código de bytes de Ethereum y JSON-RPC de Ethereum.
Mercado de tarifas local: cada instancia de Neon EVM tiene su propio mercado de tarifas local y las aplicaciones pueden obtener todos los beneficios de la cadena de aplicaciones implementando sus propios contratos sin destruir la experiencia, la seguridad o la liquidez del usuario.
3. Diseño modular acumulativo:
Capa de infraestructura: Eclipse está diseñado para ser la capa de infraestructura del ecosistema de Capa 3, lo que permite un alto rendimiento y escalabilidad al admitir paquetes acumulativos de Capa 3 específicos de dApp.
En pocas palabras, la lógica de diseño de Eclipse es que la ejecución de la transacción se realiza en el SVM de Solana y la liquidación de la transacción todavía se realiza en Ethereum.
En términos de antecedentes del proyecto, Eclipse completó una financiación de 15 millones de dólares en septiembre de 2022, con inversores como Polychain, Polygon Ventures, Tribe Capital, Infinity Ventures Crypto, CoinList, etc. Además, el 11 de marzo de este año, también completó una financiación Serie A de 50 millones de dólares, codirigida por Placeholder y Hack VC, y su financiación total actual alcanza los 65 millones de dólares.
El cofundador y director ejecutivo de Eclipse, Neel Somani, tiene experiencia previa en Airbnb, Two Sigma, Oasis Labs y otras empresas. El director comercial Vijay fue el ex director de desarrollo comercial de los equipos de Uniswap y dYdX.
4. Desafío
1. Competencia de datos y conflictos de lectura y escritura:
En un entorno de procesamiento paralelo, diferentes subprocesos que leen y modifican los mismos datos al mismo tiempo pueden provocar carreras de datos y conflictos de lectura y escritura. Esta situación requiere soluciones técnicas complejas para garantizar la coherencia de los datos y la ejecución de las operaciones sin conflictos.
2. Compatibilidad técnica:
Los nuevos métodos de procesamiento paralelo deben ser compatibles con los estándares existentes de Ethereum Virtual Machine (EVM) y el código de contrato inteligente. Esta compatibilidad requiere que los desarrolladores aprendan y utilicen nuevas herramientas y métodos para aprovechar al máximo la EVM paralela.
3. Adaptabilidad del ecosistema:
Los usuarios y desarrolladores deben adaptarse a los nuevos patrones de interacción y características de rendimiento generados por el procesamiento paralelo, lo que requiere que los participantes de todo el ecosistema tengan suficiente comprensión y adaptabilidad a las nuevas tecnologías.
4. Mayor complejidad del sistema:
EVM paralelo requiere una comunicación de red eficiente para admitir la sincronización de datos, lo que aumenta la complejidad del diseño del sistema. La gestión y asignación inteligente de recursos informáticos también es un desafío importante para garantizar la utilización eficiente de los recursos durante el procesamiento paralelo.
5. Seguridad:
Las vulnerabilidades de seguridad pueden amplificarse en un entorno de ejecución paralela porque un solo problema de seguridad puede afectar múltiples transacciones que se ejecutan simultáneamente. Por lo tanto, se necesitan procesos de prueba y auditoría de seguridad más estrictos para garantizar la seguridad del sistema.
5. Perspectivas de futuro
1. Mejorar la escalabilidad y eficiencia de blockchain:
Parallel EVM mejora significativamente el rendimiento y la velocidad de procesamiento de blockchain al ejecutar transacciones en múltiples procesadores simultáneamente, rompiendo las limitaciones del procesamiento secuencial tradicional. Esto mejorará enormemente la escalabilidad y eficiencia de las redes blockchain.
2. Promover la popularización y desarrollo de la tecnología blockchain:
A pesar de los desafíos técnicos, la EVM paralela tiene un enorme potencial para mejorar significativamente el rendimiento de la cadena de bloques y la experiencia del usuario. La implementación exitosa y la adopción generalizada impulsarán la popularidad y el desarrollo de la tecnología blockchain.
3.Innovación y optimización tecnológica:
El desarrollo de EVM paralelo irá acompañado de una continua innovación y optimización de la tecnología, incluidos algoritmos de procesamiento paralelo más eficientes, una gestión de recursos más inteligente y entornos de ejecución más seguros. Estas innovaciones mejorarán aún más el rendimiento y la confiabilidad de los EVM paralelos.
4. Admitir aplicaciones más diversas y complejas:
Parallel EVM puede admitir aplicaciones descentralizadas (dApps) más complejas y diversas, especialmente en escenarios que requieren transacciones de alta frecuencia y baja latencia, como las finanzas descentralizadas (DeFi), los juegos y la gestión de la cadena de suministro.
referencia:
https://www.coinlive.com/news/comprehensive-interpretation-of-parallel-evm-project-overview-and-future-prospects
https://medium.com/@alibertaysolak/what-is-parallel-evm-70451db5f327
