根据以太坊开发者的官方公告,Pectra 升级预计将于 2025 年第一季度部署。此实施旨在增强以太坊虚拟机(EVM)的性能,旨在减少 DeFi 和其他领域的拥塞和规模效用。此次升级有望通过提供可扩展且高效的平台层来简化以太坊网络运营并扩展其应用程序,特别是在商业环境中。
此次升级也为以太坊采用新的扩容解决方案奠定了基础,以帮助解决“比特币三难困境”,这就是并行EVM。
为了理解并行EVM,我们首先需要区分这些概念。
那什么是虚拟机器呢?
虚拟机器(VM)是一种软体程序,它创建一个完全由实体电脑内部的软体模拟的新电脑系统,从而扩展电脑平台的功能。虚拟机器允许使用者在其电脑上执行通常无法执行的操作。
例如,VM 允许您在当今的电脑或智慧型手机上玩 90 年代的经典视讯游戏。预设情况下,这是不可能的,因为运行游戏的特定硬体要求不存在于您当前的设备上,因为它们是为那个时代的设备构建的。虚拟机器模拟运行游戏所需的所有要求,使您可以在现代设备上玩游戏。
再例如,你正在使用Macbook来工作,但不幸的是有些软体只支援Windows而不支援MacO,所以你决定在Macbook上执行Windows模拟器程式。 Windows模拟环境是虚拟机器。
虚拟机器和区块链
这个概念也适用于区块链。区块链是分散式网络,可以促进不同各方之间的价值转移和通信,而不需要中心化中介机构来批准或拒绝任何交易。相反,交易由分散的电脑网路进行验证,这些电脑相互通信以记录有效的新交易。区块链虚拟机是节点营运商用来通讯和验证交易的软体或执行环境。
最受欢迎的区块链虚拟机之一是以太坊虚拟机
这是智能合约相互互动以及处理和执行交易的环境。它就像一个伺服器,允许全球所有以太坊节点即时玩多人以太坊。
以太坊上的交易处理流程
目前,由于 EVM 的设计,以太坊上的交易会依照顺序执行模型进行处理,即一次处理一笔交易。
以太坊上的一笔交易会经过以下步骤:
用户从钱包发送签名交易。
待处理的交易落入公共记忆体池,类似区块链的等候室。
然后,区块提议者(验证者的一种)选择该交易以及其他几个交易,并「建议」将它们添加到下一个区块中。
其他验证器监视并「验证」交易的内容,一旦获得批准,交易就会被添加到区块并添加到网路中。我们的交易已确认!
EVM 将区块中的交易一笔一笔地执行,然后交易完成,接收者收到他们的资金。
按顺序新增交易可确保每个新交易都是有效的并且与所有先前的交易相容。
然而,当网路活动增加并且更多交易竞相包含在下一个区块中时,顺序处理会产生瓶颈。这会导致用户等待时间更长、gas 费用更高以及用户体验较差。并行处理就是为了解决这些问题而诞生的。
什么是并行执行?
区块链交易的平行执行显著提高了区块链吞吐量和执行速度。这些高性能区块链的目标是在毫秒内处理交易。但这怎么可能呢?
简单地解释一下,假设您有一些工作要做,例如为聚会做饭。你叫上朋友,分工:甲去市场,乙整理工具,丙切菜,丁煮饭。不再依赖一个人,而是将所有工作分配给四个人,减少时间并提高效率。
以太坊网路就像为聚会做饭,许多人正在处理构成区块链的不同交易。每笔交易都有特定的功能或目的,例如汇款或创建代币。网路将每笔交易分配给一个“工人”,他可以在以太坊虚拟机(EVM)上执行该交易,这就像在区块链上运行的电脑程式。然后,这些「工人」将他们的结果发送回网络,在那里它们被组合成最终的区块。
然而,有时交易量太大,一个人无法单独处理。这会减慢网路速度并使人们更难使用。这就是建立并行 EVM 的原因:允许多人同时处理不同的交易。这样,网路可以在更短的时间内处理更多的交易,从而减少拥塞和交易费用。
区块链中的平行处理是由 Solana 首创的。 Solana 的 Sealevel 引擎允许多个智慧合约同时运行,这要归功于 Solana 虚拟机器 (SVM) 设计中的一个独特功能,该功能要求智慧合约声明它们需要存取网路的哪一部分或状态来进行交易。这种设计使 Solana 能够每秒交付超过 2,000 笔交易 (TPS),区块确认时间为 400 毫秒。
平行 EVM 解码
问题在于 Solana 虚拟机与以太坊虚拟机不相容,这意味著任何从以太坊迁移 dApp 的人都需要从头开始并使用不同的程式语言进行建置。
如果有一种方法可以将平行处理的效能引入 EVM 相容的区块链呢?并行EVM诞生了。
平行 EVM 是区块链的执行环境,它结合了 Solana 和以太坊设计的优点——与以太坊虚拟机器相容的平行事务处理。
不存在单一主导的平行 EVM。相反,多个团队致力于建立自己的实现,其同一目标是将 Solana 的速度和效率引入以太坊生态系统。
并行 EVM 的挑战
并行 EVM 不容易部署或维护。它需要独特的设计和测试以确保一切都能很好地协同工作。它也存在一些需要考虑的挑战和缺点,例如:
并行 EVM 会增加相互依赖的事务之间发生冲突的风险。
并行 EVM 可以向运行它的网路节点请求更多资源。
平行 EVM 可能会影响某些依赖顺序执行的功能或应用程式。
平行 EVM 仍然是以太坊生态系统中多个专案正在开发的实验性功能。它可能尚未为每个人准备好或稳定。
然而,如果它被广泛采用和改进,它可以使以太坊对每个人来说更快、更有效率。
一些并行EVM计划将在不久的将来爆发
氖
Neon 是第一个并行 EVM,于 2022 年底推出。 Neon 平均大约需要 0.4 秒处理新区块。目前,Neon 规模仍然很小,TVL(锁定总价值)只有 120 万美元,应用程式有 6 个。
六网
Sei Network 是一个使用乐观并行性的并行第 1 层 EVM 区块链,这意味著交易会基于乐观假设进行快速处理,如果发现错误,可以在以后提出争议。 Sei 专为交易和金融应用程式而构建,平均出块时间为 0.46 秒,目前支援 80 多个应用程式。
单子
与Sei 类似,Monad 使用乐观并行性来提供更高的效能和速度,但也引入了「超标量管线」——电脑系统中使用的一种设计,用于将工作分解为更小的任务并同时执行。 Monad 声称能够达到 10,000 TPS,区块确认时间为 1 秒,区块完成时间为 1 秒,但该网路目前处于测试网阶段,因此效能数据尚未广泛发布。
得出结论
平行 EVM 代表了以太坊和 Solana 区块链的学习成果的结合,旨在提供熟悉的传统 EVM 体验以及 Solana 等平行区块链的处理能力。这是一种由 Sei、Monad 和 Neon 等团队首创的区块链扩展新方法。与传统的 Layer-2 解决方案、总和和侧链相比,它提供了以太坊扩展的替代方法。