Ringkasan Penelitian Paralel EVM: Ekosistem dan Fitur Dijelaskan

Menengah8/27/2024, 1:20:00 AM
Artikel ini menjelajahi teknologi Parallel EVM, dan aplikasi serta potensinya dalam blockchain. Ini telah menarik perhatian dan investasi dari perusahaan modal ventura terkemuka. Parallel EVM mendukung aplikasi blockchain yang lebih kompleks dan efisien melalui optimisasi kinerja komprehensif, mencapai diferensiasi dalam ekosistem open-source sambil seimbang antara desentralisasi dan kebutuhan kinerja tinggi. Artikel ini menganalisis tantangan teknis dari Parallel EVM, seperti konsistensi data, efisiensi akses keadaan, dan deteksi konflik transaksi, serta memperkenalkan solusi unik dari proyek seperti MegaETH dan Artela.

TL;DR

  1. EVM Paralel telah menarik perhatian modal ventura teratas, dan banyak proyek telah mulai menjelajahi arah ini, seperti Monad, MegaETH, Artela, BNB, Sei Labs, Polygon, dll.
  2. Parallel EVM tidak hanya tentang mencapai pemrosesan paralel tetapi juga melibatkan optimasi performa komprehensif dari setiap komponen EVM. Melalui optimasi ini, aplikasi blockchain yang lebih kompleks dan efisien didukung.
  3. EVM Paralel harus menonjol dalam ekosistem open-source dengan menyeimbangkan desentralisasi dan kinerja tinggi, sambil juga mengatasi potensi isu keamanan dan tantangan penerimaan pasar. Kompleksitas pemrograman multi-threaded memperkenalkan tantangan dalam mengelola transaksi ganda sekaligus, memerlukan solusi yang efektif untuk menjamin stabilitas dan keamanan sistem.
  4. Di masa depan, EVM paralel akan mendorong implementasi buku pesanan batas sentral on-chain (CLOB) dan buku pesanan batas terprogram (pCLOB), yang akan sangat meningkatkan efisiensi aktivitas DeFi, dan diharapkan ekosistem DeFi akan tumbuh secara signifikan.
  5. Mengintegrasikan mesin virtual kinerja tinggi lainnya (AltVM) ke dalam ekosistem Ethereum akan sangat meningkatkan kinerja dan keamanan. Pendekatan ini memanfaatkan kelebihan masing-masing mesin virtual, mendorong perkembangan lebih lanjut dari Ethereum.

Tahun ini, Parallel EVM telah menarik perhatian dari perusahaan modal ventura terkemuka seperti Paradigm dan Dragonfly, menangkap minat pasar yang signifikan. Berbeda dengan EVM tradisional, yang memproses transaksi secara berurutan dan dapat menyebabkan kemacetan dan penundaan selama periode puncak, Parallel EVM memanfaatkan teknologi pemrosesan paralel untuk mengeksekusi beberapa transaksi secara simultan, secara dramatis mempercepat pemrosesan transaksi. Saat aplikasi kompleks seperti game on-chain dan dompet abstraksi akun semakin umum, permintaan untuk kinerja blockchain tumbuh. Untuk menampung basis pengguna yang lebih besar, jaringan blockchain harus menangani volume transaksi tinggi dengan efisien. Oleh karena itu, Parallel EVM sangat penting untuk kemajuan aplikasi Web3.

Namun, menerapkan Parallel EVM datang dengan tantangan umum yang memerlukan solusi teknis yang tepat untuk memastikan operasi sistem yang stabil.

  • Konsistensi Data: Dalam EVM Paralel, beberapa transaksi yang terjadi secara bersamaan mungkin memerlukan pembacaan atau modifikasi informasi akun secara bersamaan. Mekanisme penguncian yang efektif atau metode pemrosesan transaksi diperlukan untuk memastikan konsistensi data selama modifikasi status.
  • Efisiensi Akses Negara: Parallel EVM harus dengan cepat mengakses dan memperbarui negara, menuntut mekanisme penyimpanan dan pengambilan negara yang efisien. Mengoptimalkan struktur penyimpanan dan jalur akses, seperti menggunakan teknik pengindeksan data canggih dan strategi caching, dapat signifikan mengurangi laten akses data dan meningkatkan kinerja sistem secara keseluruhan.
  • Deteksi Konflik Transaksi: Dalam eksekusi paralel, beberapa transaksi dapat bergantung pada status data yang sama, membuat pengurutan transaksi dan manajemen ketergantungan menjadi kompleks. Algoritma penjadwalan yang kompleks diperlukan untuk mengidentifikasi dan mengelola ketergantungan antar transaksi paralel, mendeteksi konflik potensial, dan memutuskan metode penanganan untuk memastikan hasil eksekusi paralel konsisten dengan eksekusi serial.

Misalnya, MegaETH memisahkan tugas eksekusi transaksi dari simpul penuh, menugaskan tugas yang berbeda ke simpul khusus untuk mengoptimalkan kinerja sistem secara keseluruhan. Artela menggunakan teknologi eksekusi optimis yang dapat diprediksi dan teknologi pra-pemuatan asinkron untuk menganalisis ketergantungan transaksi dengan AI dan memuat keadaan transaksi yang diperlukan ke dalam memori, meningkatkan efisiensi akses keadaan. BNB Chain mengembangkan detektor konflik khusus dan mekanisme re-eksekusi untuk meningkatkan pengelolaan ketergantungan transaksi, mengurangi re-eksekusi yang tidak perlu, dll.

Untuk memahami arah pengembangan Parallel EVM secara mendalam, berikut adalah sembilan artikel berkualitas tinggi yang dipilih tentang topik ini, menyediakan pandangan komprehensif tentang rencana implementasi rantai yang berbeda, studi ekosistem, dan prospek masa depan.

MegaETH: Mengungkapkan Blockchain Real-Time Pertama

Penulis: MegaETH; Tanggal: 27 Juni 2024

MegaETH adalah Layer 2 yang kompatibel dengan EVM yang bertujuan untuk mencapai kinerja real-time server yang mendekati Web2. Tujuannya adalah mendorong kinerja Ethereum L2 hingga batas perangkat keras, menawarkan throughput transaksi yang tinggi, kekuatan komputasi yang cukup, dan waktu respons dalam milidetik. Hal ini memungkinkan pengembang untuk membangun dan menggabungkan aplikasi kompleks tanpa batasan kinerja.

MegaETH meningkatkan kinerja dengan memisahkan tugas eksekusi transaksi dari node penuh dan memperkenalkan teknologi pemrosesan paralel. Arsitekturnya terdiri dari tiga peran utama: Pemanggil, Validator, dan Node Penuh.

  • Sequencer: Bertanggung jawab untuk mengurutkan dan mengeksekusi transaksi yang diajukan pengguna. Setelah mengeksekusi transaksi, Sequencers mengirim perubahan status (perbedaan status) ke Full Nodes melalui jaringan peer-to-peer (p2p).
  • Full Node: Menerima perbedaan status dari Sequencers dan langsung menerapkan perubahan ini untuk memperbarui status blockchain lokalnya, menghindari re-eksekusi transaksi. Ini secara signifikan mengurangi konsumsi sumber daya komputasi dan meningkatkan efisiensi sistem secara keseluruhan.
  • Validator: Menggunakan skema verifikasi tanpa status untuk memvalidasi blok, memungkinkan verifikasi simultan dari beberapa blok. Ini lebih meningkatkan efisiensi dan kecepatan verifikasi.

Desain simpul khusus ini memungkinkan berbagai jenis simpul untuk menetapkan persyaratan perangkat keras independen berdasarkan fungsinya. Misalnya, Sequencer membutuhkan server berkinerja tinggi untuk menangani volume transaksi yang besar, sedangkan Full Nodes dan Validator dapat menggunakan perangkat keras yang relatif lebih rendah.

Mempersembahkan Artela Scalability Whitepaper - Parallel Execution Stack dan Elastic Block Space

Penulis: Artela; Tanggal: 2024.6.20

Artela secara signifikan meningkatkan efisiensi eksekusi paralel blockchain dan kinerja secara keseluruhan melalui beberapa teknologi kunci:

  1. Eksekusi Paralel: Dengan memprediksi ketergantungan transaksi dan mengelompokkan transaksi, ini menggunakan beberapa inti CPU untuk memproses secara paralel, meningkatkan efisiensi komputasi.
  2. Penyimpanan Paralel: Mengoptimalkan lapisan penyimpanan untuk mendukung pemrosesan data paralel, menghindari bottleneck penyimpanan, dan meningkatkan kinerja sistem secara keseluruhan.
  3. Komputasi Elastis: Mendukung beberapa komputer bekerja bersama, menciptakan node komputasi elastis dan ruang blok, menyediakan throughput transaksi yang lebih tinggi dan kinerja yang dapat diprediksi untuk dApps.

Secara khusus, eksekusi optimis prediktif Artela menggunakan AI untuk menganalisis ketergantungan antara transaksi dan kontrak, memprediksi transaksi yang berpotensi konflik dan mengelompokkannya untuk mengurangi konflik dan re-eksekusi. Sistem secara dinamis mengumpulkan dan menyimpan informasi akses keadaan transaksi historis untuk algoritma prediktif. Preloading asinkron memuat keadaan transaksi yang diperlukan ke dalam memori untuk menghindari bottleneck I/O selama eksekusi. Penyimpanan paralel meningkatkan Merkleization dan kinerja I/O dengan memisahkan komitmen keadaan dari operasi penyimpanan, mengelola operasi paralel dan non-paralel secara independen untuk meningkatkan efisiensi paralel lebih lanjut.

Selain itu, komputasi elastis Artela membangun ruang blok elastis (EBS). Blockchain tradisional membagi ruang blok tunggal di antara semua dApps, menyebabkan persaingan sumber daya di antara dApps dengan lalu lintas tinggi, menyebabkan biaya gas yang tidak stabil dan kinerja yang tidak dapat diprediksi. Ruang blok elastis menyediakan ruang blok yang didedikasikan dan dapat diskalakan secara dinamis untuk dApps, memastikan kinerja yang dapat diprediksi. dApps dapat mengajukan ruang blok eksklusif sesuai kebutuhan, dan seiring dengan peningkatan ruang blok, Validator dapat meningkatkan kemampuan pemrosesan dengan menambahkan node eksekusi elastis, memastikan pemanfaatan sumber daya yang efisien dan beradaptasi dengan volume transaksi yang berbeda.

Jalan Menuju Kinerja Tinggi: EVM Paralel untuk Rantai BNB

Penulis: BNB Chain; Tanggal: 2024.2.16

Pada BNB Chain, tim telah mengambil beberapa langkah untuk mencapai Parallel EVM guna meningkatkan kapasitas pemrosesan transaksi dan skalabilitas. Perkembangan kunci termasuk:

Parallel EVM v1.0:

  • Penjadwal: Mengalokasikan transaksi ke berbagai benang untuk eksekusi paralel guna mengoptimalkan throughput.
  • Mesin Eksekusi Paralel: Memanfaatkan pemrosesan paralel pada utas yang didedikasikan untuk menjalankan transaksi secara independen, secara signifikan mengurangi waktu pemrosesan.
  • Basis Data Lokal Negara: Setiap thread mempertahankan basis data negara "local-thread" sendiri untuk secara efisien mencatat informasi akses state selama eksekusi.
  • Deteksi Konflik dan Re-eksekusi: Memastikan integritas data dengan mendeteksi dan mengelola ketergantungan transaksi, mengeksekusi ulang transaksi dalam kasus konflik untuk memastikan keakuratan.
  • Mekanisme Penyerahan Negara: Setelah transaksi dieksekusi, hasilnya secara lancar diserahkan ke database negara global untuk memperbarui keseluruhan keadaan blockchain.

EVM paralel v2.0

Berdasarkan EVM 1.0 paralel, komunitas BNB chain telah memperkenalkan serangkaian inovasi untuk meningkatkan kinerja:

  • Streaming Pipeline: Meningkatkan efisiensi eksekusi, memungkinkan pemrosesan transaksi yang lancar di mesin paralel.
  • Akses Keadaan Universal yang Belum Dikonfirmasi: Mengoptimalkan akses informasi keadaan dengan memungkinkan transaksi lain untuk sementara waktu menggunakan hasil dari transaksi yang belum dikonfirmasi, mengurangi waktu menunggu antar-transaksi.
  • Conflict Detector 2.0: Mekanisme deteksi konflik yang ditingkatkan untuk kinerja dan akurasi yang lebih baik, memastikan integritas data sambil mengurangi eksekusi ulang yang tidak perlu.
  • Peningkatan Penjadwal: Menggunakan strategi penjadwalan statis dan dinamis untuk alokasi beban kerja yang lebih efisien dan optimasi sumber daya.
  • Optimisasi Memori: Secara signifikan mengurangi penggunaan memori melalui kolam memori bersama dan teknik salinan ringan, yang lebih meningkatkan kinerja sistem.

Paralel EVM v3.0

Setelah peningkatan kinerja parallel EVM 2.0, komunitas rantai BNB secara aktif mengembangkan parallel EVM 3.0 dengan tujuan-tujuan berikut:

  • Mengurangi atau Menghilangkan Re-eksekusi: Memperkenalkan penjadwal berbasis Hint yang menggunakan penyedia hint eksternal untuk menganalisis transaksi dan memprediksi konflik akses state potensial. Ini membantu menjadwalkan transaksi dengan lebih baik dan mengurangi konflik, meminimalkan kebutuhan re-eksekusi.
  • Modularitas: Memecah kode menjadi modul-modul independen untuk kemudahan pemeliharaan dan adaptasi pada lingkungan yang berbeda.
  • Pembaruan Kode Dasar: Disesuaikan dengan kode dasar BSC/opBNB terbaru untuk memastikan kompatibilitas dan menyederhanakan integrasi.
  • Pengujian dan Validasi Mendalam: Melakukan pengujian yang ekstensif dalam berbagai skenario dan beban kerja untuk memastikan stabilitas dan keandalan solusi.

Tumpukan Paralel Sei

Penulis: Sei; Tanggal: 13.3.2024

Sei Labs telah menciptakan kerangka open-source yang disebut Parallel Stack, yang dirancang untuk membangun solusi Layer 2 yang mendukung teknologi pemrosesan paralel. Keunggulan inti dari Parallel Stack terletak pada kemampuan pemrosesan paralelnya, memanfaatkan kemajuan dalam perangkat keras modern untuk mengurangi biaya transaksi. Kerangka kerja ini menggunakan desain modular, memungkinkan pengembang untuk menambahkan atau memodifikasi modul fungsionalitas berdasarkan kebutuhan spesifik, sehingga beradaptasi dengan berbagai skenario aplikasi dan persyaratan kinerja. Parallel Stack dapat terintegrasi dengan lancar dengan ekosistem Ethereum yang ada, memungkinkan aplikasi dan pengembang untuk memanfaatkan infrastruktur dan alat Ethereum yang ada dengan modifikasi atau penyesuaian minimal.

Untuk memastikan pelaksanaan transaksi dan kontrak pintar yang aman, Parallel Stack menggabungkan berbagai protokol keamanan dan mekanisme verifikasi, termasuk verifikasi tanda tangan transaksi, audit kontrak pintar, dan sistem deteksi anomali. Untuk memudahkan pengembangan dan implementasi aplikasi di Parallel Stack, Sei Labs menyediakan seperangkat lengkap alat pengembang dan API, yang bertujuan untuk membantu pengembang sepenuhnya memanfaatkan kinerja tinggi dan skalabilitas Parallel Stack, sehingga dapat memajukan ekosistem Ethereum.

Inovasi Rantai Utama: Studi Polygon PoS dalam Paralelisasi

Penulis: Polygon Labs; Tanggal: 2022.12.1

Rantai PoS Polygon telah meningkatkan kecepatan pemrosesan transaksinya sebesar 100% melalui implementasi upgrade EVM paralel, berkat pendekatan metadata minimal. Polygon mengadopsi prinsip mesin Block-STM yang dikembangkan oleh Aptos Labs untuk menciptakan metode metadata minimal yang disesuaikan dengan kebutuhan Polygon. Mesin Block-STM adalah mekanisme eksekusi paralel inovatif yang mengasumsikan tidak adanya konflik antara transaksi. Selama eksekusi transaksi, mesin Block-STM memantau operasi memori setiap transaksi, mengidentifikasi dan menandai ketergantungan, serta mengurutkan transaksi yang bertentangan untuk validasi guna memastikan akurasi hasil.

Metode metadata minimal mencatat dependensi dari semua transaksi dalam blok dan menyimpannya dalam Graf Berarah Beracyclic (DAG). Penyusun blok dan validator pertama-tama mengeksekusi transaksi, mencatat dependensi, dan melampirkannya sebagai metadata. Ketika blok menyebar ke node lain dalam jaringan, informasi dependensi sudah termasuk, mengurangi beban komputasi dan I/O untuk validasi ulang dan meningkatkan efisiensi verifikasi. Dengan mencatat dependensi, metode metadata minimal juga mengoptimalkan jalur eksekusi transaksi, meminimalkan konflik.

Apa Tujuan dari Parallelizing EVM? Atau Apakah Ini adalah Akhir dari Dominasi EVM?

Penulis: Zhixiong Pan, pendiri ChainFeeds; Tanggal: 2024.3.28

Teknologi EVM paralel telah mendapatkan perhatian dan investasi dari perusahaan modal ventura terkemuka, termasuk Paradigm, Jump, dan Dragonfly. Investor-investor ini optimis tentang potensi EVM paralel untuk melewati batasan kinerja teknologi blockchain yang ada, mencapai pemrosesan transaksi yang lebih efisien dan kemungkinan aplikasi yang lebih luas.

Sementara istilah “parallel EVM” secara harfiah berarti “paralelisasi,” itu mencakup lebih dari sekadar memungkinkan pemrosesan simultan dari beberapa transaksi atau tugas. Ini mencakup optimasi kinerja yang mendalam di seluruh komponen Ethereum EVM, seperti meningkatkan kecepatan akses data, meningkatkan efisiensi komputasi, dan mengoptimalkan pengelolaan keadaan. Oleh karena itu, upaya-upaya ini kemungkinan mewakili batas kinerja standar EVM.

Selain tantangan teknis, EVM paralel menghadapi masalah dalam membangun ekosistem dan penerimaan pasar. Penting untuk menciptakan diferensiasi dalam ekosistem sumber terbuka dan mencapai keseimbangan yang tepat antara desentralisasi dan kinerja tinggi. Penerimaan pasar memerlukan demonstrasi bahwa kemampuan paralelisasi benar-benar menawarkan peningkatan kinerja dan manfaat biaya, terutama dalam konteks aplikasi Ethereum dan kontrak pintar yang sudah beroperasi dengan stabil. Selain itu, mempromosikan EVM paralel perlu mengatasi potensi masalah keamanan dan kekurangan teknis baru, memastikan stabilitas sistem dan keamanan aset pengguna—faktor kritis untuk adopsi teknologi baru secara luas.

Kematian, Pajak, dan Paralelisasi EVM

Penulis: Reforge Research; Tanggal: 2024.4.1

Pengenalan EVM paralel telah meningkatkan kelayakan Buku Pesanan Batas Pusat (CLOB) on-chain, dengan aktivitas DeFi diharapkan meningkat secara signifikan. Dalam CLOB, pesanan diurutkan berdasarkan harga dan prioritas waktu, memastikan keadilan pasar dan transparansi. Namun, mengimplementasikan CLOB pada platform blockchain seperti Ethereum seringkali menghasilkan latensi tinggi dan biaya transaksi yang tinggi akibat keterbatasan platform dalam daya pemrosesan dan kecepatan. Kemunculan EVM paralel telah sangat meningkatkan kemampuan pemrosesan dan efisiensi jaringan, memungkinkan platform perdagangan DeFi untuk mencapai pencocokan pesanan dan eksekusi yang lebih cepat dan efisien. Dengan demikian, CLOB telah menjadi layak.

Dengan dasar ini, Buku Pesanan Batas Sentral Terprogram (pCLOBs) lebih memperluas fungsionalitas CLOB. pCLOBs tidak hanya menyediakan fitur pencocokan pesanan beli dan jual dasar tetapi juga memungkinkan pengembang untuk menyematkan logika kontrak pintar kustom selama pengajuan pesanan dan eksekusi. Logika kustom ini dapat digunakan untuk validasi tambahan, penentuan kondisi eksekusi, dan penyesuaian dinamis biaya transaksi. Dengan menyematkan kontrak pintar di dalam buku pesanan, pCLOBs menawarkan fleksibilitas dan keamanan yang lebih besar, mendukung strategi perdagangan dan produk keuangan yang lebih kompleks. Dengan memanfaatkan kinerja tinggi dan kemampuan pemrosesan paralel yang disediakan oleh EVM paralel, pCLOBs dapat mencapai fungsi perdagangan yang kompleks dan efisien dalam lingkungan terdesentralisasi yang mirip dengan platform perdagangan keuangan tradisional.

Namun, meskipun terdapat peningkatan signifikan dalam kinerja blockchain karena adanya EVM paralel, Mesin Virtual Ethereum (EVM) yang ada dan keamanan kontrak pintar masih memiliki kekurangan dan rentan terhadap peretasan. Untuk mengatasi permasalahan tersebut, penulis menyarankan untuk mengadopsi arsitektur dual VM. Dalam arsitektur ini, selain EVM, sebuah mesin virtual independen (misalnya, CosmWasm) diperkenalkan untuk memantau jalannya eksekusi kontrak pintar EVM secara real-time. Mesin virtual independen ini berfungsi mirip dengan perangkat lunak antivirus dalam sistem operasi, memberikan deteksi dan perlindungan canggih untuk mengurangi risiko peretasan. Solusi-solusi baru seperti Arbitrum Stylus dan Artela dianggap menjanjikan untuk berhasil menerapkan arsitektur dual VM seperti ini. Melalui arsitektur ini, sistem-sistem baru ini dapat lebih baik menyematkan perlindungan real-time dan fitur keamanan kritis lainnya sejak awal.

Apa Langkah Selanjutnya Menuju Peningkatan Skalabilitas Sambil Menjaga Kompatibilitas EVM?

Penulis: Grace Deng, Peneliti di SevenX Ventures; Tanggal: 2024.4.5

Solusi Layer 1 baru seperti Solana dan Sui menawarkan kinerja yang lebih tinggi daripada Layer 2 dan Layer 1 tradisional melalui penggunaan mesin virtual (VM) dan bahasa pemrograman yang sepenuhnya baru, dengan melakukan eksekusi paralel, mekanisme konsensus baru, dan desain database baru. Namun, sistem-sistem ini tidak kompatibel dengan EVM, sehingga mengakibatkan masalah likuiditas dan hambatan yang lebih tinggi bagi pengguna dan pengembang. Blockchain Layer 1 yang kompatibel dengan EVM seperti BNB dan AVAX, meskipun memiliki peningkatan pada lapisan konsensus, melakukan lebih sedikit modifikasi pada mesin eksekusi, sehingga mengakibatkan peningkatan kinerja terbatas.

EVM Paralel dapat meningkatkan kinerja tanpa mengorbankan kompatibilitas EVM. Sebagai contoh, Sei V2 meningkatkan efisiensi baca dan tulis dengan mengadopsi kontrol konkurensi optimis (OCC) dan memperkenalkan pohon state baru (IAVL trie); Canto Cyclone mengoptimalkan manajemen state menggunakan teknologi Cosmos SDK terbaru dan ABCI 2.0, bersama dengan pohon state IAVL dalam memori; dan Monad mengusulkan solusi Layer 1 baru yang menggabungkan throughput tinggi, desentralisasi, dan kompatibilitas EVM, dengan memanfaatkan OCC, database akses paralel baru, dan mekanisme konsensus MonadBFT berbasis Hotstuff.

Selain itu, mengintegrasikan mesin virtual high-performance lainnya (AltVM) ke dalam ekosistem Ethereum, terutama yang mendukung pengembangan Rust seperti Solana's Sealevel atau Near's WASM-based VM, dapat mengatasi kekurangan ketidakcocokan EVM. Integrasi ini tidak hanya akan mengatasi masalah tetapi juga menarik pengembang Rust ke dalam ekosistem Ethereum, meningkatkan kinerja dan keamanan secara keseluruhan sambil menjelajahi kemungkinan teknologi baru.

Analisis Komprehensif tentang EVM Paralel: Bagaimana Mengatasi Kinerja Blockchain

Penulis: Akademi Gryphsis; Tanggal: 2024.4.5

Parallel EVM lebih memfokuskan pada mengoptimalkan kinerja lapisan pelaksanaan dan dibagi menjadi solusi Lapisan 1 dan Lapisan 2. Solusi Lapisan 1 memperkenalkan mekanisme pelaksanaan transaksi paralel, memungkinkan transaksi diproses secara paralel dalam mesin virtual. Solusi Lapisan 2 pada dasarnya memanfaatkan mesin virtual Lapisan 1 yang sudah diparalelkan untuk mencapai sejumlah pelaksanaan di luar rantai dan penyelesaian di rantai. Di masa depan, ruang Lapisan 1 mungkin akan terbagi menjadi kubu-kubu parallel EVM dan non-EVM, sementara ruang Lapisan 2 akan berkembang menuju simulator mesin virtual blockchain atau blockchain modular.

Mekanisme eksekusi paralel umumnya dikategorikan menjadi tiga tipe berikut:

  1. Model Pengiriman Pesan: Setiap aktor hanya dapat mengakses data pribadinya sendiri dan harus menggunakan pengiriman pesan untuk mengakses data lain.
  2. Model Memori Bersama: Menggunakan kunci memori untuk mengontrol akses ke sumber daya bersama, termasuk model kunci memori dan paralelisasi optimis.
  3. Daftar Akses State yang Ketat: Berdasarkan model UTXO, sistem ini melakukan pra perhitungan alamat akun yang akan diakses oleh setiap transaksi, membentuk sebuah daftar akses.

Berbagai proyek menggunakan berbagai strategi untuk menerapkan mekanisme eksekusi paralel:

  1. Sei v2: Berpindah dari model kunci memori ke model paralelisasi optimis, mengoptimalkan potensi pertentangan data.
  2. Monad: Memperkenalkan teknologi pipelining superskalar dan mekanisme paralel optimis yang ditingkatkan untuk mencapai kinerja hingga 10.000 TPS.
  3. Canto: Menggunakan Cyclone EVM untuk memperkenalkan paralelisasi optimis dan berinovasi pada infrastruktur keuangan terdesentralisasi.
  4. Bahan Bakar: Sebagai sistem operasi rollup Ethereum modular, ia mengadopsi model UTXO dan mekanisme paralelisasi optimis untuk meningkatkan throughput transaksi.
  5. Neon, Eclipse, dan Lumio: Menyediakan peningkatan kinerja lintas ekosistem dengan mengintegrasikan berbagai rantai Layer 1, menggunakan strategi yang didukung oleh dual VM.

Sementara EVM paralel menawarkan solusi yang efektif, hal ini juga memperkenalkan tantangan keamanan baru. Eksekusi paralel menambah kompleksitas karena pemrograman multithreaded, menyebabkan masalah seperti kondisi perlombaan, kebuntuan, kebuntuan hidup, dan kelaparan, yang memengaruhi stabilitas dan keamanan sistem. Selain itu, kerentanan keamanan baru mungkin muncul, seperti transaksi jahat yang mengeksploitasi mekanisme eksekusi paralel untuk menciptakan inkonsistensi data atau meluncurkan serangan bersaing.

Disclaimer:

  1. Artikel ini dicetak ulang dari [Penelitian ChainFeeds]. Semua hak cipta dimiliki oleh penulis asli [0xNatalie]. Jika ada keberatan terhadap cetakan ulang ini, silakan hubungi Gate Belajartim, dan mereka akan menanganinya dengan segera.
  2. Penolakan Tanggung Jawab: Pandangan dan pendapat yang terdapat dalam artikel ini sepenuhnya merupakan milik penulis dan tidak merupakan saran investasi apa pun.
  3. Terjemahan artikel ke bahasa lain dilakukan oleh tim Gate Learn. Kecuali disebutkan, menyalin, mendistribusikan, atau melakukan plagiarisme terhadap artikel yang diterjemahkan dilarang.

Ringkasan Penelitian Paralel EVM: Ekosistem dan Fitur Dijelaskan

Menengah8/27/2024, 1:20:00 AM
Artikel ini menjelajahi teknologi Parallel EVM, dan aplikasi serta potensinya dalam blockchain. Ini telah menarik perhatian dan investasi dari perusahaan modal ventura terkemuka. Parallel EVM mendukung aplikasi blockchain yang lebih kompleks dan efisien melalui optimisasi kinerja komprehensif, mencapai diferensiasi dalam ekosistem open-source sambil seimbang antara desentralisasi dan kebutuhan kinerja tinggi. Artikel ini menganalisis tantangan teknis dari Parallel EVM, seperti konsistensi data, efisiensi akses keadaan, dan deteksi konflik transaksi, serta memperkenalkan solusi unik dari proyek seperti MegaETH dan Artela.

TL;DR

  1. EVM Paralel telah menarik perhatian modal ventura teratas, dan banyak proyek telah mulai menjelajahi arah ini, seperti Monad, MegaETH, Artela, BNB, Sei Labs, Polygon, dll.
  2. Parallel EVM tidak hanya tentang mencapai pemrosesan paralel tetapi juga melibatkan optimasi performa komprehensif dari setiap komponen EVM. Melalui optimasi ini, aplikasi blockchain yang lebih kompleks dan efisien didukung.
  3. EVM Paralel harus menonjol dalam ekosistem open-source dengan menyeimbangkan desentralisasi dan kinerja tinggi, sambil juga mengatasi potensi isu keamanan dan tantangan penerimaan pasar. Kompleksitas pemrograman multi-threaded memperkenalkan tantangan dalam mengelola transaksi ganda sekaligus, memerlukan solusi yang efektif untuk menjamin stabilitas dan keamanan sistem.
  4. Di masa depan, EVM paralel akan mendorong implementasi buku pesanan batas sentral on-chain (CLOB) dan buku pesanan batas terprogram (pCLOB), yang akan sangat meningkatkan efisiensi aktivitas DeFi, dan diharapkan ekosistem DeFi akan tumbuh secara signifikan.
  5. Mengintegrasikan mesin virtual kinerja tinggi lainnya (AltVM) ke dalam ekosistem Ethereum akan sangat meningkatkan kinerja dan keamanan. Pendekatan ini memanfaatkan kelebihan masing-masing mesin virtual, mendorong perkembangan lebih lanjut dari Ethereum.

Tahun ini, Parallel EVM telah menarik perhatian dari perusahaan modal ventura terkemuka seperti Paradigm dan Dragonfly, menangkap minat pasar yang signifikan. Berbeda dengan EVM tradisional, yang memproses transaksi secara berurutan dan dapat menyebabkan kemacetan dan penundaan selama periode puncak, Parallel EVM memanfaatkan teknologi pemrosesan paralel untuk mengeksekusi beberapa transaksi secara simultan, secara dramatis mempercepat pemrosesan transaksi. Saat aplikasi kompleks seperti game on-chain dan dompet abstraksi akun semakin umum, permintaan untuk kinerja blockchain tumbuh. Untuk menampung basis pengguna yang lebih besar, jaringan blockchain harus menangani volume transaksi tinggi dengan efisien. Oleh karena itu, Parallel EVM sangat penting untuk kemajuan aplikasi Web3.

Namun, menerapkan Parallel EVM datang dengan tantangan umum yang memerlukan solusi teknis yang tepat untuk memastikan operasi sistem yang stabil.

  • Konsistensi Data: Dalam EVM Paralel, beberapa transaksi yang terjadi secara bersamaan mungkin memerlukan pembacaan atau modifikasi informasi akun secara bersamaan. Mekanisme penguncian yang efektif atau metode pemrosesan transaksi diperlukan untuk memastikan konsistensi data selama modifikasi status.
  • Efisiensi Akses Negara: Parallel EVM harus dengan cepat mengakses dan memperbarui negara, menuntut mekanisme penyimpanan dan pengambilan negara yang efisien. Mengoptimalkan struktur penyimpanan dan jalur akses, seperti menggunakan teknik pengindeksan data canggih dan strategi caching, dapat signifikan mengurangi laten akses data dan meningkatkan kinerja sistem secara keseluruhan.
  • Deteksi Konflik Transaksi: Dalam eksekusi paralel, beberapa transaksi dapat bergantung pada status data yang sama, membuat pengurutan transaksi dan manajemen ketergantungan menjadi kompleks. Algoritma penjadwalan yang kompleks diperlukan untuk mengidentifikasi dan mengelola ketergantungan antar transaksi paralel, mendeteksi konflik potensial, dan memutuskan metode penanganan untuk memastikan hasil eksekusi paralel konsisten dengan eksekusi serial.

Misalnya, MegaETH memisahkan tugas eksekusi transaksi dari simpul penuh, menugaskan tugas yang berbeda ke simpul khusus untuk mengoptimalkan kinerja sistem secara keseluruhan. Artela menggunakan teknologi eksekusi optimis yang dapat diprediksi dan teknologi pra-pemuatan asinkron untuk menganalisis ketergantungan transaksi dengan AI dan memuat keadaan transaksi yang diperlukan ke dalam memori, meningkatkan efisiensi akses keadaan. BNB Chain mengembangkan detektor konflik khusus dan mekanisme re-eksekusi untuk meningkatkan pengelolaan ketergantungan transaksi, mengurangi re-eksekusi yang tidak perlu, dll.

Untuk memahami arah pengembangan Parallel EVM secara mendalam, berikut adalah sembilan artikel berkualitas tinggi yang dipilih tentang topik ini, menyediakan pandangan komprehensif tentang rencana implementasi rantai yang berbeda, studi ekosistem, dan prospek masa depan.

MegaETH: Mengungkapkan Blockchain Real-Time Pertama

Penulis: MegaETH; Tanggal: 27 Juni 2024

MegaETH adalah Layer 2 yang kompatibel dengan EVM yang bertujuan untuk mencapai kinerja real-time server yang mendekati Web2. Tujuannya adalah mendorong kinerja Ethereum L2 hingga batas perangkat keras, menawarkan throughput transaksi yang tinggi, kekuatan komputasi yang cukup, dan waktu respons dalam milidetik. Hal ini memungkinkan pengembang untuk membangun dan menggabungkan aplikasi kompleks tanpa batasan kinerja.

MegaETH meningkatkan kinerja dengan memisahkan tugas eksekusi transaksi dari node penuh dan memperkenalkan teknologi pemrosesan paralel. Arsitekturnya terdiri dari tiga peran utama: Pemanggil, Validator, dan Node Penuh.

  • Sequencer: Bertanggung jawab untuk mengurutkan dan mengeksekusi transaksi yang diajukan pengguna. Setelah mengeksekusi transaksi, Sequencers mengirim perubahan status (perbedaan status) ke Full Nodes melalui jaringan peer-to-peer (p2p).
  • Full Node: Menerima perbedaan status dari Sequencers dan langsung menerapkan perubahan ini untuk memperbarui status blockchain lokalnya, menghindari re-eksekusi transaksi. Ini secara signifikan mengurangi konsumsi sumber daya komputasi dan meningkatkan efisiensi sistem secara keseluruhan.
  • Validator: Menggunakan skema verifikasi tanpa status untuk memvalidasi blok, memungkinkan verifikasi simultan dari beberapa blok. Ini lebih meningkatkan efisiensi dan kecepatan verifikasi.

Desain simpul khusus ini memungkinkan berbagai jenis simpul untuk menetapkan persyaratan perangkat keras independen berdasarkan fungsinya. Misalnya, Sequencer membutuhkan server berkinerja tinggi untuk menangani volume transaksi yang besar, sedangkan Full Nodes dan Validator dapat menggunakan perangkat keras yang relatif lebih rendah.

Mempersembahkan Artela Scalability Whitepaper - Parallel Execution Stack dan Elastic Block Space

Penulis: Artela; Tanggal: 2024.6.20

Artela secara signifikan meningkatkan efisiensi eksekusi paralel blockchain dan kinerja secara keseluruhan melalui beberapa teknologi kunci:

  1. Eksekusi Paralel: Dengan memprediksi ketergantungan transaksi dan mengelompokkan transaksi, ini menggunakan beberapa inti CPU untuk memproses secara paralel, meningkatkan efisiensi komputasi.
  2. Penyimpanan Paralel: Mengoptimalkan lapisan penyimpanan untuk mendukung pemrosesan data paralel, menghindari bottleneck penyimpanan, dan meningkatkan kinerja sistem secara keseluruhan.
  3. Komputasi Elastis: Mendukung beberapa komputer bekerja bersama, menciptakan node komputasi elastis dan ruang blok, menyediakan throughput transaksi yang lebih tinggi dan kinerja yang dapat diprediksi untuk dApps.

Secara khusus, eksekusi optimis prediktif Artela menggunakan AI untuk menganalisis ketergantungan antara transaksi dan kontrak, memprediksi transaksi yang berpotensi konflik dan mengelompokkannya untuk mengurangi konflik dan re-eksekusi. Sistem secara dinamis mengumpulkan dan menyimpan informasi akses keadaan transaksi historis untuk algoritma prediktif. Preloading asinkron memuat keadaan transaksi yang diperlukan ke dalam memori untuk menghindari bottleneck I/O selama eksekusi. Penyimpanan paralel meningkatkan Merkleization dan kinerja I/O dengan memisahkan komitmen keadaan dari operasi penyimpanan, mengelola operasi paralel dan non-paralel secara independen untuk meningkatkan efisiensi paralel lebih lanjut.

Selain itu, komputasi elastis Artela membangun ruang blok elastis (EBS). Blockchain tradisional membagi ruang blok tunggal di antara semua dApps, menyebabkan persaingan sumber daya di antara dApps dengan lalu lintas tinggi, menyebabkan biaya gas yang tidak stabil dan kinerja yang tidak dapat diprediksi. Ruang blok elastis menyediakan ruang blok yang didedikasikan dan dapat diskalakan secara dinamis untuk dApps, memastikan kinerja yang dapat diprediksi. dApps dapat mengajukan ruang blok eksklusif sesuai kebutuhan, dan seiring dengan peningkatan ruang blok, Validator dapat meningkatkan kemampuan pemrosesan dengan menambahkan node eksekusi elastis, memastikan pemanfaatan sumber daya yang efisien dan beradaptasi dengan volume transaksi yang berbeda.

Jalan Menuju Kinerja Tinggi: EVM Paralel untuk Rantai BNB

Penulis: BNB Chain; Tanggal: 2024.2.16

Pada BNB Chain, tim telah mengambil beberapa langkah untuk mencapai Parallel EVM guna meningkatkan kapasitas pemrosesan transaksi dan skalabilitas. Perkembangan kunci termasuk:

Parallel EVM v1.0:

  • Penjadwal: Mengalokasikan transaksi ke berbagai benang untuk eksekusi paralel guna mengoptimalkan throughput.
  • Mesin Eksekusi Paralel: Memanfaatkan pemrosesan paralel pada utas yang didedikasikan untuk menjalankan transaksi secara independen, secara signifikan mengurangi waktu pemrosesan.
  • Basis Data Lokal Negara: Setiap thread mempertahankan basis data negara "local-thread" sendiri untuk secara efisien mencatat informasi akses state selama eksekusi.
  • Deteksi Konflik dan Re-eksekusi: Memastikan integritas data dengan mendeteksi dan mengelola ketergantungan transaksi, mengeksekusi ulang transaksi dalam kasus konflik untuk memastikan keakuratan.
  • Mekanisme Penyerahan Negara: Setelah transaksi dieksekusi, hasilnya secara lancar diserahkan ke database negara global untuk memperbarui keseluruhan keadaan blockchain.

EVM paralel v2.0

Berdasarkan EVM 1.0 paralel, komunitas BNB chain telah memperkenalkan serangkaian inovasi untuk meningkatkan kinerja:

  • Streaming Pipeline: Meningkatkan efisiensi eksekusi, memungkinkan pemrosesan transaksi yang lancar di mesin paralel.
  • Akses Keadaan Universal yang Belum Dikonfirmasi: Mengoptimalkan akses informasi keadaan dengan memungkinkan transaksi lain untuk sementara waktu menggunakan hasil dari transaksi yang belum dikonfirmasi, mengurangi waktu menunggu antar-transaksi.
  • Conflict Detector 2.0: Mekanisme deteksi konflik yang ditingkatkan untuk kinerja dan akurasi yang lebih baik, memastikan integritas data sambil mengurangi eksekusi ulang yang tidak perlu.
  • Peningkatan Penjadwal: Menggunakan strategi penjadwalan statis dan dinamis untuk alokasi beban kerja yang lebih efisien dan optimasi sumber daya.
  • Optimisasi Memori: Secara signifikan mengurangi penggunaan memori melalui kolam memori bersama dan teknik salinan ringan, yang lebih meningkatkan kinerja sistem.

Paralel EVM v3.0

Setelah peningkatan kinerja parallel EVM 2.0, komunitas rantai BNB secara aktif mengembangkan parallel EVM 3.0 dengan tujuan-tujuan berikut:

  • Mengurangi atau Menghilangkan Re-eksekusi: Memperkenalkan penjadwal berbasis Hint yang menggunakan penyedia hint eksternal untuk menganalisis transaksi dan memprediksi konflik akses state potensial. Ini membantu menjadwalkan transaksi dengan lebih baik dan mengurangi konflik, meminimalkan kebutuhan re-eksekusi.
  • Modularitas: Memecah kode menjadi modul-modul independen untuk kemudahan pemeliharaan dan adaptasi pada lingkungan yang berbeda.
  • Pembaruan Kode Dasar: Disesuaikan dengan kode dasar BSC/opBNB terbaru untuk memastikan kompatibilitas dan menyederhanakan integrasi.
  • Pengujian dan Validasi Mendalam: Melakukan pengujian yang ekstensif dalam berbagai skenario dan beban kerja untuk memastikan stabilitas dan keandalan solusi.

Tumpukan Paralel Sei

Penulis: Sei; Tanggal: 13.3.2024

Sei Labs telah menciptakan kerangka open-source yang disebut Parallel Stack, yang dirancang untuk membangun solusi Layer 2 yang mendukung teknologi pemrosesan paralel. Keunggulan inti dari Parallel Stack terletak pada kemampuan pemrosesan paralelnya, memanfaatkan kemajuan dalam perangkat keras modern untuk mengurangi biaya transaksi. Kerangka kerja ini menggunakan desain modular, memungkinkan pengembang untuk menambahkan atau memodifikasi modul fungsionalitas berdasarkan kebutuhan spesifik, sehingga beradaptasi dengan berbagai skenario aplikasi dan persyaratan kinerja. Parallel Stack dapat terintegrasi dengan lancar dengan ekosistem Ethereum yang ada, memungkinkan aplikasi dan pengembang untuk memanfaatkan infrastruktur dan alat Ethereum yang ada dengan modifikasi atau penyesuaian minimal.

Untuk memastikan pelaksanaan transaksi dan kontrak pintar yang aman, Parallel Stack menggabungkan berbagai protokol keamanan dan mekanisme verifikasi, termasuk verifikasi tanda tangan transaksi, audit kontrak pintar, dan sistem deteksi anomali. Untuk memudahkan pengembangan dan implementasi aplikasi di Parallel Stack, Sei Labs menyediakan seperangkat lengkap alat pengembang dan API, yang bertujuan untuk membantu pengembang sepenuhnya memanfaatkan kinerja tinggi dan skalabilitas Parallel Stack, sehingga dapat memajukan ekosistem Ethereum.

Inovasi Rantai Utama: Studi Polygon PoS dalam Paralelisasi

Penulis: Polygon Labs; Tanggal: 2022.12.1

Rantai PoS Polygon telah meningkatkan kecepatan pemrosesan transaksinya sebesar 100% melalui implementasi upgrade EVM paralel, berkat pendekatan metadata minimal. Polygon mengadopsi prinsip mesin Block-STM yang dikembangkan oleh Aptos Labs untuk menciptakan metode metadata minimal yang disesuaikan dengan kebutuhan Polygon. Mesin Block-STM adalah mekanisme eksekusi paralel inovatif yang mengasumsikan tidak adanya konflik antara transaksi. Selama eksekusi transaksi, mesin Block-STM memantau operasi memori setiap transaksi, mengidentifikasi dan menandai ketergantungan, serta mengurutkan transaksi yang bertentangan untuk validasi guna memastikan akurasi hasil.

Metode metadata minimal mencatat dependensi dari semua transaksi dalam blok dan menyimpannya dalam Graf Berarah Beracyclic (DAG). Penyusun blok dan validator pertama-tama mengeksekusi transaksi, mencatat dependensi, dan melampirkannya sebagai metadata. Ketika blok menyebar ke node lain dalam jaringan, informasi dependensi sudah termasuk, mengurangi beban komputasi dan I/O untuk validasi ulang dan meningkatkan efisiensi verifikasi. Dengan mencatat dependensi, metode metadata minimal juga mengoptimalkan jalur eksekusi transaksi, meminimalkan konflik.

Apa Tujuan dari Parallelizing EVM? Atau Apakah Ini adalah Akhir dari Dominasi EVM?

Penulis: Zhixiong Pan, pendiri ChainFeeds; Tanggal: 2024.3.28

Teknologi EVM paralel telah mendapatkan perhatian dan investasi dari perusahaan modal ventura terkemuka, termasuk Paradigm, Jump, dan Dragonfly. Investor-investor ini optimis tentang potensi EVM paralel untuk melewati batasan kinerja teknologi blockchain yang ada, mencapai pemrosesan transaksi yang lebih efisien dan kemungkinan aplikasi yang lebih luas.

Sementara istilah “parallel EVM” secara harfiah berarti “paralelisasi,” itu mencakup lebih dari sekadar memungkinkan pemrosesan simultan dari beberapa transaksi atau tugas. Ini mencakup optimasi kinerja yang mendalam di seluruh komponen Ethereum EVM, seperti meningkatkan kecepatan akses data, meningkatkan efisiensi komputasi, dan mengoptimalkan pengelolaan keadaan. Oleh karena itu, upaya-upaya ini kemungkinan mewakili batas kinerja standar EVM.

Selain tantangan teknis, EVM paralel menghadapi masalah dalam membangun ekosistem dan penerimaan pasar. Penting untuk menciptakan diferensiasi dalam ekosistem sumber terbuka dan mencapai keseimbangan yang tepat antara desentralisasi dan kinerja tinggi. Penerimaan pasar memerlukan demonstrasi bahwa kemampuan paralelisasi benar-benar menawarkan peningkatan kinerja dan manfaat biaya, terutama dalam konteks aplikasi Ethereum dan kontrak pintar yang sudah beroperasi dengan stabil. Selain itu, mempromosikan EVM paralel perlu mengatasi potensi masalah keamanan dan kekurangan teknis baru, memastikan stabilitas sistem dan keamanan aset pengguna—faktor kritis untuk adopsi teknologi baru secara luas.

Kematian, Pajak, dan Paralelisasi EVM

Penulis: Reforge Research; Tanggal: 2024.4.1

Pengenalan EVM paralel telah meningkatkan kelayakan Buku Pesanan Batas Pusat (CLOB) on-chain, dengan aktivitas DeFi diharapkan meningkat secara signifikan. Dalam CLOB, pesanan diurutkan berdasarkan harga dan prioritas waktu, memastikan keadilan pasar dan transparansi. Namun, mengimplementasikan CLOB pada platform blockchain seperti Ethereum seringkali menghasilkan latensi tinggi dan biaya transaksi yang tinggi akibat keterbatasan platform dalam daya pemrosesan dan kecepatan. Kemunculan EVM paralel telah sangat meningkatkan kemampuan pemrosesan dan efisiensi jaringan, memungkinkan platform perdagangan DeFi untuk mencapai pencocokan pesanan dan eksekusi yang lebih cepat dan efisien. Dengan demikian, CLOB telah menjadi layak.

Dengan dasar ini, Buku Pesanan Batas Sentral Terprogram (pCLOBs) lebih memperluas fungsionalitas CLOB. pCLOBs tidak hanya menyediakan fitur pencocokan pesanan beli dan jual dasar tetapi juga memungkinkan pengembang untuk menyematkan logika kontrak pintar kustom selama pengajuan pesanan dan eksekusi. Logika kustom ini dapat digunakan untuk validasi tambahan, penentuan kondisi eksekusi, dan penyesuaian dinamis biaya transaksi. Dengan menyematkan kontrak pintar di dalam buku pesanan, pCLOBs menawarkan fleksibilitas dan keamanan yang lebih besar, mendukung strategi perdagangan dan produk keuangan yang lebih kompleks. Dengan memanfaatkan kinerja tinggi dan kemampuan pemrosesan paralel yang disediakan oleh EVM paralel, pCLOBs dapat mencapai fungsi perdagangan yang kompleks dan efisien dalam lingkungan terdesentralisasi yang mirip dengan platform perdagangan keuangan tradisional.

Namun, meskipun terdapat peningkatan signifikan dalam kinerja blockchain karena adanya EVM paralel, Mesin Virtual Ethereum (EVM) yang ada dan keamanan kontrak pintar masih memiliki kekurangan dan rentan terhadap peretasan. Untuk mengatasi permasalahan tersebut, penulis menyarankan untuk mengadopsi arsitektur dual VM. Dalam arsitektur ini, selain EVM, sebuah mesin virtual independen (misalnya, CosmWasm) diperkenalkan untuk memantau jalannya eksekusi kontrak pintar EVM secara real-time. Mesin virtual independen ini berfungsi mirip dengan perangkat lunak antivirus dalam sistem operasi, memberikan deteksi dan perlindungan canggih untuk mengurangi risiko peretasan. Solusi-solusi baru seperti Arbitrum Stylus dan Artela dianggap menjanjikan untuk berhasil menerapkan arsitektur dual VM seperti ini. Melalui arsitektur ini, sistem-sistem baru ini dapat lebih baik menyematkan perlindungan real-time dan fitur keamanan kritis lainnya sejak awal.

Apa Langkah Selanjutnya Menuju Peningkatan Skalabilitas Sambil Menjaga Kompatibilitas EVM?

Penulis: Grace Deng, Peneliti di SevenX Ventures; Tanggal: 2024.4.5

Solusi Layer 1 baru seperti Solana dan Sui menawarkan kinerja yang lebih tinggi daripada Layer 2 dan Layer 1 tradisional melalui penggunaan mesin virtual (VM) dan bahasa pemrograman yang sepenuhnya baru, dengan melakukan eksekusi paralel, mekanisme konsensus baru, dan desain database baru. Namun, sistem-sistem ini tidak kompatibel dengan EVM, sehingga mengakibatkan masalah likuiditas dan hambatan yang lebih tinggi bagi pengguna dan pengembang. Blockchain Layer 1 yang kompatibel dengan EVM seperti BNB dan AVAX, meskipun memiliki peningkatan pada lapisan konsensus, melakukan lebih sedikit modifikasi pada mesin eksekusi, sehingga mengakibatkan peningkatan kinerja terbatas.

EVM Paralel dapat meningkatkan kinerja tanpa mengorbankan kompatibilitas EVM. Sebagai contoh, Sei V2 meningkatkan efisiensi baca dan tulis dengan mengadopsi kontrol konkurensi optimis (OCC) dan memperkenalkan pohon state baru (IAVL trie); Canto Cyclone mengoptimalkan manajemen state menggunakan teknologi Cosmos SDK terbaru dan ABCI 2.0, bersama dengan pohon state IAVL dalam memori; dan Monad mengusulkan solusi Layer 1 baru yang menggabungkan throughput tinggi, desentralisasi, dan kompatibilitas EVM, dengan memanfaatkan OCC, database akses paralel baru, dan mekanisme konsensus MonadBFT berbasis Hotstuff.

Selain itu, mengintegrasikan mesin virtual high-performance lainnya (AltVM) ke dalam ekosistem Ethereum, terutama yang mendukung pengembangan Rust seperti Solana's Sealevel atau Near's WASM-based VM, dapat mengatasi kekurangan ketidakcocokan EVM. Integrasi ini tidak hanya akan mengatasi masalah tetapi juga menarik pengembang Rust ke dalam ekosistem Ethereum, meningkatkan kinerja dan keamanan secara keseluruhan sambil menjelajahi kemungkinan teknologi baru.

Analisis Komprehensif tentang EVM Paralel: Bagaimana Mengatasi Kinerja Blockchain

Penulis: Akademi Gryphsis; Tanggal: 2024.4.5

Parallel EVM lebih memfokuskan pada mengoptimalkan kinerja lapisan pelaksanaan dan dibagi menjadi solusi Lapisan 1 dan Lapisan 2. Solusi Lapisan 1 memperkenalkan mekanisme pelaksanaan transaksi paralel, memungkinkan transaksi diproses secara paralel dalam mesin virtual. Solusi Lapisan 2 pada dasarnya memanfaatkan mesin virtual Lapisan 1 yang sudah diparalelkan untuk mencapai sejumlah pelaksanaan di luar rantai dan penyelesaian di rantai. Di masa depan, ruang Lapisan 1 mungkin akan terbagi menjadi kubu-kubu parallel EVM dan non-EVM, sementara ruang Lapisan 2 akan berkembang menuju simulator mesin virtual blockchain atau blockchain modular.

Mekanisme eksekusi paralel umumnya dikategorikan menjadi tiga tipe berikut:

  1. Model Pengiriman Pesan: Setiap aktor hanya dapat mengakses data pribadinya sendiri dan harus menggunakan pengiriman pesan untuk mengakses data lain.
  2. Model Memori Bersama: Menggunakan kunci memori untuk mengontrol akses ke sumber daya bersama, termasuk model kunci memori dan paralelisasi optimis.
  3. Daftar Akses State yang Ketat: Berdasarkan model UTXO, sistem ini melakukan pra perhitungan alamat akun yang akan diakses oleh setiap transaksi, membentuk sebuah daftar akses.

Berbagai proyek menggunakan berbagai strategi untuk menerapkan mekanisme eksekusi paralel:

  1. Sei v2: Berpindah dari model kunci memori ke model paralelisasi optimis, mengoptimalkan potensi pertentangan data.
  2. Monad: Memperkenalkan teknologi pipelining superskalar dan mekanisme paralel optimis yang ditingkatkan untuk mencapai kinerja hingga 10.000 TPS.
  3. Canto: Menggunakan Cyclone EVM untuk memperkenalkan paralelisasi optimis dan berinovasi pada infrastruktur keuangan terdesentralisasi.
  4. Bahan Bakar: Sebagai sistem operasi rollup Ethereum modular, ia mengadopsi model UTXO dan mekanisme paralelisasi optimis untuk meningkatkan throughput transaksi.
  5. Neon, Eclipse, dan Lumio: Menyediakan peningkatan kinerja lintas ekosistem dengan mengintegrasikan berbagai rantai Layer 1, menggunakan strategi yang didukung oleh dual VM.

Sementara EVM paralel menawarkan solusi yang efektif, hal ini juga memperkenalkan tantangan keamanan baru. Eksekusi paralel menambah kompleksitas karena pemrograman multithreaded, menyebabkan masalah seperti kondisi perlombaan, kebuntuan, kebuntuan hidup, dan kelaparan, yang memengaruhi stabilitas dan keamanan sistem. Selain itu, kerentanan keamanan baru mungkin muncul, seperti transaksi jahat yang mengeksploitasi mekanisme eksekusi paralel untuk menciptakan inkonsistensi data atau meluncurkan serangan bersaing.

Disclaimer:

  1. Artikel ini dicetak ulang dari [Penelitian ChainFeeds]. Semua hak cipta dimiliki oleh penulis asli [0xNatalie]. Jika ada keberatan terhadap cetakan ulang ini, silakan hubungi Gate Belajartim, dan mereka akan menanganinya dengan segera.
  2. Penolakan Tanggung Jawab: Pandangan dan pendapat yang terdapat dalam artikel ini sepenuhnya merupakan milik penulis dan tidak merupakan saran investasi apa pun.
  3. Terjemahan artikel ke bahasa lain dilakukan oleh tim Gate Learn. Kecuali disebutkan, menyalin, mendistribusikan, atau melakukan plagiarisme terhadap artikel yang diterjemahkan dilarang.
Mulai Sekarang
Daftar dan dapatkan Voucher
$100
!