Năm nay, Parallel EVM đã thu hút được sự chú ý từ các công ty đầu tư mạo hiểm hàng đầu như Paradigm và Dragonfly, thu hút sự quan tâm đáng kể của thị trường. Không giống như EVM truyền thống, xử lý các giao dịch tuần tự và có thể gây tắc nghẽn và chậm trễ trong thời gian cao điểm, Parallel EVM tận dụng công nghệ xử lý song song để thực hiện nhiều giao dịch đồng thời, tăng tốc đáng kể quá trình xử lý giao dịch. Khi các ứng dụng phức tạp như trò chơi trên chuỗi và ví trừu tượng hóa tài khoản trở nên phổ biến hơn, nhu cầu về hiệu suất blockchain tăng lên. Để phù hợp với cơ sở người dùng lớn hơn, các mạng blockchain phải xử lý khối lượng giao dịch cao một cách hiệu quả. Do đó, Parallel EVM rất quan trọng đối với sự tiến bộ của các ứng dụng Web3.
Tuy nhiên, việc triện khai EVM song song đi kèm với những thách thức phở biễn cần các giải pháp kỹ thuật chính xác để đảm bảo hoạt động ở hệ thống ốn đề.
Ví dụ, MegaETH tách biệt các nhiệm vụ thực thi giao dịch từ các nút đầy đủ, gán các nhiệm vụ khác nhau cho các nút chuyên dụng để tối ưu hóa hiệu suất hệ thống tổng thể. Artela sử dụng công nghệ thực thi lạc quan dự đoán và công nghệ tải trước không đồng bộ để phân tích sự phụ thuộc giao dịch với trí tuệ nhân tạo và tải trước trạng thái giao dịch cần thiết vào bộ nhớ, cải thiện hiệu suất truy cập trạng thái. BNB Chain đã phát triển bộ cảm biến xung đột chuyên dụng và cơ chế thực thi lại để tăng cường quản lý phụ thuộc giao dịch, giảm thiểu việc thực thi lại không cần thiết, v.v.
Để hiểu sâu hơn về hướng phát triển của Parallel EVM, đây là chín bài viết chất lượng cao được chọn lọc về chủ đề này, cung cấp quan điểm toàn diện về kế hoạch triển khai của các chuỗi khác nhau, nghiên cứu về hệ sinh thái và triển vọng trong tương lai.
Tác giả: MegaETH; Ngày: 27 tháng 6, 2024
MegaETH là một Layer 2 tương thích với EVM nhằm mục tiêu đạt hiệu suất gần như thời gian thực của máy chủ Web2. Mục tiêu của nó là đẩy hiệu suất Ethereum L2 đến giới hạn phần cứng, cung cấp khả năng xử lý giao dịch cao, sức mạnh tính toán đáng kể và thời gian phản hồi tính bằng mili giây. Điều này cho phép các nhà phát triển xây dựng và kết hợp các ứng dụng phức tạp mà không bị ràng buộc về hiệu suất.
MegaETH nâng cao hiệu suất bằng cách phân tách các nhiệm vụ thực thi giao dịch từ các nút đầy đủ và giới thiệu công nghệ xử lý song song. Kiến trúc của nó bao gồm ba vai trò chính: Sequencer, Validator và Full Node.
Thiết kế nút chuyên biệt này cho phép các loại nút khác nhau thiết lập yêu cầu phần cứng độc lập dựa trên chức năng của họ. Ví dụ, Sequencers cần máy chủ hiệu suất cao để xử lý một lượng giao dịch lớn, trong khi Full Nodes và Validators có thể sử dụng phần cứng có cấu hình tương đối thấp.
Tác giả: Artela; Ngày: 2024.6.20
Artela cải thiện đáng kể hiệu suất thực hiện song song blockchain và hiệu suất tổng thể thông qua một số công nghệ chính:
Cụ thể, thực thi lạc quan dự đoán của Artela sử dụng trí tuệ nhân tạo để phân tích các phụ thuộc giữa các giao dịch và hợp đồng, dự đoán các giao dịch xung đột tiềm năng và nhóm chúng lại để giảm thiểu xung đột và thực thi lại. Hệ thống tích lũy và lưu trữ thông tin truy cập trạng thái giao dịch lịch sử cho các thuật toán dự đoán. Giải nén bất đồng bộ tải trước tải trạng thái giao dịch cần thiết vào bộ nhớ để tránh chặn I/O trong quá trình thực thi. Lưu trữ song song cải thiện hiệu suất Merkleization và I/O bằng cách tách các cam kết trạng thái khỏi các hoạt động lưu trữ, quản lý các hoạt động song song và không song song độc lập để tăng cường hiệu suất song song.
Ngoài ra, tính toán linh hoạt của Artela xây dựng không gian khối linh hoạt (EBS). Blockchain truyền thống chia sẻ một không gian khối duy nhất cho tất cả các ứng dụng phi tập trung (dApp), dẫn đến cạnh tranh tài nguyên giữa các dApp có lưu lượng cao, gây ra phí gas không ổn định và hiệu suất không đoán trước được. Không gian khối linh hoạt cung cấp không gian khối dành riêng và có thể tỷ lệ cho các dApp, đảm bảo hiệu suất đoán trước. Các dApp có thể đăng ký không gian khối độc quyền khi cần thiết, và khi không gian khối tăng lên, các nhà xác minh có thể mở rộng khả năng xử lý bằng cách thêm các nút thực thi linh hoạt, đảm bảo sử dụng tài nguyên hiệu quả và thích nghi với các khối lượng giao dịch khác nhau.
Tác giả: Chuỗi BNB; Ngày: 2024.2.16
Trên chuỗi BNB, nhóm đã thực hiện một số biện pháp để đạt được EVM song song nhằm nâng cao khả năng xử lý giao dịch và khả năng mở rộng. Các phát triển quan trọng bao gồm:
Parallel EVM v1.0:
EVM song song v2.0
Dựa trên EVM song song 1.0, cộng đồng chuỗi BNB đã giới thiệu một loạt các đổi mới để cải thiện hiệu suất:
Parallel EVM v3.0
Sau những cải tiến về hiệu suất của EVM song song 2.0, cộng đồng chuỗi BNB đã tích cực phát triển EVM song song 3.0 với những mục tiêu sau:
Tác giả: Sei; Ngày: 2024.3.13
Sei Labs đã tạo ra một khung công nghệ mã nguồn mở được gọi là Parallel Stack, được thiết kế để xây dựng các giải pháp Layer 2 hỗ trợ công nghệ xử lý song song. Lợi ích chính của Parallel Stack nằm trong khả năng xử lý song song của nó, tận dụng các tiến bộ trong phần cứng hiện đại để giảm chi phí giao dịch. Khung công nghệ này sử dụng một thiết kế mô-đun, cho phép các nhà phát triển thêm hoặc chỉnh sửa các mô-đun chức năng dựa trên nhu cầu cụ thể, từ đó thích ứng với các kịch bản ứng dụng và yêu cầu hiệu suất khác nhau. Parallel Stack có thể tích hợp một cách liền mạch với hệ sinh thái Ethereum hiện có, cho phép các ứng dụng và nhà phát triển sử dụng cơ sở hạ tầng và công cụ hiện có của Ethereum với sự thay đổi hoặc điều chỉnh tối thiểu.
Để đảm bảo thực hiện giao dịch và hợp đồng thông minh an toàn, Parallel Stack tích hợp các giao thức bảo mật và cơ chế xác minh khác nhau, bao gồm xác minh chữ ký giao dịch, kiểm tra hợp đồng thông minh và các hệ thống phát hiện bất thường. Để hỗ trợ việc phát triển và triển khai ứng dụng trên Parallel Stack, Sei Labs cung cấp một bộ công cụ phát triển và API toàn diện, nhằm giúp các nhà phát triển tận dụng hoàn toàn hiệu suất và khả năng mở rộng cao của Parallel Stack, từ đó thúc đẩy hệ sinh thái Ethereum.
Tác giả: Polygon Labs; Ngày: 2022.12.1
Polygon’s PoS chain đã cải thiện tốc độ xử lý giao dịch của mình lên đến 100% thông qua việc triển khai nâng cấp EVM song song, nhờ vào phương pháp siêu dữ liệu tối giản. Polygon đã áp dụng nguyên lý của động cơ Block-STM do Aptos Labs phát triển để tạo ra phương pháp siêu dữ liệu tối giản được điều chỉnh theo nhu cầu của Polygon. Động cơ Block-STM là một cơ chế thực thi song song đổi mới mà giả định không có xung đột giữa các giao dịch. Trong quá trình thực thi giao dịch, động cơ Block-STM theo dõi các hoạt động bộ nhớ của mỗi giao dịch, xác định và đánh dấu các phụ thuộc, và sắp xếp lại các giao dịch xung đột để xác thực để đảm bảo kết quả chính xác.
Phương pháp dữ liệu siêu nhỏ ghi lại sự phụ thuộc của tất cả các giao dịch trong khối và lưu trữ chúng trong một đồ thị hướng vô hạn (DAG). Những người đề xuất khối và người xác thực đầu tiên thực hiện các giao dịch, ghi lại phụ thuộc và đính kèm chúng như dữ liệu siêu nhỏ. Khi khối được lan truyền đến các nút khác trên mạng, thông tin về phụ thuộc đã được bao gồm sẵn, giảm bớt gánh nặng tính toán và I/O cho việc xác thực lại và tăng cường hiệu quả xác minh. Bằng cách ghi lại phụ thuộc, phương pháp dữ liệu siêu nhỏ còn tối ưu hóa đường thực thi giao dịch, giảm thiểu xung đột.
Tác giả: Zhixiong Pan, người sáng lập ChainFeeds; Ngày: 2024.3.28
Công nghệ EVM song song đã thu hút sự chú ý và đầu tư từ các công ty mạo hiểm hàng đầu, bao gồm Paradigm, Jump và Dragonfly. Những nhà đầu tư này lạc quan về tiềm năng của EVM song song để vượt qua giới hạn hiệu suất của các công nghệ blockchain hiện có, đạt được xử lý giao dịch hiệu quả hơn và khả năng ứng dụng rộng hơn.
Mặc dù thuật ngữ “Parallel EVM” có nghĩa đen là “song song hóa”, nhưng nó bao gồm nhiều hơn là cho phép xử lý đồng thời nhiều giao dịch hoặc nhiệm vụ. Nó bao gồm các tối ưu hiệu suất sâu rộng trên các thành phần khác nhau của Ethereum EVM, chẳng hạn như cải thiện tốc độ truy cập dữ liệu, tăng hiệu suất tính toán và tối ưu hóa quản lý trạng thái. Vì vậy, những nỗ lực này có thể đại diện cho giới hạn hiệu suất của chuẩn EVM.
Ngoài những thách thức kỹ thuật, EVM song song đối mặt với vấn đề xây dựng hệ sinh thái và chấp nhận thị trường. Việc tạo ra sự khác biệt trong hệ sinh thái mã nguồn mở và đạt được sự cân bằng phù hợp giữa phân tán và hiệu suất cao là rất quan trọng. Sự chấp nhận thị trường đòi hỏi phải chứng minh rằng khả năng song song thực sự mang lại cải tiến về hiệu suất và lợi ích về chi phí, đặc biệt trong ngữ cảnh các ứng dụng Ethereum hiện có và hợp đồng thông minh, đã hoạt động ổn định. Hơn nữa, việc thúc đẩy EVM song song cần phải giải quyết các vấn đề bảo mật tiềm năng và nhược điểm kỹ thuật mới, đảm bảo sự ổn định của hệ thống và an ninh tài sản người dùng - những yếu tố quan trọng cho sự tiếp nhận rộng rãi của công nghệ mới.
Tác giả: Reforge Research; Ngày: 2024.4.1
Sự ra đời của EVM song song đã cải thiện tính khả thi của Sổ lệnh giới hạn trung tâm (CLOB) trên chuỗi, với hoạt động DeFi dự kiến sẽ tăng đáng kể. Trong CLOB, các đơn đặt hàng được sắp xếp dựa trên mức độ ưu tiên về giá và thời gian, đảm bảo sự công bằng và minh bạch của thị trường. Tuy nhiên, việc triển khai CLOB trên các nền tảng blockchain như Ethereum thường dẫn đến độ trễ và chi phí giao dịch cao do hạn chế về sức mạnh và tốc độ xử lý của nền tảng. Sự ra đời của EVM song song đã nâng cao đáng kể khả năng xử lý và hiệu quả của mạng, cho phép các nền tảng giao dịch DeFi đạt được việc khớp lệnh và khớp lệnh nhanh hơn và hiệu quả hơn. Do đó, CLOBs đã trở nên khả thi.
Trên cơ sở này, Programmable Central Limit Order Books (pCLOBs) tiếp tục mở rộng chức năng CLOB. pCLOBs không chỉ cung cấp các tính năng khớp lệnh mua và bán cơ bản mà còn cho phép các nhà phát triển nhúng logic hợp đồng thông minh tùy chỉnh trong quá trình gửi và thực hiện lệnh. Logic tùy chỉnh này có thể được sử dụng để xác thực bổ sung, xác định điều kiện thực hiện và điều chỉnh động phí giao dịch. Bằng cách nhúng các hợp đồng thông minh vào sổ lệnh, pCLOBs cung cấp tính linh hoạt và bảo mật cao hơn, hỗ trợ các chiến lược giao dịch và sản phẩm tài chính phức tạp hơn. Sử dụng hiệu suất cao và khả năng xử lý song song được cung cấp bởi EVM song song, pCLOBs có thể đạt được các chức năng giao dịch phức tạp và hiệu quả trong một môi trường phi tập trung tương tự như các nền tảng giao dịch tài chính truyền thống.
Tuy nhiên, mặc dù có những cải thiện đáng kể về hiệu suất blockchain nhờ EVM song song, EVM hiện tại và an ninh hợp đồng thông minh vẫn còn hạn chế và dễ bị hack. Để giải quyết những vấn đề này, tác giả đề xuất áp dụng một kiến trúc VM kép. Trong kiến trúc này, ngoài EVM, một máy ảo độc lập (ví dụ CosmWasm) được giới thiệu để giám sát việc thực thi hợp đồng thông minh EVM trong thời gian thực. Máy ảo độc lập này hoạt động tương tự như phần mềm diệt virus trên hệ điều hành, cung cấp khả năng phát hiện và bảo vệ tiên tiến để giảm rủi ro hack. Các giải pháp mới nổi như Arbitrum Stylus và Artela được coi là hứa hẹn để triển khai thành công kiến trúc VM kép như vậy. Qua kiến trúc này, các hệ thống mới này có thể nhúng tính năng bảo vệ và các tính năng an ninh quan trọng khác từ đầu.
Tác giả: Grace Deng, Nhà nghiên cứu tại SevenX Ventures; Ngày: 2024.4.5
Các giải pháp Layer 1 mới như Solana và Sui mang lại hiệu suất cao hơn so với Layer 2 và Layer 1 truyền thống thông qua việc sử dụng các máy ảo (VMs) và ngôn ngữ lập trình hoàn toàn mới, sử dụng thực thi song song, các cơ chế đồng thuận mới và thiết kế cơ sở dữ liệu mới. Tuy nhiên, những hệ thống này không tương thích với EVM, gây ra vấn đề về thanh khoản và rào cản cao hơn cho người dùng và nhà phát triển. Các blockchain Layer 1 tương thích với EVM như BNB và AVAX, mặc dù đã cải tiến ở lớp đồng thuận, nhưng ít thay đổi hơn đối với bộ máy thực thi, dẫn đến giới hạn thu được hiệu suất.
EVM song song có thể nâng cao hiệu suất mà không cần phải hy sinh tính tương thích EVM. Ví dụ, Sei V2 cải thiện hiệu suất đọc và ghi bằng cách áp dụng kiểm soát đồng thời lạc quan (OCC) và giới thiệu một cây trạng thái mới (IAVL trie); Canto Cyclone tối ưu hóa quản lý trạng thái bằng cách sử dụng công nghệ Cosmos SDK và ABCI 2.0 mới nhất, cùng với một cây trạng thái IAVL trong bộ nhớ; và Monad đề xuất một giải pháp Layer 1 mới kết hợp khả năng xử lý cao, phân quyền và tính tương thích EVM, sử dụng OCC, cơ sở dữ liệu song song mới và cơ chế konsensus MonadBFT dựa trên Hotstuff.
Ngoài ra, việc tích hợp các máy ảo có hiệu suất cao khác (AltVMs) vào hệ sinh thái Ethereum, đặc biệt là những máy ảo hỗ trợ phát triển Rust như Sealevel của Solana hoặc máy ảo dựa trên WASM của Near, có thể giải quyết các hạn chế về sự không tương thích của EVM. Việc tích hợp này không chỉ giải quyết các vấn đề mà còn thu hút các nhà phát triển Rust đến hệ sinh thái Ethereum, nâng cao hiệu suất và bảo mật tổng thể trong khi khám phá các khả năng công nghệ mới.
Tác giả: Học viện Gryphsis; Ngày: 2024.4.5
Parallel EVM chủ yếu tập trung vào tối ưu hóa hiệu suất của lớp thực thi và được chia thành các giải pháp Layer 1 và Layer 2. Các giải pháp Layer 1 giới thiệu cơ chế thực thi song song giao dịch, cho phép giao dịch được xử lý song song trong máy ảo. Các giải pháp Layer 2 về cơ bản tận dụng các máy ảo Layer 1 đã song song hóa để đạt được một số mức độ thực thi ngoại chuỗi và giải quyết trên chuỗi. Trong tương lai, không gian Layer 1 có thể chia thành các nhóm song song EVM và không phải EVM, trong khi không gian Layer 2 sẽ tiến triển về các bộ mô phỏng máy ảo blockchain hoặc các chuỗi khối có cấu trúc.
Các cơ chế thực hiện song song chủ yếu được phân loại thành ba loại sau đây:
Các dự án khác nhau sử dụng các chiến lược khác nhau để triển khai cơ chế thực thi song song:
Mặc dù EVM song song cung cấp một giải pháp hiệu quả, nhưng cũng đưa ra các thách thức bảo mật mới. Việc thực thi song song tăng độ phức tạp do lập trình đa luồng, dẫn đến các vấn đề như điều kiện đua, tắc nghẽn, tắc nghẽn sống và đói, ảnh hưởng đến sự ổn định và bảo mật của hệ thống. Ngoài ra, có thể xuất hiện các lỗ hổng bảo mật mới, như các giao dịch độc hại tận dụng các cơ chế thực thi song song để tạo ra không nhất quán dữ liệu hoặc phát động các cuộc tấn công cạnh tranh.
Năm nay, Parallel EVM đã thu hút được sự chú ý từ các công ty đầu tư mạo hiểm hàng đầu như Paradigm và Dragonfly, thu hút sự quan tâm đáng kể của thị trường. Không giống như EVM truyền thống, xử lý các giao dịch tuần tự và có thể gây tắc nghẽn và chậm trễ trong thời gian cao điểm, Parallel EVM tận dụng công nghệ xử lý song song để thực hiện nhiều giao dịch đồng thời, tăng tốc đáng kể quá trình xử lý giao dịch. Khi các ứng dụng phức tạp như trò chơi trên chuỗi và ví trừu tượng hóa tài khoản trở nên phổ biến hơn, nhu cầu về hiệu suất blockchain tăng lên. Để phù hợp với cơ sở người dùng lớn hơn, các mạng blockchain phải xử lý khối lượng giao dịch cao một cách hiệu quả. Do đó, Parallel EVM rất quan trọng đối với sự tiến bộ của các ứng dụng Web3.
Tuy nhiên, việc triện khai EVM song song đi kèm với những thách thức phở biễn cần các giải pháp kỹ thuật chính xác để đảm bảo hoạt động ở hệ thống ốn đề.
Ví dụ, MegaETH tách biệt các nhiệm vụ thực thi giao dịch từ các nút đầy đủ, gán các nhiệm vụ khác nhau cho các nút chuyên dụng để tối ưu hóa hiệu suất hệ thống tổng thể. Artela sử dụng công nghệ thực thi lạc quan dự đoán và công nghệ tải trước không đồng bộ để phân tích sự phụ thuộc giao dịch với trí tuệ nhân tạo và tải trước trạng thái giao dịch cần thiết vào bộ nhớ, cải thiện hiệu suất truy cập trạng thái. BNB Chain đã phát triển bộ cảm biến xung đột chuyên dụng và cơ chế thực thi lại để tăng cường quản lý phụ thuộc giao dịch, giảm thiểu việc thực thi lại không cần thiết, v.v.
Để hiểu sâu hơn về hướng phát triển của Parallel EVM, đây là chín bài viết chất lượng cao được chọn lọc về chủ đề này, cung cấp quan điểm toàn diện về kế hoạch triển khai của các chuỗi khác nhau, nghiên cứu về hệ sinh thái và triển vọng trong tương lai.
Tác giả: MegaETH; Ngày: 27 tháng 6, 2024
MegaETH là một Layer 2 tương thích với EVM nhằm mục tiêu đạt hiệu suất gần như thời gian thực của máy chủ Web2. Mục tiêu của nó là đẩy hiệu suất Ethereum L2 đến giới hạn phần cứng, cung cấp khả năng xử lý giao dịch cao, sức mạnh tính toán đáng kể và thời gian phản hồi tính bằng mili giây. Điều này cho phép các nhà phát triển xây dựng và kết hợp các ứng dụng phức tạp mà không bị ràng buộc về hiệu suất.
MegaETH nâng cao hiệu suất bằng cách phân tách các nhiệm vụ thực thi giao dịch từ các nút đầy đủ và giới thiệu công nghệ xử lý song song. Kiến trúc của nó bao gồm ba vai trò chính: Sequencer, Validator và Full Node.
Thiết kế nút chuyên biệt này cho phép các loại nút khác nhau thiết lập yêu cầu phần cứng độc lập dựa trên chức năng của họ. Ví dụ, Sequencers cần máy chủ hiệu suất cao để xử lý một lượng giao dịch lớn, trong khi Full Nodes và Validators có thể sử dụng phần cứng có cấu hình tương đối thấp.
Tác giả: Artela; Ngày: 2024.6.20
Artela cải thiện đáng kể hiệu suất thực hiện song song blockchain và hiệu suất tổng thể thông qua một số công nghệ chính:
Cụ thể, thực thi lạc quan dự đoán của Artela sử dụng trí tuệ nhân tạo để phân tích các phụ thuộc giữa các giao dịch và hợp đồng, dự đoán các giao dịch xung đột tiềm năng và nhóm chúng lại để giảm thiểu xung đột và thực thi lại. Hệ thống tích lũy và lưu trữ thông tin truy cập trạng thái giao dịch lịch sử cho các thuật toán dự đoán. Giải nén bất đồng bộ tải trước tải trạng thái giao dịch cần thiết vào bộ nhớ để tránh chặn I/O trong quá trình thực thi. Lưu trữ song song cải thiện hiệu suất Merkleization và I/O bằng cách tách các cam kết trạng thái khỏi các hoạt động lưu trữ, quản lý các hoạt động song song và không song song độc lập để tăng cường hiệu suất song song.
Ngoài ra, tính toán linh hoạt của Artela xây dựng không gian khối linh hoạt (EBS). Blockchain truyền thống chia sẻ một không gian khối duy nhất cho tất cả các ứng dụng phi tập trung (dApp), dẫn đến cạnh tranh tài nguyên giữa các dApp có lưu lượng cao, gây ra phí gas không ổn định và hiệu suất không đoán trước được. Không gian khối linh hoạt cung cấp không gian khối dành riêng và có thể tỷ lệ cho các dApp, đảm bảo hiệu suất đoán trước. Các dApp có thể đăng ký không gian khối độc quyền khi cần thiết, và khi không gian khối tăng lên, các nhà xác minh có thể mở rộng khả năng xử lý bằng cách thêm các nút thực thi linh hoạt, đảm bảo sử dụng tài nguyên hiệu quả và thích nghi với các khối lượng giao dịch khác nhau.
Tác giả: Chuỗi BNB; Ngày: 2024.2.16
Trên chuỗi BNB, nhóm đã thực hiện một số biện pháp để đạt được EVM song song nhằm nâng cao khả năng xử lý giao dịch và khả năng mở rộng. Các phát triển quan trọng bao gồm:
Parallel EVM v1.0:
EVM song song v2.0
Dựa trên EVM song song 1.0, cộng đồng chuỗi BNB đã giới thiệu một loạt các đổi mới để cải thiện hiệu suất:
Parallel EVM v3.0
Sau những cải tiến về hiệu suất của EVM song song 2.0, cộng đồng chuỗi BNB đã tích cực phát triển EVM song song 3.0 với những mục tiêu sau:
Tác giả: Sei; Ngày: 2024.3.13
Sei Labs đã tạo ra một khung công nghệ mã nguồn mở được gọi là Parallel Stack, được thiết kế để xây dựng các giải pháp Layer 2 hỗ trợ công nghệ xử lý song song. Lợi ích chính của Parallel Stack nằm trong khả năng xử lý song song của nó, tận dụng các tiến bộ trong phần cứng hiện đại để giảm chi phí giao dịch. Khung công nghệ này sử dụng một thiết kế mô-đun, cho phép các nhà phát triển thêm hoặc chỉnh sửa các mô-đun chức năng dựa trên nhu cầu cụ thể, từ đó thích ứng với các kịch bản ứng dụng và yêu cầu hiệu suất khác nhau. Parallel Stack có thể tích hợp một cách liền mạch với hệ sinh thái Ethereum hiện có, cho phép các ứng dụng và nhà phát triển sử dụng cơ sở hạ tầng và công cụ hiện có của Ethereum với sự thay đổi hoặc điều chỉnh tối thiểu.
Để đảm bảo thực hiện giao dịch và hợp đồng thông minh an toàn, Parallel Stack tích hợp các giao thức bảo mật và cơ chế xác minh khác nhau, bao gồm xác minh chữ ký giao dịch, kiểm tra hợp đồng thông minh và các hệ thống phát hiện bất thường. Để hỗ trợ việc phát triển và triển khai ứng dụng trên Parallel Stack, Sei Labs cung cấp một bộ công cụ phát triển và API toàn diện, nhằm giúp các nhà phát triển tận dụng hoàn toàn hiệu suất và khả năng mở rộng cao của Parallel Stack, từ đó thúc đẩy hệ sinh thái Ethereum.
Tác giả: Polygon Labs; Ngày: 2022.12.1
Polygon’s PoS chain đã cải thiện tốc độ xử lý giao dịch của mình lên đến 100% thông qua việc triển khai nâng cấp EVM song song, nhờ vào phương pháp siêu dữ liệu tối giản. Polygon đã áp dụng nguyên lý của động cơ Block-STM do Aptos Labs phát triển để tạo ra phương pháp siêu dữ liệu tối giản được điều chỉnh theo nhu cầu của Polygon. Động cơ Block-STM là một cơ chế thực thi song song đổi mới mà giả định không có xung đột giữa các giao dịch. Trong quá trình thực thi giao dịch, động cơ Block-STM theo dõi các hoạt động bộ nhớ của mỗi giao dịch, xác định và đánh dấu các phụ thuộc, và sắp xếp lại các giao dịch xung đột để xác thực để đảm bảo kết quả chính xác.
Phương pháp dữ liệu siêu nhỏ ghi lại sự phụ thuộc của tất cả các giao dịch trong khối và lưu trữ chúng trong một đồ thị hướng vô hạn (DAG). Những người đề xuất khối và người xác thực đầu tiên thực hiện các giao dịch, ghi lại phụ thuộc và đính kèm chúng như dữ liệu siêu nhỏ. Khi khối được lan truyền đến các nút khác trên mạng, thông tin về phụ thuộc đã được bao gồm sẵn, giảm bớt gánh nặng tính toán và I/O cho việc xác thực lại và tăng cường hiệu quả xác minh. Bằng cách ghi lại phụ thuộc, phương pháp dữ liệu siêu nhỏ còn tối ưu hóa đường thực thi giao dịch, giảm thiểu xung đột.
Tác giả: Zhixiong Pan, người sáng lập ChainFeeds; Ngày: 2024.3.28
Công nghệ EVM song song đã thu hút sự chú ý và đầu tư từ các công ty mạo hiểm hàng đầu, bao gồm Paradigm, Jump và Dragonfly. Những nhà đầu tư này lạc quan về tiềm năng của EVM song song để vượt qua giới hạn hiệu suất của các công nghệ blockchain hiện có, đạt được xử lý giao dịch hiệu quả hơn và khả năng ứng dụng rộng hơn.
Mặc dù thuật ngữ “Parallel EVM” có nghĩa đen là “song song hóa”, nhưng nó bao gồm nhiều hơn là cho phép xử lý đồng thời nhiều giao dịch hoặc nhiệm vụ. Nó bao gồm các tối ưu hiệu suất sâu rộng trên các thành phần khác nhau của Ethereum EVM, chẳng hạn như cải thiện tốc độ truy cập dữ liệu, tăng hiệu suất tính toán và tối ưu hóa quản lý trạng thái. Vì vậy, những nỗ lực này có thể đại diện cho giới hạn hiệu suất của chuẩn EVM.
Ngoài những thách thức kỹ thuật, EVM song song đối mặt với vấn đề xây dựng hệ sinh thái và chấp nhận thị trường. Việc tạo ra sự khác biệt trong hệ sinh thái mã nguồn mở và đạt được sự cân bằng phù hợp giữa phân tán và hiệu suất cao là rất quan trọng. Sự chấp nhận thị trường đòi hỏi phải chứng minh rằng khả năng song song thực sự mang lại cải tiến về hiệu suất và lợi ích về chi phí, đặc biệt trong ngữ cảnh các ứng dụng Ethereum hiện có và hợp đồng thông minh, đã hoạt động ổn định. Hơn nữa, việc thúc đẩy EVM song song cần phải giải quyết các vấn đề bảo mật tiềm năng và nhược điểm kỹ thuật mới, đảm bảo sự ổn định của hệ thống và an ninh tài sản người dùng - những yếu tố quan trọng cho sự tiếp nhận rộng rãi của công nghệ mới.
Tác giả: Reforge Research; Ngày: 2024.4.1
Sự ra đời của EVM song song đã cải thiện tính khả thi của Sổ lệnh giới hạn trung tâm (CLOB) trên chuỗi, với hoạt động DeFi dự kiến sẽ tăng đáng kể. Trong CLOB, các đơn đặt hàng được sắp xếp dựa trên mức độ ưu tiên về giá và thời gian, đảm bảo sự công bằng và minh bạch của thị trường. Tuy nhiên, việc triển khai CLOB trên các nền tảng blockchain như Ethereum thường dẫn đến độ trễ và chi phí giao dịch cao do hạn chế về sức mạnh và tốc độ xử lý của nền tảng. Sự ra đời của EVM song song đã nâng cao đáng kể khả năng xử lý và hiệu quả của mạng, cho phép các nền tảng giao dịch DeFi đạt được việc khớp lệnh và khớp lệnh nhanh hơn và hiệu quả hơn. Do đó, CLOBs đã trở nên khả thi.
Trên cơ sở này, Programmable Central Limit Order Books (pCLOBs) tiếp tục mở rộng chức năng CLOB. pCLOBs không chỉ cung cấp các tính năng khớp lệnh mua và bán cơ bản mà còn cho phép các nhà phát triển nhúng logic hợp đồng thông minh tùy chỉnh trong quá trình gửi và thực hiện lệnh. Logic tùy chỉnh này có thể được sử dụng để xác thực bổ sung, xác định điều kiện thực hiện và điều chỉnh động phí giao dịch. Bằng cách nhúng các hợp đồng thông minh vào sổ lệnh, pCLOBs cung cấp tính linh hoạt và bảo mật cao hơn, hỗ trợ các chiến lược giao dịch và sản phẩm tài chính phức tạp hơn. Sử dụng hiệu suất cao và khả năng xử lý song song được cung cấp bởi EVM song song, pCLOBs có thể đạt được các chức năng giao dịch phức tạp và hiệu quả trong một môi trường phi tập trung tương tự như các nền tảng giao dịch tài chính truyền thống.
Tuy nhiên, mặc dù có những cải thiện đáng kể về hiệu suất blockchain nhờ EVM song song, EVM hiện tại và an ninh hợp đồng thông minh vẫn còn hạn chế và dễ bị hack. Để giải quyết những vấn đề này, tác giả đề xuất áp dụng một kiến trúc VM kép. Trong kiến trúc này, ngoài EVM, một máy ảo độc lập (ví dụ CosmWasm) được giới thiệu để giám sát việc thực thi hợp đồng thông minh EVM trong thời gian thực. Máy ảo độc lập này hoạt động tương tự như phần mềm diệt virus trên hệ điều hành, cung cấp khả năng phát hiện và bảo vệ tiên tiến để giảm rủi ro hack. Các giải pháp mới nổi như Arbitrum Stylus và Artela được coi là hứa hẹn để triển khai thành công kiến trúc VM kép như vậy. Qua kiến trúc này, các hệ thống mới này có thể nhúng tính năng bảo vệ và các tính năng an ninh quan trọng khác từ đầu.
Tác giả: Grace Deng, Nhà nghiên cứu tại SevenX Ventures; Ngày: 2024.4.5
Các giải pháp Layer 1 mới như Solana và Sui mang lại hiệu suất cao hơn so với Layer 2 và Layer 1 truyền thống thông qua việc sử dụng các máy ảo (VMs) và ngôn ngữ lập trình hoàn toàn mới, sử dụng thực thi song song, các cơ chế đồng thuận mới và thiết kế cơ sở dữ liệu mới. Tuy nhiên, những hệ thống này không tương thích với EVM, gây ra vấn đề về thanh khoản và rào cản cao hơn cho người dùng và nhà phát triển. Các blockchain Layer 1 tương thích với EVM như BNB và AVAX, mặc dù đã cải tiến ở lớp đồng thuận, nhưng ít thay đổi hơn đối với bộ máy thực thi, dẫn đến giới hạn thu được hiệu suất.
EVM song song có thể nâng cao hiệu suất mà không cần phải hy sinh tính tương thích EVM. Ví dụ, Sei V2 cải thiện hiệu suất đọc và ghi bằng cách áp dụng kiểm soát đồng thời lạc quan (OCC) và giới thiệu một cây trạng thái mới (IAVL trie); Canto Cyclone tối ưu hóa quản lý trạng thái bằng cách sử dụng công nghệ Cosmos SDK và ABCI 2.0 mới nhất, cùng với một cây trạng thái IAVL trong bộ nhớ; và Monad đề xuất một giải pháp Layer 1 mới kết hợp khả năng xử lý cao, phân quyền và tính tương thích EVM, sử dụng OCC, cơ sở dữ liệu song song mới và cơ chế konsensus MonadBFT dựa trên Hotstuff.
Ngoài ra, việc tích hợp các máy ảo có hiệu suất cao khác (AltVMs) vào hệ sinh thái Ethereum, đặc biệt là những máy ảo hỗ trợ phát triển Rust như Sealevel của Solana hoặc máy ảo dựa trên WASM của Near, có thể giải quyết các hạn chế về sự không tương thích của EVM. Việc tích hợp này không chỉ giải quyết các vấn đề mà còn thu hút các nhà phát triển Rust đến hệ sinh thái Ethereum, nâng cao hiệu suất và bảo mật tổng thể trong khi khám phá các khả năng công nghệ mới.
Tác giả: Học viện Gryphsis; Ngày: 2024.4.5
Parallel EVM chủ yếu tập trung vào tối ưu hóa hiệu suất của lớp thực thi và được chia thành các giải pháp Layer 1 và Layer 2. Các giải pháp Layer 1 giới thiệu cơ chế thực thi song song giao dịch, cho phép giao dịch được xử lý song song trong máy ảo. Các giải pháp Layer 2 về cơ bản tận dụng các máy ảo Layer 1 đã song song hóa để đạt được một số mức độ thực thi ngoại chuỗi và giải quyết trên chuỗi. Trong tương lai, không gian Layer 1 có thể chia thành các nhóm song song EVM và không phải EVM, trong khi không gian Layer 2 sẽ tiến triển về các bộ mô phỏng máy ảo blockchain hoặc các chuỗi khối có cấu trúc.
Các cơ chế thực hiện song song chủ yếu được phân loại thành ba loại sau đây:
Các dự án khác nhau sử dụng các chiến lược khác nhau để triển khai cơ chế thực thi song song:
Mặc dù EVM song song cung cấp một giải pháp hiệu quả, nhưng cũng đưa ra các thách thức bảo mật mới. Việc thực thi song song tăng độ phức tạp do lập trình đa luồng, dẫn đến các vấn đề như điều kiện đua, tắc nghẽn, tắc nghẽn sống và đói, ảnh hưởng đến sự ổn định và bảo mật của hệ thống. Ngoài ra, có thể xuất hiện các lỗ hổng bảo mật mới, như các giao dịch độc hại tận dụng các cơ chế thực thi song song để tạo ra không nhất quán dữ liệu hoặc phát động các cuộc tấn công cạnh tranh.