آلة الإيثريوم الافتراضية EVM وتطورها

آلة الإيثريوم الافتراضية وSolidity

تطوير العقود الذكية هو المهارة الأساسية لمهندسي البلوكشين. عادةً ما يستخدم المطورون لغات عالية مثل Solidity لكتابة منطق العقود. ومع ذلك، لا يمكن لـ EVM تنفيذ كود Solidity مباشرةً، بل يحتاج إلى ترجمته إلى أوامر التشغيل أو بايت كود. على الرغم من وجود أدوات يمكنها إتمام هذه العملية تلقائيًا، إلا أن فهم المبادئ الأساسية لا يزال مفيدًا لتحسين أداء العقود.

يمكن أن يؤدي البرمجة باستخدام تعليمات التشغيل مباشرة إلى تنفيذ عقود أكثر كفاءة وتقليل استهلاك الغاز. على سبيل المثال، تستخدم البروتوكولات الأساسية لمنصة تداول NFT الشهيرة بشكل كبير التجميع الداخلي لتحسين تكاليف الغاز للمستخدمين.

معيار EVM والتنفيذ

تُعتبر آلة الإيثريوم الافتراضية (EVM) كبيئة تنفيذ للعقود الذكية، وقد أصبح معيار الشيفرة الثنائية الخاص بها معيارًا صناعيًا. هذه المعايير تجعل من السهل على المطورين نشر العقود على سلاسل متوافقة مع EVM. على الرغم من اتباع نفس المعايير، قد توجد اختلافات في التنفيذ الفعلي لـ EVM بين الفرق المختلفة. على سبيل المثال، يستخدم العميل الرئيسي لإيثريوم لغة Go لتنفيذ EVM، بينما قد تختار فرق أخرى لغات مثل C++. توفر هذه التنوعات مجالًا لتحسين الأداء والتخصيص.

تقنية EVM المتوازية

تقليديًا، كانت مجتمع البلوكشين يركز أكثر على ابتكار خوارزميات الإجماع. ومع ذلك، فإن أنظمة البلوكشين عالية الأداء تحتاج أيضًا إلى تحسين طبقة التنفيذ. إن تحسين كفاءة الإجماع فقط مع تجاهل طبقة التنفيذ قد يؤدي إلى اختناقات في الأداء، مما يتطلب دعمًا أقوى للأجهزة.

ضرورة المعالجة المتوازية

تتبنى معظم أنظمة البلوكشين طريقة تنفيذ المعاملات بالتسلسل، مشابهة لوحدة المعالجة المركزية أحادية النواة. هذه الطريقة بسيطة لكنها صعبة في تلبية احتياجات المستخدمين على نطاق واسع. إدخال تقنية التنفيذ المتوازي، التي تسمح بمعالجة العديد من المعاملات في نفس الوقت، يمكن أن يزيد بشكل كبير من سعة النظام.

ومع ذلك، فإن التنفيذ المتوازي يجلب أيضًا تحديات جديدة، مثل التعامل مع العمليات المتزامنة على نفس العقد. هناك حاجة لتصميم آليات جديدة لحل النزاعات المحتملة. من الناحية المثالية، يمكن أن يؤدي المعالجة المتوازية للعقود غير المرتبطة إلى تحسين أداء النظام بشكل خطي.

ابتكار EVM المتوازي

بعض المشاريع الناشئة تستكشف تقنية EVM المتوازية، بهدف تحسين طبقة تنفيذ blockchain. تشمل الابتكارات الرئيسية:

• تنفيذ المعاملات المتوازية: يستخدم خوارزمية التوازي التفاؤلي، مما يسمح بمعالجة العديد من المعاملات في وقت واحد، من خلال تتبع علاقات الإدخال والإخراج لإدارة الاعتماد.
• تنفيذ مؤجل: تأخير تنفيذ المعاملة حتى يتم التوصل إلى توافق الآراء، maximizing استخدام وقت الكتلة.
• تحسين تخزين الحالة: تصميم قاعدة بيانات حالة مخصصة، لزيادة سرعة الوصول إلى الحالة.
• آلية إجماع فعالة: تحسين خوارزميات الإجماع الحالية لدعم تزامن العقد على نطاق واسع.

! الغوص العميق في EVM الموازي ونظامه البيئي

التحديات والاعتبارات

تتضمن التحديات الرئيسية التي تواجه EVM المتوازية:

• التنفيذ الفني: يجب حل مشكلة الصراعات المحتملة في الحالة، وتصميم آلية فعالة للكشف عن الصراعات وحلها.
• حماية الملكية الفكرية: كيفية مشاركة نتائج الابتكار مع المجتمع أثناء حماية التكنولوجيا الأساسية.
• اللامركزية في العقد: تحقيق توازن بين متطلبات الأداء العالي ودرجة اللامركزية للشبكة.

نظرة عامة على مشروع EVM المتوازي

حالياً، نظام EVM البيئي المتوازي يتطور بسرعة، حيث تظهر العديد من المشاريع الابتكارية:

1. مشروع A: يهدف إلى تحسين EVM من خلال التنفيذ المتوازي وهندسة الأنابيب، بهدف الوصول إلى 10,000 TPS. تم إكمال تمويل كبير، والفريق لديه خلفية قوية.

2. المشروع B: الانتقال من شبكة متخصصة في التداول إلى EVM متوازية شاملة، تدعم ما يصل إلى 12,500 TPS. تم إطلاق شبكة اختبار، وتم فتح المصدر لإطار دعم Layer 2 الذي يعتمد على التقنية المتوازية.

3. المشروع C: تعزيز أداء طبقة التنفيذ من خلال تقنية EVM++ المزدوجة للآلة الافتراضية. الفريق الأساسي يتكون من مشروع بلوك تشين معروف، وقد تم إطلاق شبكة الاختبار العامة وخطة حوافز النظام البيئي.

4. المشروع D: شبكة متوافقة مع EVM مبنية على Cosmos SDK، تقوم بإدخال تقنية EVM المتوازية لتحسين الأداء.

5. المشروع E: تحقيق التوافق مع EVM على سلسلة كتل عالية الأداء، ودعم مطوري Solidity لنشر التطبيقات بنقرة واحدة، وتجاوز TPS 2,000.

6. المشروع F: إدخال آلة افتراضية عالية الأداء إلى نظام إثيريوم البيئي، وتنفيذ المعاملات في بيئة هذه الآلة الافتراضية، مع التسوية على إثيريوم.

7. المشروع G: شبكة Layer 2 المودولية، تدعم العديد من الآلات الافتراضية عالية الأداء، مع اختيار مرن لطبقة التسوية وطبقة التنفيذ.

تظهر هذه المشاريع تنوع وإمكانات تقنية EVM المتوازية، وتعمل على تعزيز كفاءة تنفيذ blockchain وتوسيع سيناريوهات التطبيق.

الخاتمة

تُشير تطورات تقنية EVM المتزامنة إلى أهمية تحسين طبقة التنفيذ في مجال blockchain. من المتوقع أن تُساهم هذه الابتكارات في زيادة إنتاجية وكفاءة أنظمة blockchain، مما يُؤسس لبناء تطبيقات لامركزية قابلة للتوسع. مع نضوج هذه التقنية وتطبيقها، ستلعب EVM المتزامنة دورًا مهمًا في تشكيل نظام blockchain البيئي في المستقبل.