Máy ảo Ethereum EVM và sự phát triển của nó

Máy ảo Ethereum và Solidity

Phát triển hợp đồng thông minh là kỹ năng cơ bản của kỹ sư blockchain. Các nhà phát triển thường sử dụng các ngôn ngữ cấp cao như Solidity để viết logic hợp đồng. Tuy nhiên, EVM không thể thực thi trực tiếp mã Solidity, cần phải biên dịch nó thành mã thao tác hoặc mã byte. Mặc dù có các công cụ có thể tự động hoàn thành quá trình chuyển đổi này, nhưng hiểu nguyên lý cơ bản vẫn giúp tối ưu hiệu suất hợp đồng.

Việc lập trình trực tiếp bằng mã máy có thể đạt được hiệu suất thực thi hợp đồng cao hơn, giảm tiêu thụ gas. Ví dụ, giao thức cốt lõi của một nền tảng giao dịch NFT nổi tiếng đã sử dụng rất nhiều mã hợp nhất để tối ưu hóa chi phí gas cho người dùng.

Tiêu chuẩn và triển khai EVM

EVM như là môi trường thực thi của hợp đồng thông minh, tiêu chuẩn bytecode của nó đã trở thành quy chuẩn trong ngành. Sự chuẩn hóa này cho phép các nhà phát triển dễ dàng triển khai hợp đồng trên các chuỗi tương thích EVM khác nhau. Mặc dù tuân thủ cùng một tiêu chuẩn, các đội khác nhau có thể có sự khác biệt trong việc triển khai cụ thể EVM. Chẳng hạn, khách hàng chính của Ethereum sử dụng ngôn ngữ Go để triển khai EVM, trong khi các đội khác có thể chọn các ngôn ngữ như C++. Sự đa dạng này cung cấp không gian cho việc tối ưu hóa hiệu suất và tùy chỉnh.

Công nghệ EVM song song

Truyền thống, cộng đồng blockchain chú trọng hơn đến đổi mới thuật toán đồng thuận. Tuy nhiên, hệ thống blockchain hiệu suất cao cũng cần tối ưu hóa tầng thực thi. Chỉ đơn thuần nâng cao hiệu suất đồng thuận mà bỏ qua tầng thực thi có thể dẫn đến nút thắt về hiệu suất, cần có hỗ trợ phần cứng mạnh mẽ hơn.

Sự cần thiết của xử lý song song

Hầu hết các hệ thống blockchain sử dụng phương pháp thực hiện giao dịch theo thứ tự, tương tự như CPU đơn lõi. Phương pháp này mặc dù đơn giản nhưng khó đáp ứng được nhu cầu của số lượng lớn người dùng. Việc giới thiệu công nghệ thực thi song song, cho phép xử lý nhiều giao dịch cùng một lúc, có thể nâng cao đáng kể thông lượng của hệ thống.

Tuy nhiên, việc thực hiện song song cũng mang đến những thách thức mới, chẳng hạn như xử lý các giao dịch đồng thời đối với cùng một hợp đồng. Cần thiết phải thiết kế cơ chế mới để giải quyết các xung đột tiềm ẩn. Lý tưởng nhất, việc xử lý song song các hợp đồng không liên quan có thể nâng cao hiệu suất hệ thống theo tuyến tính.

Đổi mới EVM song song

Một số dự án mới nổi đang khám phá công nghệ EVM song song, nhằm tối ưu hóa lớp thực thi blockchain. Các đổi mới chính bao gồm:

• Thực thi giao dịch song song: Sử dụng thuật toán song song lạc quan, cho phép xử lý nhiều giao dịch đồng thời, quản lý sự phụ thuộc thông qua việc theo dõi mối quan hệ đầu vào và đầu ra.
• Thực hiện trễ: Đẩy lùi việc thực hiện giao dịch cho đến khi đạt được đồng thuận, tối đa hóa việc sử dụng thời gian khối.
• Tối ưu hóa lưu trữ trạng thái: Thiết kế cơ sở dữ liệu trạng thái chuyên dụng, cải thiện tốc độ truy cập trạng thái.
• Cơ chế đồng thuận hiệu quả: Cải tiến thuật toán đồng thuận hiện tại, hỗ trợ đồng bộ hóa nút quy mô lớn.

Thách thức và xem xét

Các thách thức chính mà EVM song song phải đối mặt bao gồm:

• Thực hiện kỹ thuật: Cần giải quyết vấn đề xung đột trạng thái tiềm ẩn, thiết kế cơ chế phát hiện và giải quyết xung đột hiệu quả.
• Bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ: Trong khi bảo vệ công nghệ cốt lõi, làm thế nào để chia sẻ thành quả đổi mới với cộng đồng.
• Node phi tập trung: Cân bằng nhu cầu hiệu suất cao với mức độ phi tập trung của mạng.

Tổng quan dự án EVM song song

Hiện tại, hệ sinh thái EVM song song đang phát triển nhanh chóng, xuất hiện nhiều dự án đổi mới.

1. Dự án A: Nhằm tối ưu hóa EVM thông qua việc thực thi song song và kiến trúc ống dẫn, mục tiêu đạt 10,000 TPS. Đã hoàn thành huy động vốn quy mô lớn, đội ngũ có nền tảng mạnh.

2. Dự án B: Chuyển từ mạng chuyên biệt giao dịch sang EVM song song toàn diện, hỗ trợ lên đến 12,500 TPS. Đã ra mắt mạng thử nghiệm và mã nguồn mở khung hỗ trợ công nghệ song song cho Layer 2.

3. Dự án C: Tăng cường hiệu suất lớp thực thi thông qua công nghệ Máy ảo kép EVM++. Đội ngũ cốt lõi đến từ các dự án blockchain nổi tiếng, đã khởi động mạng thử nghiệm công khai và kế hoạch khuyến khích hệ sinh thái.

4. Dự án D: Mạng tương thích EVM được xây dựng trên Cosmos SDK, đang giới thiệu công nghệ EVM song song để nâng cao hiệu suất.

5. Dự án E: Triển khai khả năng tương thích EVM trên một chuỗi công khai hiệu suất cao, hỗ trợ các nhà phát triển Solidity triển khai ứng dụng chỉ với một cú nhấp chuột, TPS vượt quá 2,000.

6. Dự án F: Đưa một máy ảo hiệu suất cao vào hệ sinh thái Ethereum, thực hiện giao dịch trong môi trường VM đó, đồng thời thanh toán trên Ethereum.

7. Dự án G: Mạng Layer 2 máy ảo mô-đun, hỗ trợ nhiều máy ảo hiệu suất cao, linh hoạt chọn lớp thanh toán và lớp thực thi.

Những dự án này thể hiện sự đa dạng và tiềm năng của công nghệ EVM song song, đang thúc đẩy việc nâng cao hiệu quả thực thi blockchain và mở rộng các kịch bản ứng dụng.

Kết luận

Sự phát triển của công nghệ EVM song song đánh dấu sự chú trọng của lĩnh vực blockchain đối với việc tối ưu hóa lớp thực thi. Những đổi mới này hứa hẹn sẽ nâng cao khả năng xử lý và hiệu suất của hệ thống blockchain, tạo nền tảng cho việc xây dựng các ứng dụng phi tập trung có thể mở rộng. Khi công nghệ trưởng thành và được triển khai, EVM song song sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc định hình hệ sinh thái blockchain tương lai.