探讨并行EVM技术及其生态发展

EVM概述

EVM(以太坊虚拟机)是智能合约执行的核心。开发者使用Solidity等高级语言编写合约，再编译成EVM可执行的字节码。熟悉底层操作码的工程师可以直接优化代码，提高效率并降低gas消耗。著名的Seaport协议就大量使用内联汇编来最小化用户成本。

EVM作为执行层定义了标准字节码,使合约可在多个网络上部署。虽然标准统一,但实现方式多样。以太坊的Geth客户端用Go实现EVM,而Ipsilon团队维护C++版本,允许不同的优化和定制。

并行EVM的需求

传统区块链按顺序执行交易,类似单核CPU,难以扩展到大规模用户基础。并行EVM允许同时处理多笔交易,大幅提升吞吐量。但这带来了工程挑战,如处理并发交易对同一合约的写入冲突。

并行EVM的创新

以Monad为例,其创新包括:

• 乐观并行执行:同时处理多笔交易,跟踪输入输出,根据关联性决定执行顺序。

• 延迟执行:先达成交易排序共识,再推迟到独立通道执行,提高效率。

• 自定义状态数据库:优化状态存储和访问,加快智能合约执行。

• 高性能共识机制:改进HotStuff机制,支持大规模节点同步,提高共识效率。

技术挑战

并行执行引入状态冲突问题,需要冲突检测和解决机制。各团队还需重新设计状态数据库,开发兼容的共识算法。

主要挑战包括以太坊长期价值捕获和节点去中心化。快速生态发展是保持竞争力的关键。需在性能和去中心化间取得平衡。

并行EVM项目概览

• Monad:领先的并行EVM项目,目标10,000 TPS,已获2.44亿美元融资。

• Sei:推出Sei V2并行EVM网络,TPS可达12,500。

• Artela:通过EVM++双虚拟机增强执行层。

• Canto:引入Cyclone Stack计划以支持并行EVM。

• Neon:Solana上的EVM兼容解决方案,TPS超2,000。

• Eclipse:将Solana VM引入以太坊的Layer 2方案。

• Lumio:模块化VM Layer 2,支持多种高性能VM。

结语

并行EVM等执行层创新为提高区块链性能和可扩展性提供了有力支持。这些技术的发展将推动区块链生态系统进一步进步,支持更广泛的应用。