并行EVM+驱动:探索区块链无限可扩展性和规模应用实现

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YBB Capital
1个月前
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EVM+是一种先进的模式,专门设计用来推动以太坊虚拟机的进一步发展,以更好地适应快速变化的加密领域。在这个模式中,随着Web2的创新和生产力逐渐整合进Web3,人工智能、DePIN和DeFi安全等实际技术也正在快速集成到加密应用中。

原文作者:YBB Capital Researcher  Ac-Core

并行EVM+驱动:探索区块链无限可扩展性和规模应用实现

前言:

EVM+是一种先进的模式,专门设计用来推动以太坊虚拟机的进一步发展,以更好地适应快速变化的加密领域。在这个模式中,随着Web2的创新和生产力逐渐整合进Web3,人工智能、DePIN 和 DeFi 安全等实际技术也正在快速集成到加密应用中。EVM+提供了一种全新的解决方案,通过无缝整合 EVM 资产、协议和基础架构,不仅促进了大规模应用的发展,也加快了加密货币与主流应用的融合。它通过实现 EVM+WASM 链上原生扩展来增强区块链的扩展性,并通过支持并行 EVM 执行,进一步优化了区块链的处理能力。

据 Techandtips 123 解释,并行 EVM 就像组织一场聚会时的分工。假设你需要为搬家准备让大伙各司其职:A 运输大件行李,B 运输贵重物品,C 负责物品搬运,而 D 负责新场地卫生布局。这种分工让整个工作由四人完成,大大节省了时间并提高了效率。

并行 EVM 的概念也类似,它通过将计算任务分配给多个执行单元来进行。在以太坊网络中,许多参与者同时处理不同的交易,每种交易都像是一个独立的任务,例如转账或生成新的代币。每个参与者在 EVM 上独立处理一项任务,就如同在区块链上运行的独立计算机程序。完成后,这些任务的结果被汇总回网络并形成最终区块。当单个执行者无法独立处理大量交易时,速度会降低,使用难度增加。并行 EVM 的引入正是为了解决这个问题,通过允许多个执行者同时处理不同交易,网络能够更快地处理更多交易,减少了拥堵和相关成本。

引入新“层”的想法:

并行EVM+驱动:探索区块链无限可扩展性和规模应用实现

图源:Artela — From EVM+ to EVM++

Vitalik Buterin 指出:“L2 用于扩展,L3 用于定制功能,例如隐私保护。 在这一愿景中,没有人试图提供 ‘可扩展性平方’;相反,堆栈中有一层用于帮助应用程序扩展,而另一层用于满足不同用例的定制功能需求。”

在 Vitalik 的以太坊愿景中,解决非扩展需求的 "层 "显然扮演着重要角色。他的观点强调了区块链网络支持 "定制功能 "的必要性。对于以太坊来说,满足这一需求的方法可能是建立一个新的层,而 Artela 则是在基础层上添加 "原生扩展"。

就区块链而言,功能性是指支持各种应用的能力。以太坊虚拟机(EVM)作为支持智能合约的运行时引擎,是创建 DApp 实现功能的主流模式。EVM 最初由以太坊提出,现在已被许多智能合约链采用,通常称为支持 EVM 的链或 EVM 等价链。然而,目前的 EVM 在支持 DApp 的扩展功能方面已被证明是有限的。关键的挑战在于如何在 EVM 链中拓展功能边界。在实践中有两个改进方向:

  • 用更好的虚拟机取代 EVM;

  • 通过补充扩展来加强 EVM。

第一种方法规避了 EVM 的局限性,但需要放弃基于 EVM 的智能合约。MoveVM 和 FuelVM 就是这种实现方式的例子。虽然未来可能需要更高级的虚拟机,但它们需要相当长的时间才能达到与 EVM 相同的成熟度和普及程度。

第二种方法是引入一个新的堆栈,通过 "扩展 "来增强 EVM。这样做的目的是在保持 EVM 等效性的同时,将 EVM 的功能极限推向其原始规范之外。这种方法是在现有 EVM 基础设施之上增强 DApp 功能。探索 EVM 增强功能为 DApp 功能中令人兴奋的可能性和持续创新打开了大门,并带来了重大的新兴创新。

Artela:

Artela 网络中的 EVM+

Artela 的使命是创建一个基础层区块链网络,以满足对大规模去中心化应用日益增长的需求。Artela 的创新设计允许开发人员以模块化方式在区块链基础层之上创建本地扩展,从而提高区块链的可编程性。这种方法将帮助开发人员以轻量级和动态的方式实现自定义功能,为更快的创新和更多的可能性打开大门。

Artela 有一个扩展层,允许添加名为 Aspect 的本地用户定义扩展模块,在确保与现有 EVM 智能合约兼容的同时,提高了可编程性。Aspect 允许开发人员在智能合约之外的整个交易生命周期中注入额外的逻辑来处理交易和相关区块。

Artela 已经建立了一个高度可扩展的 EVM+ 网络,利用 Aspect 编程(见扩展链接 1)与 EVM 兼容的网络上引入了 WASM 虚拟机,这些虚拟机可以相互操作,实现链上扩展程序的动态添加和执行。EVM+ 使开发人员能够构建高性能协议、模块化 DApp,并针对特定场景定制底层功能。

并行EVM+驱动:探索区块链无限可扩展性和规模应用实现

图源:Artela 官方

在 DevNet 和 Public Testnet 期间,Artela 与社区的开发人员共同开发,探索 EVM+ 网络的潜力,并由此产生了富有想象力的使用案例:

  • 利用 WASM 作为链上协处理器,促进人工智能代理算法和其他高性能模块直接在区块链上执行,同时确保与 EVM 系统的无缝互操作性;

  • 参与自主世界的链上人工智能代理,实现可与用户互动的真正可编程链上 NPC;

  • 可选择实时执行的链上安全模块,允许 DeFi 协议即时识别和恢复可疑交易。

一个既能完全实现链上协议、人工智能和安全 DeFi,又能保持与 EVM 世界的兼容性和互操作性的新时代即将到来。

从 EVM+ 到 EVM++

Artela 的愿景是建立一个无限可扩展的网络,EVM+ 不是最终目标而是一个起点。Artela 的下一步是 EVM++,这是一个平行的 EVM+ 网络,可以充分释放可扩展区块链的潜力。EVM+ 释放了 EVM 的可扩展性,旨在适应新的加密世界,在这个世界里,Web2 的生产力和创新,以及人工智能、DePIN 和金融科技等实用技术,正在迅速融入 DApps。EVM++ 释放了 EVM 的可扩展性,使这个极具创造力的网络能够进一步促进 DApps 的大规模应用,并加速加密货币与主流应用的整合。

EVM++并行弹性 EVM 网络

Artela 的并行 EVM++ 将分两个阶段实施。

第一阶段涉及在 EVM+ 下并行执行事务。Artela 的网络不仅实现了基本的并行 EVM,还解决了 EVM+ Aspect 下并行执行的难题,这是一个在 WASM 虚拟机上运行的扩展程序,可在事务的生命周期内调用。

在第二阶段,Artela 将利用并行功能,并将其与弹性计算相结合,实现弹性区块空间,这是一种动态机制,允许 DApp 将并行执行的优势最大化。

并行 EVM 简述

Artela 的水平可扩展架构围绕并行执行而设计,通过弹性计算确保网络节点计算能力的可扩展性,最终实现弹性块空间。

  • 并行执行:Artela 上的事务可以并行执行。Artela 网络根据事务依赖性冲突分析,对并行执行的事务进行分组;

  • 弹性计算:验证器节点支持横向扩展,网络会根据当前的网络负载或订阅情况自动调整验证器的计算节点。扩展过程由弹性协议协调,确保共识网络中有足够的弹性计算节点;

  • 弹性区块空间:基于弹性计算,除了扩展公共区块空间外,有独立区块空间需求的大型 DApp 还可以在网络中申请专用弹性区块空间。

“弹性区块空间”

弹性区块空间指的是可动态扩展的区块空间,为具有高交易吞吐量需求的 DApp 提供具有协议保证的专用区块空间。默认情况下,区块的公共区块空间容量有限。当 DApp 申请独立区块空间时,区块将增加额外空间,该空间只容纳与 DApp 智能合约相关的交易。当区块空间扩大时,验证者需要增加弹性执行节点,以扩大相应的处理能力。

弹性区块空间是区块链的一种扩展机制,可在保持互操作性的同时实现无限扩展。分片区块链、应用链网络、Layer 2 等可扩展网络也能提供独立的区块空间,但隔离和区块生成是不同步的。弹性区块空间允许具有独立区块空间的 DApp 通过同一区块中的原子交易进行同步交互,避免了异步跨链通信的需要。

当 Artela 网络中的 DApp 需要高度可扩展性时,它可以订阅弹性区块空间来处理吞吐量的增加。弹性区块空间和本地扩展为 Artela 中的 DApp 提供了可扩展性和定制功能。

Artela 利用本地扩展增强 DApp 功能

通过利用 Aspect 编程,开发人员能够创建本地扩展(见扩展链接 2),在所有区块链基础层之上将自定义功能纳入 DApp,并与现有的 EVM 智能合约相结合,以增强 DApp 的功能。

并行EVM+驱动:探索区块链无限可扩展性和规模应用实现

图源作者:Joshua Esin

1.增强可扩展性:

在 Artela 中,Aspect 编程的优势之一在于其无与伦比的可扩展性。传统的智能合约在修改或扩展功能时往往会受到限制。Artela 的 Aspect 编程通过提供模块化和可扩展的框架克服了这一障碍。开发人员可以无缝扩展现有合约的功能,而无需修改其核心逻辑。这种可扩展性为更加敏捷和可扩展的 dApp 开发铺平了道路。

2.提高安全性:

在不断发展的区块链安全领域,Artela 的 Aspect Programming 引入了一种模式转变。与传统的白盒安全措施不同,Aspect 编程提供了一个补充性的黑盒安全解决方案。实时监控、主动风险缓解和运行时行为分析有助于建立一个强大的安全框架,防止漏洞并确保协议的连续性。

3.链上意图求解器:

Artela 的 Aspect Programming 引入了链上意图求解器的革命性概念。传统上用户需要指定详细的函数调用来执行事务,有了链上意图解算器,用户可以用人类可读的语言表达所需的结果,从而获得更直观、更可定制的体验。例如,用户可以将其意图指定为 "用 X ETH 兑换 Y USDC",从而无需调用复杂的函数。

4.准时制(JIT)操作:

JIT 操作是广泛应用于各种场景的强大概念,通过 Artela 的 Aspect Programming 这一概念获得了灵活性。在区块生命周期内执行链上逻辑并将其与原子交易中的智能合约相结合,为 JIT 清算、JIT LP 管理和 MEV 捕捉 AMM 策略提供了可能性。

5.本地事件驱动行动:

Artela 中的原生事件驱动操作使用户能够订阅实时链上事件,触发原子任务。这一功能有助于保持链上和链下状态的一致性,实现异步跨链消息通知,并增强区块链自动化。

6.全链游戏:

Artela 的 Aspect Programming 将其影响力扩展到游戏领域,为开发人员提供了增强游戏内资产可编程性的工具。有了 Artela,游戏设备 NFT 可以通过可编程性进行升级,从而在游戏生态系统中开创多功能用户体验的新时代。

7.OnChain MicroServices:

Artela 能够在区块链网络上创建公共链上服务,促进不同用户和组织的集体维护和治理。这种模式促进了资源共享、协同创新,减少了发展障碍,有助于去中心化金融生态系统的发展。

去中心化网络的内置 "功能层":提升区块链能力。

Artela 的编程模型为区块链网络引入了一个内置的 "功能层",无需第三方网络或复杂的链外系统。该功能层扩展了基础层的本机功能,包括安全保护、保管员功能、自动化、链外同步。该功能层的集成标志着去中心化网络在协议开发和用户体验方面的飞跃。

结语:

Web3 的基础技术是公共区块链,它首先由中本聪的比特币网络推向世界,后来由以太坊等智能合约平台大大扩展了其功能。有些人认为区块链是去中心化的数据网络,即分布式账本技术。实际上它远不止数据层面这么简单。

区块链更像是一台计算机而不是账本或数据库,如今我们面临的挑战是如何设计出更好的计算机。Artela 区块链是在 Cosmos SDK 的基础上构建的并在引擎层面做了许多改进,其次 Artela 与 EVM 兼容,创新是引入了 Aspect Programming(特征编程),以实现链上扩展。除了 EVM,Artela 还添加了第二个基于 WASM 的虚拟机,以支持多种编程语言(汇编脚本、rust、C、C++),并能访问更多的链上资源,因此 EVM 适用于通用智能合约,而 Aspect VM 适用于特定应用扩展。

扩展链接:
(1)https://docs.artela.network/main/Aspect-Programming/Aspect (Aspect 官方解释)

(2)https://docs.artela.network/Core-Concepts/Chain-Native-Pattern (利用 Aspect 编程本地扩展)

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