EVM: إثيريوم المكون الأساسي

EVM هو الجوهر في إثيريوم، مسؤول عن تشغيل العقود الذكية ومعالجة المعاملات. على عكس الافتراضية في الكمبيوتر الحقيقي، EVM هو محرك حساب متخصص، يوفر تجريدًا للحساب والتخزين. ينفذ مجموعة تعليمات بايت كود الخاصة به، والتي تُركب عادةً بواسطة Solidity.

EVM هو آلة حالة شبه كاملة من حيث نظرية الحوسبة. السبب في “شبه” هو أن جميع خطوات التنفيذ ستستهلك موارد غاز محدودة، مما يقيد عدد خطوات تنفيذ العقود الذكية، ويتجنب حالة الحلقة اللانهائية المحتملة التي قد تؤدي إلى توقف النظام بأكمله.

لا يحتوي EVM على وظيفة جدولة، بل ينفذ المعاملات في الكتلة بالتتابع. ستقوم هذه العملية بتعديل حالة العالم، ويتم تجميع الحالة بعد تنفيذ كل معاملة. نظرًا لأن تنفيذ الكتلة التالية يعتمد بشكل صارم على الحالة النهائية للكتلة السابقة، فإن عملية التنفيذ الخطية للمعاملات في إثيريوم من الصعب تحسينها بالتوازي.

على الرغم من أن هذا التنفيذ التسلسلي يضمن الأمان، إلا أنه قد يؤدي إلى ازدحام الشبكة وتأخير في حالات التحميل العالي، وهذه واحدة من الأسباب التي تجعل إثيريوم بحاجة إلى توسيع Layer2 Rollup.

استراتيجية التوازي عالية الأداء Layer1

تصمم معظم Layer1 عالية الأداء خطط تحسين لمعالجة العيوب التي لا يمكن لـ إثيريوم معالجتها بشكل متوازٍ، مع التركيز بشكل أساسي على اختيار الآلة الافتراضية والتنفيذ المتوازي.

اختيار الآلة الافتراضية

تستخدم Layer1 عالية الأداء المزيد من الآلات الافتراضية المستندة إلى رموز بايت WASM أو eBPF أو رموز بايت Move بدلاً من EVM.

WASM هو تنسيق بايت صغير الحجم وسريع التحميل وقابل للنقل وآمن، يدعم العديد من لغات البرمجة. لقد اعتمدت العديد من مشاريع البلوكشين هذا كمعيار، كما أن إثيريوم تخطط أيضًا لدمج WASM في المستقبل.

تكنولوجيا eBPF نشأت من تقنية تصفية حزم البيانات الشبكية، وتطورت لاحقًا لتصبح تقنية تتيح تعديل نواة نظام التشغيل ديناميكيًا دون الحاجة إلى تعديل الشيفرة المصدرية. تستخدم بعض شبكات البلوك تشين التعليمات البرمجية الثنائية المستندة إلى eBPF لتشغيل العقود الذكية.

لغة البرمجة للعقود الذكية Move تركز على الأمان وقابلية التحقق، وتهدف إلى معالجة مشكلات الأمان في الأصول والمعاملات. اعتمدت بعض مشاريع البلوك تشين الناشئة Move أو إصدارات مخصصة منها لكتابة العقود الذكية.

التنفيذ المتوازي

تنفيذ المعاملات المتوازية في البلوكشين يعني معالجة المعاملات غير ذات الصلة في نفس الوقت. التحدي الرئيسي لتحقيق التنفيذ المتوازي هو تحديد أي المعاملات مستقلة. تعتمد Layer1 عالية الأداء بشكل رئيسي على طريقتين: طريقة الوصول إلى الحالة ونموذج التنفيذ المتوازي المتفائل.

تحتاج طرق الوصول إلى الحالة إلى معرفة مسبقة عن أي جزء من حالة blockchain يمكن لكل معاملة الوصول إليه، من أجل تحليل المعاملات المستقلة.

تفترض نموذج التوازي المتفائل أن جميع المعاملات مستقلة، ويتم التحقق من هذه الافتراضات بعد التنفيذ وإجراء التعديلات عند الضرورة.

تطور EVM المتوازي

تم تقديم مفهوم EVM الموازية في عام 2021 ، وكان يشير في البداية إلى EVM الذي يدعم معالجة معاملات متعددة في وقت واحد. مؤخرًا ، أعاد هذا المفهوم جذب الانتباه ، مما أدى إلى تطوير موجة من Layer1 المتوافقة مع EVM التي تعتمد على تقنية التنفيذ المتوازي.

EVM المتوازي المحدد بشكل معقول يتضمن بشكل رئيسي ثلاث فئات:

1. ترقية التنفيذ المتوازي لـ Layer1 المتوافق مع EVM الحالي
2. تقنية التنفيذ المتوازي الجديدة المتوافقة مع EVM Layer1
3. حلول متوافقة مع EVM على Layer1 غير المتوافقة مع EVM

تستكشف بعض المشاريع الناشئة في هذه الاتجاهات، مثل Monand و Sei V2 و Artela و Solana Neon. تعتمد هذه المشاريع استراتيجيات تنفيذ متوازية مختلفة، تهدف إلى تحسين كفاءة معالجة المعاملات وأداء الشبكة.

آفاق

تقنية التوازي في البلوكشين هي موضوع يتطور باستمرار. حاليًا، معظم الحلول هي تعديلات وتقليد لنموذج التنفيذ المتفائل، ولم تحقق بعد أي اختراقات جوهرية.

من المحتمل أن تنضم المزيد من المشاريع الناشئة Layer1 إلى المنافسة على EVM المتوازية في المستقبل، وقد تقوم Layer1 الحالية أيضًا بتنفيذ ترقية متوازية لـ EVM أو حلول متوافقة مع EVM. على الرغم من أن هذين الاتجاهين لهما مسارات مختلفة، إلا أنهما يهدفان إلى تعزيز الأداء.

بالإضافة إلى أداء EVM العالي، فإن التطور المتنوع لتكنولوجيا البلوكشين يستحق أيضًا التوقع، مثل WASM وSVM وتقنيات الآلات الافتراضية الجديدة مثل Move VM، والتي قد تجلب فرص تطوير جديدة.