Interpretación completa de EVM paralelo

1. ¿Qué es Parallel EVM?Parallel Ethereum Virtual Machine (EVM) es una versión mejorada de la tradicional Ethereum Virtual Machine (EVM) que mejora la capacidad de procesamiento de transacciones en blockchain al procesar múltiples transacciones no conflictivas simultáneamente, aumentando así la velocidad y eficiencia del procesamiento de transacciones.

La Máquina Virtual Ethereum (EVM) es el mecanismo de consenso y ejecución de la red Ethereum, responsable del procesamiento y ejecución de transacciones. En la EVM tradicional, las transacciones y los contratos inteligentes se ejecutan de forma secuencial. Cada transacción debe procesarse una por una, formando un proceso ordenado lineal. Si bien este método es simple, puede provocar cuellos de botella, especialmente a medida que aumenta el volumen de transacciones. Cada transacción debe esperar su turno, lo que puede aumentar el tiempo de procesamiento, causando posibles retrasos y costos más altos (en términos de tarifas de gas). La EVM paralela mejora significativamente la capacidad de procesamiento y la velocidad de ejecución de la cadena de bloques al procesar múltiples transacciones no conflictivas simultáneamente. Por ejemplo, si Bob quiere intercambiar, Alice quiere crear un nuevo NFT y Eric quiere apostar fondos a un validador, estas transacciones pueden procesarse simultáneamente en lugar de secuencialmente, reduciendo el tiempo y los costos de procesamiento de transacciones. Esta capacidad de procesamiento paralelo permite que la cadena de bloques maneje más transacciones en un tiempo más corto, resolviendo los problemas de congestión de los sistemas de cadena de bloques tradicionales.

2. ¿Cómo funciona el EVM paralelo?

En la arquitectura actual de EVM, las operaciones de lectura y escritura más granulares son sload y almacén, que se utilizan para leer y escribir el árbol de estado, respectivamente. Por lo tanto, asegurar que diferentes hilos no entren en conflicto en estas dos operaciones es el punto de entrada directo para implementar EVM paralelo/concurrente. De hecho, en Ethereum, hay un tipo especial de transacción que incluye una estructura especial llamada una “lista de acceso,” que permite a las transacciones llevar las direcciones de almacenamiento que leerán y modificarán. Esto proporciona un buen punto de partida para implementar un enfoque concurrente basado en programador. En cuanto a la implementación del sistema, hay tres formas comunes de EVM paralelo/concurrente:

• Procesamiento Concurrente Basado en Programador - Lista de Acceso: Antes de ejecutar transacciones, determine de antemano las direcciones de almacenamiento que se leerán y modificarán a través de la lista de acceso. La lista de acceso contiene toda la información de estado necesaria para cada transacción.- Algoritmo de programación: El algoritmo de programación organiza transacciones en diferentes hilos basados en la lista de acceso, asegurando que las transacciones ejecutadas simultáneamente no accedan a la misma dirección de almacenamiento, evitando así conflictos.- Ejecución Concurrente: Durante la ejecución real, múltiples transacciones pueden ejecutarse simultáneamente en diferentes hilos, con el algoritmo de programación asegurando que estas transacciones no tengan interdependencias o conflictos.- Instancias de EVM multihilo - Instanciar múltiples EVM: Crea varias instancias de EVM en un nodo, cada una de las cuales puede ejecutarse de forma independiente y procesar transacciones.- Asignar transacciones: Distribuir transacciones para ser procesadas según alguna estrategia (como valor hash, marca de tiempo, etc.) a diferentes instancias de EVM.- Ejecución paralela: cada instancia de EVM ejecuta las transacciones asignadas a ella en su propio hilo, con varias instancias ejecutándose simultáneamente para lograr el procesamiento paralelo.- Fragmentación a nivel del sistema - Fragmentación de datos: Dividir todo el estado de la cadena de bloques en múltiples fragmentos, cada uno conteniendo una parte de la información del estado global.- Nodos de Shard: Ejecute múltiples nodos en cada shard, siendo cada nodo responsable de mantener y procesar transacciones y estados dentro de ese shard.- Comunicación entre fragmentos: garantizar la coherencia de los datos y el orden global de transacciones entre diferentes fragmentos a través de protocolos de comunicación entre fragmentos. La comunicación entre fragmentos se puede implementar mediante el envío de mensajes entre fragmentos y mecanismos de bloqueo entre fragmentos.- Procesamiento paralelo: los nodos dentro de cada fragmento pueden procesar transacciones de forma independiente dentro de ese fragmento, mientras que varios fragmentos pueden funcionar en paralelo, logrando así la capacidad de procesamiento paralelo para todo el sistema.## 3. Proyectos Líderes3.1 Monad: Una capa 1 con EVM paralelo incorporado

Monad es un proyecto de blockchain de capa 1 basado en EVM, destinado a mejorar significativamente la escalabilidad y la velocidad de las transacciones en blockchain a través de sus características tecnológicas únicas. Monad procesa hasta 10,000 transacciones por segundo y tiene un tiempo de bloque de un segundo con finalidad instantánea. Este alto rendimiento se atribuye al mecanismo de consenso único de Monadbft y a la compatibilidad con la Máquina Virtual Ethereum (EVM). La aplicación de EVM paralelo en Monad incluye:

1. Implementación de Ejecución Paralela

• Método de Ejecución Optimista: Este método implica iniciar transacciones posteriores antes de que se completen las transacciones anteriores en el bloque, lo que a veces conduce a resultados de ejecución incorrectos. Para abordar este problema, Monad realiza un seguimiento de las entradas utilizadas durante la ejecución de la transacción y las compara con las salidas de transacciones anteriores. Si se encuentran discrepancias, las transacciones deben ser re-ejecutadas.- Análisis estático del código: Monad utiliza un analizador de código estático para predecir las dependencias entre transacciones durante la ejecución, evitando la ejecución paralela ineficaz. En el mejor de los casos, Monad puede predecir muchas dependencias con anticipación; en el peor de los casos, Monad volverá a un modo de ejecución simple.- Mecanismo de consenso Monadbft- Comunicación eficiente: El uso de firmas BLS emparejadas aborda problemas de escalabilidad al permitir que las firmas se agreguen progresivamente en una sola firma, demostrando que un mensaje ha sido firmado por una clave pública compartida.- Esquema de firma híbrida: las firmas BLS se utilizan solo para tipos de mensaje agregables (como votos y tiempos de espera), mientras que la integridad y autenticidad de los mensajes siguen siendo proporcionados por las firmas ECDSA.- Ejecución Retardada- Mayor Tolerancia a Fallos: Dado que la ejecución solo necesita mantenerse al día con la velocidad del consenso, este método es más tolerante a las variaciones en los tiempos de computación específicos.- Retraso de raíz de Merkle: Para garantizar la replicación de la máquina de estado, Monad incluye una raíz de Merkle retrasada por d bloques en la propuesta de bloque. Esto asegura la consistencia de la red, incluso en presencia de errores de ejecución del nodo o acciones maliciosas.Actualmente, el EVM paralelo de Monad admite el procesamiento de 10,000 transacciones por segundo, con un tiempo de bloque de solo 1 segundo, utilizando un mecanismo PoS para mejorar la seguridad y la eficiencia energética de la red. Se espera que la red principal se lance en el tercer trimestre de 2024. La cuenta oficial de Twitter de Monad ha acumulado 283,000 seguidores, liderando una comunidad entusiasta y activa. La comunidad de Ethereum, en particular, parece estar muy emocionada por el próximo lanzamiento de Monad, lo que posiciona a Monad para capturar la anticipación y la adopción tempranas. Con respecto al trasfondo del proyecto, Monad Labs ha completado dos rondas de financiación, en febrero de 2023 y en abril de este año. El 9 de abril de 2023, completaron una ronda de $225 millones liderada por Paradigm, con otros inversionistas que incluyen Electric Capital. En 2023, completaron una ronda inicial de $19 millones liderada por Dragonfly Capital, con la participación de Placeholder Capital, Lemniscap, Shima Capital, Finality Capital y los inversores ángel Naval Ravikant, Cobie y Hasu.

El equipo de Monad tiene una sólida formación, con miembros provenientes de los principales proyectos de blockchain y con una sólida experiencia técnica y respaldo financiero. El cofundador y CEO de Monad, Keone Hon, anteriormente dirigió un departamento de operaciones de alta frecuencia en Jump Trading. Se graduó del MIT. Otro cofundador, James Hunsaker, fue ingeniero de software senior en Jump Trading y se graduó de la Universidad de Iowa. Además, Eunice Giarta es la cofundadora y COO de Monad, con una amplia experiencia en fintech tradicional. Eunice anteriormente lideró equipos de desarrollo en la sección de pagos e infraestructura con licencia de Shutterstock y construyó sistemas de operaciones empresariales en Broadway Technology.

3.2 Red SEI: L1 con EVM Paralelo Incorporado, Versión V2 para Introducir EVM Paralelo

SEI Network es una cadena de bloques de Capa 1 centrada en la infraestructura de finanzas descentralizadas (DeFi), con un énfasis principal en el desarrollo de libros de órdenes. Al adoptar un mecanismo EVM paralelo, SEI Network realiza el emparejamiento de órdenes en paralelo, logrando alta velocidad, tarifas bajas y funciones especializadas para respaldar varias aplicaciones comerciales. El tiempo promedio de bloque de SEI es de 0.46 segundos, con más de 80 aplicaciones.

Aplicación del EVM Paralelo en la Red SEI:

• Propagación inteligente de bloques y procesamiento de bloques optimista: Al proporcionar todos los hash de transacciones relevantes, acelera el tiempo de procesamiento de transacciones, reduce la latencia y aumenta el rendimiento.- Motor de coincidencia de órdenes nativo: A diferencia de los sistemas de creador de mercado automatizado (AMM) comúnmente utilizados, SEI utiliza un libro de órdenes en cadena para coincidir las órdenes de compra y venta a precios específicos. Todas las aplicaciones descentralizadas (dApps) basadas en Cosmos pueden acceder al libro de órdenes y la liquidez de SEI.- Subastas frecuentes por lotes (FBA): Combina transacciones en lotes y ejecuta órdenes simultáneamente dentro de cada bloque para evitar el front-running y el MEV. SEI Network ya ha emitido su token nativo, SEI. En el ecosistema de SEI Network, el token SEI desempeña varios roles, incluyendo:- Tarifas de transacción: Los tokens SEI se utilizan para pagar las tarifas de transacción en la red SEI. Estas tarifas sirven como incentivos para los validadores y ayudan a asegurar la red.- Staking: Los usuarios pueden apostar tokens SEI para obtener recompensas y mejorar la seguridad general de la red SEI.- Gobernanza: los titulares de tokens SEI tienen la capacidad de participar activamente en la gobernanza de la red SEI. Esta participación incluye votar en propuestas y elegir validadores.

El suministro total de tokens de SEI es de 10 mil millones, con un 51% asignado a la comunidad de SEI. De esto, el 48% se reserva para reservas de ecosistema, recompensar a los validadores y colaboradores, validadores y desarrolladores. Otro 3% (300 millones de SEI) está designado para la primera temporada de lanzamientos aéreos, con las porciones restantes asignadas a inversores privados, la fundación y el equipo de SEI.

A partir del 30 de mayo, el precio de los tokens SEI es de $0.5049, con una capitalización de mercado de $1,476,952,630, ocupando el puesto 63 en la tabla de clasificación de criptomonedas. El volumen de operaciones en las últimas 24 horas es de $78,970,605, lo que indica una alta participación en el mercado. El TVL (Total Value Locked) actual de SEI Network es de 18 millones, con un total de aproximadamente $55 millones en financiación y una FDV (Fully Diluted Valuation) de $8.2 mil millones. La cuenta oficial de Twitter tiene 666,000 seguidores. Jeff Feng, cofundador de SEI Network, se graduó de la Universidad de California, Berkeley. Antes de unirse al capital de riesgo de Coatue Management, trabajó como banquero de inversiones tecnológicas en Goldman Sachs durante tres años. Otro cofundador, Jayendra, se graduó de la Universidad de California, Los Ángeles, y fue pasante de ingeniería de software en Facebook.

3.3 Eclipse: Un punto intermedio, Introduciendo SVM al Ecosistema Ethereum como L2

Eclipse es una solución de capa 2 optimista de próxima generación basada en Ethereum, impulsada por la Máquina Virtual Solana (SVM). Al integrar SVM en Ethereum, combina el proceso de liquidación de Ethereum, la ejecución de la máquina virtual de Solana, la disponibilidad de datos de Celestia y las pruebas de conocimiento cero de RISC Zero, creando un entorno de ejecución altamente paralelo que permite que múltiples operaciones ocurran simultáneamente. Esto aumenta el rendimiento y la eficiencia de la red, al tiempo que reduce la congestión y los costos de transacción. Con esta estructura, Eclipse tiene como objetivo mejorar la escalabilidad y la experiencia del usuario de las dApps.

Características clave de Eclipse:

• Alta capacidad de procesamiento de transacciones: Eclipse utiliza tecnologías SVM y de ejecución paralela para lograr capacidades muy altas de procesamiento de transacciones, lo que permite el procesamiento simultáneo de miles de transacciones.

• Finalidad instantánea: A través de un mecanismo de consenso en línea, logra la finalización instantánea y la finalidad de las transacciones dentro de cada bloque.

• Compatibilidad con Ethereum: Eclipse es totalmente compatible con la Máquina Virtual Ethereum (EVM), lo que permite a los desarrolladores migrar fácilmente las aplicaciones existentes de Ethereum a Eclipse.

• Disponibilidad de datos: al utilizar las soluciones de disponibilidad de datos de Celestia, se garantiza un alto rendimiento al tiempo que se mantiene la seguridad y verificabilidad de los datos.

• Pruebas de conocimiento cero: Adoptando la tecnología RISC Zero para implementar pruebas de fraude de conocimiento cero, mejorando la eficiencia y la seguridad del sistema.

Aplicación de EVM paralela en Eclipse

Eclipse integra la Máquina Virtual Solana (SVM) para lograr un EVM paralelo, mejorando significativamente la velocidad y eficiencia del procesamiento de transacciones.

• Ejecución Paralela:- Principio técnico: Eclipse utiliza el tiempo de ejecución Sealevel de SVM, lo que permite que las transacciones con estados no superpuestos se ejecuten en paralelo en lugar de secuencialmente.- Implementación: Al describir explícitamente todos los estados que cada transacción leerá o escribirá durante la ejecución, EVM puede procesar transacciones que no involucran estados superpuestos en paralelo, aumentando significativamente el rendimiento.- Compatibilidad con Ethereum:- Integración de Neon EVM: Para lograr la compatibilidad con EVM, Eclipse integra Neon EVM. Esto permite que la red principal de Eclipse admita bytecode de Ethereum y Ethereum JSON-RPC.- Mercado de tarifas local: Cada instancia de Neon EVM tiene su propio mercado de tarifas local, lo que permite a las aplicaciones implementar sus contratos y disfrutar de todos los beneficios de una cadena de aplicaciones sin comprometer la experiencia del usuario, la seguridad o la liquidez.- Diseño de Rollup Modular：- Capa de Infraestructura: Eclipse tiene como objetivo ser la capa de infraestructura para el ecosistema de la Capa 3, brindando soporte de alto rendimiento y escalabilidad a través de rollups específicos de dApp de la Capa 3.- Lógica de diseño: En pocas palabras, la ejecución de transacciones ocurre en SVM de Solana, mientras que la liquidación de transacciones permanece en Ethereum.En cuanto al contexto del proyecto, en septiembre de 2022, Eclipse completó una ronda de financiamiento de $15 millones con inversores como Polychain, Polygon Ventures, Tribe Capital, Infinity Ventures Crypto y CoinList. Además, el 11 de marzo de este año, completó una ronda de financiamiento de la Serie A de $50 millones liderada por Placeholder y Hack VC, lo que eleva su financiamiento total a $65 millones. El cofundador y CEO de Eclipse, Neel Somani, tiene experiencia en empresas como Airbnb, Two Sigma y Oasis Labs, mientras que el Director de Negocios, Vijay, anteriormente se desempeñó como Jefe de Desarrollo de Negocios de Uniswap y del equipo de dYdX.

4. Desafío- Competencia de datos y conflictos de lectura-escritura: En un entorno de procesamiento paralelo, diferentes hilos leyendo y modificando simultáneamente los mismos datos pueden llevar a competencia de datos y conflictos de lectura-escritura. Esta situación requiere soluciones técnicas complejas para garantizar la consistencia de datos y operaciones libres de conflictos.

• Compatibilidad técnica: Los nuevos métodos de procesamiento paralelo deben ser compatibles con los estándares existentes de la Máquina Virtual Ethereum (EVM) y el código de contrato inteligente. Esta compatibilidad requiere que los desarrolladores aprendan y utilicen nuevas herramientas y métodos para aprovechar al máximo las ventajas de la EVM paralela.

• Adaptabilidad del ecosistema: Los usuarios y desarrolladores necesitan adaptarse a los nuevos modos de interacción y características de rendimiento que trae el procesamiento paralelo, lo que requiere que los participantes en todo el ecosistema tengan una comprensión y adaptabilidad suficientes a la nueva tecnología.

• Aumento de la complejidad del sistema: el EVM paralelo requiere una comunicación eficiente en la red para admitir la sincronización de datos, lo que aumenta la complejidad del diseño del sistema. La gestión inteligente y asignación de los recursos informáticos también es un desafío importante para garantizar la utilización eficiente de los recursos durante el procesamiento paralelo.

• Seguridad: las vulnerabilidades de seguridad en un entorno de ejecución paralelo pueden ser amplificadas, ya que un problema de seguridad podría afectar a múltiples transacciones que se estén ejecutando simultáneamente. Por lo tanto, se necesitan procesos de auditoría y pruebas de seguridad más estrictos para garantizar la seguridad del sistema.

5. Perspectivas futuras- Mejora de la escalabilidad y eficiencia de la cadena de bloques: EVM paralelo aumenta significativamente el rendimiento y la velocidad de procesamiento de la cadena de bloques al ejecutar transacciones simultáneamente en varios procesadores, rompiendo las limitaciones del procesamiento secuencial tradicional. Esto mejorará en gran medida la escalabilidad y eficiencia de las redes de cadena de bloques.

• Promover la adopción y el desarrollo generalizados de la tecnología blockchain: A pesar de los desafíos técnicos, el EVM paralelo tiene un gran potencial para mejorar significativamente el rendimiento y la experiencia del usuario en la cadena de bloques. La implementación exitosa y la adopción generalizada promoverán la proliferación y el desarrollo de la tecnología blockchain.

• Innovación tecnológica y optimización: El desarrollo de EVM paralelo estará acompañado de una continua innovación tecnológica y optimización, que incluirá algoritmos de procesamiento paralelo más eficientes, una gestión de recursos más inteligente y entornos de ejecución más seguros. Estas innovaciones mejorarán aún más el rendimiento y la fiabilidad de EVM paralelo.

• Apoyando aplicaciones más diversas y complejas: EVM paralela puede soportar aplicaciones descentralizadas (dApps) más complejas y diversas, especialmente en escenarios que requieren transacciones de alta frecuencia y baja latencia, como finanzas descentralizadas (DeFi), juegos y gestión de la cadena de suministro.

Referencia:https://www.coinlive.com/news/comprehensive-interpretation-of-parallel-evm-project-overview-and-future-prospectshttps://medium.com/alibertaysolak/what-is-parallel-evm-70451db5f327

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