Interprétation complète de l'EVM parallèle

1. Qu'est-ce que Parallel EVM?Parallèle Ethereum Virtual Machine (Parallel EVM) est une version améliorée de la traditionnelle Ethereum Virtual Machine (EVM) qui améliore le débit des transactions blockchain en traitant simultanément plusieurs transactions non conflictuelles, augmentant ainsi la vitesse et l'efficacité du traitement des transactions.

La machine virtuelle Ethereum (EVM) est le mécanisme de consensus et d'exécution du réseau Ethereum, responsable du traitement et de l'exécution des transactions. Dans l'EVM traditionnelle, les transactions et les contrats intelligents sont exécutés séquentiellement. Chaque transaction doit être traitée une par une, formant un processus ordonné linéaire. Bien que cette méthode soit simple, elle peut entraîner des goulots d'étranglement, notamment lorsque les volumes de transactions augmentent. Chaque transaction doit attendre son tour, ce qui peut augmenter le temps de traitement, entraînant potentiellement des retards et des coûts plus élevés (en termes de frais de gaz). L'EVM parallèle améliore considérablement le débit de la blockchain et la vitesse d'exécution en traitant simultanément plusieurs transactions non conflictuelles. Par exemple, si Bob souhaite échanger, Alice veut créer un nouveau NFT et Eric souhaite miser des fonds sur un validateur, ces transactions peuvent être traitées simultanément au lieu de séquentiellement, réduisant ainsi le temps de traitement et les coûts des transactions. Cette capacité de traitement parallèle permet à la blockchain de gérer plus de transactions en moins de temps, résolvant ainsi les problèmes de congestion des systèmes de blockchain traditionnels.

2. Comment fonctionne l'EVM parallèle ?

Dans l'architecture EVM actuelle, les opérations de lecture et d'écriture les plus granulaires sont sload (en anglais seulement)etSstore (en anglais seulement), qui sont utilisés pour lire et écrire l'arbre d'état, respectivement. Par conséquent, garantir que différents threads ne sont pas en conflit sur ces deux opérations est le point d'entrée direct pour mettre en œuvre l'EVM parallèle/concurrent. En fait, dans Ethereum, il existe un type spécial de transaction qui inclut une structure spéciale appelée une « liste d'accès », qui permet aux transactions de transporter les adresses de stockage qu'elles liront et modifieront. Cela fournit un bon point de départ pour mettre en œuvre une approche concurrente basée sur un ordonnanceur. En termes d'implémentation système, il existe trois formes courantes d'EVM parallèle/concurrent :

• Traitement concurrent basé sur le planificateur - Liste d'accès : Avant d'exécuter des transactions, déterminez à l'avance les adresses de stockage qui seront lues et modifiées à travers la liste d'accès. La liste d'accès contient toutes les informations d'état nécessaires pour chaque transaction.- Algorithme de planification : l'algorithme de planification organise les transactions sur différents threads en fonction de la liste d'accès, garantissant que les transactions exécutées simultanément n'accèdent pas à la même adresse de stockage, évitant ainsi les conflits.- Exécution simultanée : Pendant l'exécution réelle, plusieurs transactions peuvent être exécutées simultanément sur différents threads, l'algorithme de planification veillant à ce que ces transactions n'aient pas d'interdépendances ou de conflits.- Instances EVM multithread - Instancier plusieurs EVM : Créez plusieurs instances EVM sur un nœud, chacune pouvant fonctionner indépendamment et traiter des transactions.- Transactions d'Allocation : Distribuer les transactions à traiter selon une stratégie (comme la valeur de hachage, le timestamp, etc.) à différentes instances EVM.- Exécution parallèle : Chaque instance EVM exécute les transactions qui lui sont allouées dans son propre thread, avec plusieurs instances s'exécutant simultanément pour atteindre un traitement parallèle.- Sharding au niveau du système - Sharding des données : Diviser l'ensemble de l'état de la blockchain en plusieurs shards, chacun contenant une partie des informations de l'état global.- Nœuds de fragment : Exécutez plusieurs nœuds sur chaque fragment, chaque nœud étant responsable de la maintenance et du traitement des transactions et des états au sein de ce fragment.- Communication entre les shards : garantir la cohérence des données et l'ordre global des transactions entre différents shards grâce aux protocoles de communication entre les shards. La communication entre les shards peut être mise en œuvre à l'aide de la transmission de messages entre les shards et de mécanismes de verrouillage entre les shards.- Traitement Parallèle : Les nœuds au sein de chaque fragment peuvent traiter de manière indépendante les transactions au sein de ce fragment, tandis que plusieurs fragments peuvent fonctionner en parallèle, permettant ainsi une capacité de traitement parallèle pour l'ensemble du système.## 3. Projets leaders3.1 Monad: Une couche 1 avec EVM parallèle intégré

Monad est un projet de blockchain de couche 1 basé sur l'EVM, visant à améliorer considérablement la scalabilité et la vitesse de transaction de la blockchain grâce à ses fonctionnalités technologiques uniques. Monad traite jusqu'à 10 000 transactions par seconde et a un temps de bloc d'une seconde avec une finalité instantanée. Cette haute performance est attribuée au mécanisme de consensus Monadbft unique et à la compatibilité avec la machine virtuelle Ethereum (EVM). L'application de l'EVM parallèle dans Monad comprend :

1. Mise en œuvre de l'exécution parallèle

• Méthode d'exécution optimiste: Cette méthode consiste à démarrer des transactions ultérieures avant que les transactions précédentes dans le bloc ne soient terminées, ce qui peut parfois entraîner des résultats d'exécution incorrects. Pour résoudre ce problème, Monad suit les entrées utilisées lors de l'exécution des transactions et les compare avec les sorties des transactions précédentes. Si des divergences sont constatées, les transactions doivent être réexécutées.- Analyse statique du code : Monad utilise un analyseur de code statique pour prédire les dépendances entre les transactions lors de l'exécution, évitant ainsi une exécution parallèle inefficace. Dans le meilleur des cas, Monad peut prédire de nombreuses dépendances à l'avance ; dans le pire des cas, Monad reviendra à un mode d'exécution simple.- Mécanisme de consensus Monadbft- Communication efficace : L'utilisation de signatures BLS appariées permet de résoudre les problèmes de scalabilité en permettant aux signatures d'être agrégées progressivement en une seule signature, prouvant qu'un message a été signé par une clé publique partagée.- Schéma de signature hybride : les signatures BLS ne sont utilisées que pour les types de messages agrégeables (tels que les votes et les délais), tandis que l'intégrité et l'authenticité des messages sont toujours assurées par des signatures ECDSA.- Exécution retardée- Tolérance aux pannes accrue : Comme l'exécution doit seulement suivre la vitesse du consensus, cette méthode est plus tolérante aux variations des temps de calcul spécifiques.- Délai de la racine de Merkle: Pour assurer la réplication de la machine d'état, Monad inclut une racine de Merkle retardée de d blocs dans la proposition de bloc. Cela garantit la cohérence du réseau, même en présence d'erreurs d'exécution du nœud ou d'actions malveillantes.Actuellement, le support EVM parallèle de Monad prend en charge le traitement de 10 000 transactions par seconde, avec un temps de bloc de seulement 1 seconde, en utilisant un mécanisme de PoS pour améliorer la sécurité réseau et l'efficacité énergétique. Le lancement du mainnet est prévu pour le troisième trimestre de 2024. Le compte Twitter officiel de Monad a rassemblé 283 000 abonnés, menant une communauté enthousiaste et active. La communauté Ethereum, en particulier, semble très enthousiaste à l'idée du prochain lancement de Monad, positionnant Monad pour capturer l'engouement et l'adoption précoce. En ce qui concerne l'arrière-plan du projet, Monad Labs a terminé deux tours de financement, en février 2023 et en avril de cette année. Le 9 avril 2023, ils ont terminé un tour de table de 225 millions de dollars mené par Paradigm, avec d'autres investisseurs, dont Electric Capital. En 2023, ils ont terminé un tour de table initial de 19 millions de dollars mené par Dragonfly Capital, avec la participation de Placeholder Capital, Lemniscap, Shima Capital, Finality Capital, et des investisseurs providentiels Naval Ravikant, Cobie et Hasu.

L'équipe de Monad a une solide expérience, avec des membres venant des principaux projets de blockchain et possédant une expertise technique et un soutien financier solides. Le cofondateur et PDG de Monad, Keone Hon, a précédemment dirigé un département de trading haute fréquence chez Jump Trading. Il est diplômé du MIT. Un autre cofondateur, James Hunsaker, était ingénieur logiciel principal chez Jump Trading et diplômé de l'Université de l'Iowa. De plus, Eunice Giarta est la cofondatrice et directrice des opérations de Monad, avec une vaste expérience dans la fintech traditionnelle. Eunice a précédemment dirigé des équipes de développement au sein de la section de paiement et de licence d'infrastructure de Shutterstock et a mis en place des systèmes de trading d'entreprise chez Broadway Technology.

3.2 SEI Network: L1 with Built-in Parallel EVM, V2 Version to Introduce Parallel EVM

SEI Network est une blockchain de couche 1 axée sur l'infrastructure de finance décentralisée (DeFi), mettant principalement l'accent sur le développement de carnets d'ordres. En adoptant un mécanisme EVM parallèle, SEI Network effectue une correspondance d'ordres en parallèle, atteignant une vitesse élevée, des frais réduits et des fonctionnalités spécialisées pour prendre en charge diverses applications de trading. Le temps moyen de bloc de SEI est de 0,46 seconde, avec plus de 80 applications.

Application de l'EVM parallèle dans le réseau SEI :

• Propagation intelligente des blocs et traitement optimiste des blocs : En fournissant tous les hachages de transaction pertinents, cela accélère le temps de traitement des transactions, réduit la latence et augmente le débit.- Moteur de correspondance d'ordres natifs : Contrairement aux systèmes de créateurs de marché automatisés (AMM) couramment utilisés, SEI utilise un carnet d'ordres sur chaîne pour faire correspondre les ordres d'achat et de vente à des prix spécifiques. Toutes les applications décentralisées (dApps) basées sur Cosmos peuvent accéder au carnet d'ordres et à la liquidité de SEI.- Enchères fréquentes par lots (FBA) : Combine les transactions en lots et exécute les ordres simultanément dans chaque bloc pour prévenir le front-running et le MEV. Le réseau SEI a déjà émis son jeton natif, SEI. Dans l'écosystème du réseau SEI, le jeton SEI joue divers rôles, notamment :- Frais de transaction : Les jetons SEI sont utilisés pour payer les frais de transaction sur le réseau SEI. Ces frais servent d'incitations pour les validateurs et contribuent à sécuriser le réseau.- Mise en jeu : Les utilisateurs peuvent miser des jetons SEI pour gagner des récompenses et renforcer la sécurité globale du réseau SEI.- Gouvernance : les détenteurs de jetons SEI ont la capacité de participer activement à la gouvernance du réseau SEI. Cette participation comprend le vote sur les propositions et l'élection des validateurs.

L'offre totale de jetons de SEI est de 10 milliards, dont 51% sont alloués à la communauté SEI. De ce montant, 48% sont réservés aux réserves de l'écosystème, aux récompenses pour les stakers et les contributeurs, les validateurs et les développeurs. 3% supplémentaires (300 millions de SEI) sont destinés à la première saison de largages aériens, le reste étant alloué aux investisseurs privés, à la fondation et à l'équipe de SEI.

Au 30 mai, le prix des jetons SEI est de 0,5049 $, avec une capitalisation boursière de 1 476 952 630 $, se classant au 63e rang du classement des cryptomonnaies. Le volume de transactions sur 24 heures est de 78 970 605 $, indiquant une forte participation au marché. Le TVL (Total Value Locked) actuel du réseau SEI est de 18 millions, avec un financement total d'environ 55 millions de dollars et une FDV (Fully Diluted Valuation) de 8,2 milliards de dollars. Le compte Twitter officiel compte 666 000 abonnés. Jeff Feng, co-fondateur du réseau SEI, est diplômé de l'Université de Californie, Berkeley. Avant de rejoindre le capital-risque de Coatue Management, il a travaillé pendant trois ans en tant que banquier d'investissement en technologie chez Goldman Sachs. Un autre co-fondateur, Jayendra, est diplômé de l'Université de Californie, Los Angeles, et a été stagiaire en ingénierie logicielle chez Facebook.

3.3 Eclipse: Un juste milieu, Introduction de SVM dans l'écosystème Ethereum en tant que L2

Eclipse est une solution de couche 2 optimiste de nouvelle génération basée sur Ethereum, pilotée par la machine virtuelle Solana (SVM). En intégrant SVM dans Ethereum, elle combine le règlement d'Ethereum, l'exécution de la machine virtuelle Solana, la disponibilité des données de Celestia et les preuves à connaissance nulle de RISC Zero, créant ainsi un environnement d'exécution hautement parallèle qui permet à plusieurs opérations de se produire simultanément. Cela augmente le débit et l'efficacité du réseau tout en réduisant la congestion et les coûts des transactions. Avec cette structure, Eclipse vise à améliorer la scalabilité et l'expérience utilisateur des dApps.

Principales caractéristiques d'Eclipse:

• Débit de transaction élevé: Eclipse exploite les technologies SVM et d'exécution parallèle pour atteindre des capacités de traitement de transaction très élevées, prenant en charge le traitement simultané de milliers de transactions.

• Finalité instantanée : Grâce à un mécanisme de consensus en pipeline, il réalise l'achèvement instantané et la finalité des transactions au sein de chaque bloc.

• Compatibilité Ethereum : Eclipse est entièrement compatible avec la machine virtuelle Ethereum (EVM), permettant aux développeurs de migrer facilement les applications Ethereum existantes vers Eclipse.

• Disponibilité des données : En utilisant les solutions de disponibilité de données de Celestia, cela garantit un débit élevé tout en maintenant la sécurité et la vérifiabilité des données.

• Preuves à connaissance zéro : adoption de la technologie RISC Zero pour implémenter des preuves de fraude à connaissance zéro, améliorant ainsi l'efficacité et la sécurité du système.

Application de l'EVM parallèle dans Eclipse

Eclipse intègre la Machine Virtuelle Solana (SVM) pour réaliser l'EVM parallèle, améliorant considérablement la vitesse et l'efficacité du traitement des transactions.

• Exécution parallèle :- Principe technique : Eclipse utilise l'exécution en parallèle du runtime Sealevel de SVM, qui permet l'exécution des transactions avec des états non chevauchants plutôt que séquentiellement.- Mise en œuvre : En décrivant explicitement tous les états que chaque transaction lira ou écrira lors de son exécution, SVM peut traiter les transactions qui n'impliquent pas d'états superposés en parallèle, augmentant ainsi considérablement le débit.- Compatibilité Ethereum :- Intégration de Neon EVM : Pour assurer la compatibilité EVM, Eclipse intègre Neon EVM. Cela permet au mainnet Eclipse de prendre en charge le bytecode Ethereum et Ethereum JSON-RPC.- Marché local des frais : Chaque instance Neon EVM possède son propre marché local des frais, permettant aux applications de déployer leurs contrats et de profiter de tous les avantages d'une chaîne d'application sans compromettre l'expérience utilisateur, la sécurité ou la liquidité.- Conception de Rollup modulaire :- Couche d'infrastructure : Eclipse vise à être la couche d'infrastructure de l'écosystème de la couche 3, prenant en charge des performances élevées et une évolutivité grâce aux rollups de la couche 3 spécifiques aux dApps.- Logique de conception : En termes simples, l'exécution des transactions se produit dans le SVM de Solana, tandis que le règlement des transactions reste sur Ethereum.En termes d'arrière-plan du projet, en septembre 2022, Eclipse a achevé une levée de fonds de 15 millions de dollars avec des investisseurs, dont Polychain, Polygon Ventures, Tribe Capital, Infinity Ventures Crypto et CoinList. De plus, le 11 mars de cette année, il a achevé une levée de fonds de série A de 50 millions de dollars menée par Placeholder et Hack VC, portant son financement total à 65 millions de dollars. Le co-fondateur et PDG d'Eclipse, Neel Somani, a une expérience avec des entreprises telles qu'Airbnb, Two Sigma et Oasis Labs, tandis que le directeur des affaires Vijay a précédemment occupé le poste de responsable du développement commercial chez Uniswap et de l'équipe dYdX.

4. Défi- Compétition de données et conflits de lecture-écriture : Dans un environnement de traitement parallèle, différents threads lisant et modifiant simultanément les mêmes données peuvent entraîner une compétition de données et des conflits de lecture-écriture. Cette situation nécessite des solutions techniques complexes pour garantir la cohérence des données et des opérations sans conflit.

• Compatibilité technique : les nouvelles méthodes de traitement parallèle doivent être compatibles avec les normes existantes de la machine virtuelle Ethereum (EVM) et le code des contrats intelligents. Cette compatibilité nécessite que les développeurs apprennent et utilisent de nouveaux outils et méthodes pour tirer pleinement parti des avantages de l'EVM parallèle.

• Adaptabilité de l'écosystème : Les utilisateurs et les développeurs doivent s'adapter aux nouveaux modes d'interaction et aux caractéristiques de performance apportées par le traitement parallèle, ce qui nécessite que les participants de l'ensemble de l'écosystème aient une compréhension et une adaptabilité suffisantes à la nouvelle technologie.

• Complexité accrue du système : L'EVM parallèle nécessite une communication réseau efficace pour prendre en charge la synchronisation des données, ce qui augmente la complexité de la conception du système. La gestion intelligente et l'allocation des ressources informatiques est également un défi important pour garantir une utilisation efficace des ressources lors du traitement parallèle.

• Sécurité : Les vulnérabilités de sécurité dans un environnement d'exécution parallèle peuvent être amplifiées, car un problème de sécurité pourrait affecter plusieurs transactions s'exécutant simultanément. Par conséquent, des audits de sécurité plus stricts et des processus de test sont nécessaires pour garantir la sécurité du système.

5. Perspectives futures- Améliorer la scalabilité et l'efficacité de la blockchain: le EVM parallèle augmente considérablement le débit et la vitesse de traitement de la blockchain en exécutant simultanément des transactions sur plusieurs processeurs, brisant ainsi les limitations du traitement séquentiel traditionnel. Cela améliorera grandement la scalabilité et l'efficacité des réseaux blockchain.

• Promouvoir l'adoption généralisée et le développement de la technologie de la chaîne de blocs : Malgré les défis techniques, l'EVM parallèle a un grand potentiel pour améliorer considérablement les performances de la chaîne de blocs et l'expérience utilisateur. Une mise en œuvre réussie et une adoption généralisée favoriseront la prolifération et le développement de la technologie de la chaîne de blocs.

• Innovation technologique et optimisation : Le développement de l'EVM parallèle sera accompagné d'une innovation technologique et d'une optimisation continues, comprenant des algorithmes de traitement parallèle plus efficaces, une gestion plus intelligente des ressources et des environnements d'exécution plus sécurisés. Ces innovations amélioreront encore les performances et la fiabilité de l'EVM parallèle.

• Prise en charge de applications plus diverses et complexes: L'EVM parallèle peut prendre en charge des applications décentralisées (dApps) plus complexes et diverses, notamment dans les scénarios nécessitant des transactions à haute fréquence et une faible latence, tels que la finance décentralisée (DeFi), les jeux et la gestion de la chaîne d'approvisionnement.

Référence :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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