EVM: Componente central de Ethereum

EVM es el núcleo de Ethereum, responsable de ejecutar contratos inteligentes y procesar transacciones. A diferencia de otras máquinas virtuales, EVM se centra en proporcionar una abstracción de computación y almacenamiento, similar a la máquina virtual de Java. EVM ejecuta su propio conjunto de instrucciones de bytecode, que generalmente son compiladas por Solidity.

Como una máquina de estados casi Turing completa, EVM limita los pasos de ejecución a través del mecanismo de Gas, evitando posibles bucles infinitos. EVM no tiene función de programación, sino que ejecuta secuencialmente las transacciones en el bloque, modificando el estado del mundo. Aunque este modo de ejecución lineal garantiza la seguridad, también conduce a cuellos de botella en el rendimiento, dificultando la optimización de la ejecución en paralelo.

Estrategia paralela de alto rendimiento Layer1

Para resolver las limitaciones de rendimiento del EVM, muchas Layer1 de alto rendimiento han adoptado diferentes esquemas de optimización, centrados principalmente en la selección de la máquina virtual y la ejecución paralela.

Selección de máquina virtual

Algunas opciones de Layer1 de alto rendimiento han elegido máquinas virtuales basadas en WASM, eBPF o bytecode de Move, en lugar de EVM. WASM ha sido adoptado por proyectos como EOS y Dfinity, y tiene ventajas como un tamaño pequeño, carga rápida y portabilidad. eBPF ha sido adoptado por Solana, y ofrece alto rendimiento y portabilidad. El lenguaje Move ha sido adoptado por Aptos y Sui, enfocándose en la seguridad y la verificabilidad.

Ejecución en paralelo

El principal desafío para lograr la ejecución en paralelo es determinar la independencia de las transacciones. Hay principalmente dos métodos:

1. Método de acceso al estado: conocer de antemano la parte del estado de la blockchain accesible para cada transacción, como en los esquemas de Solana y Sui.

2. Modelo de paralelismo optimista: Supone que todas las transacciones son independientes, se verifican y ajustan posteriormente, como el método Block-STM de Aptos.

Desarrollo de EVM paralelo

El concepto de EVM paralela fue propuesto en 2021, inicialmente refiriéndose a un EVM que soporta el procesamiento simultáneo de múltiples transacciones. A finales de 2023, este concepto volvió a recibir atención, surgiendo varios proyectos de Layer1 compatibles con EVM que adoptan tecnología de ejecución paralela.

Definiciones razonables de EVM en paralelo incluyen:

1. Actualización de ejecución paralela en Layer1 compatible con EVM (como BSC, Polygon)
2. Capa 1 compatible con EVM que utiliza tecnología de ejecución en paralelo (como Monand, Sei V2, Artela)
3. Soluciones EVM compatibles para Layer1 no EVM compatibles (como Solana Neon)

Los proyectos como Monad, Sei V2 y Artela utilizan diferentes estrategias de ejecución en paralelo, con el objetivo de mejorar la eficiencia del procesamiento de transacciones. Solana Neon, por su parte, logra la compatibilidad con EVM mediante la implementación de un intérprete EVM en Solana.

Además, proyectos como Near Aurora y EOS EVM+ también han adoptado soluciones similares a Solana Neon, utilizando EVM para ejecutar contratos inteligentes y lograr compatibilidad con EVM. Movement Labs está desarrollando soluciones de compatibilidad con EVM sin invasión para Aptos y Sui.

Conclusión

La tecnología de paralelismo en blockchain, aunque es un tema comúnmente discutido, actualmente se centra principalmente en la modificación y la imitación del modelo de ejecución optimista, careciendo de avances sustanciales. En el futuro, es posible que más proyectos emergentes de Layer1 se unan a la competencia de EVM paralela, y los antiguos Layer1 también podrían implementar actualizaciones de paralelismo EVM o soluciones de compatibilidad EVM.

Además del desarrollo de un EVM de alto rendimiento, la diversificación de la tecnología blockchain también es prometedora, como la aplicación y desarrollo de nuevas tecnologías como WASM, SVM y Move VM.