並行EVM+驅動：探索區塊鏈無限可擴展性和規模應用實現

2024-04-28 17:04:07

原文作者：YBB Capital Researcher Ac-Core

前言：

EVM+是一種先進的模式，專門設計用來推動以太坊虛擬機的進一步發展，以更好地適應快速變化的加密領域。在這個模式中，隨着Web2的創新和生產力逐漸整合進Web3，人工智能、DePIN 和 DeFi 安全等實際技術也正在快速集成到加密應用中。EVM+提供了一種全新的解決方案，通過無縫整合 EVM 資產、協議和基礎架構，不僅促進了大規模應用的發展，也加快了加密貨幣與主流應用的融合。它通過實現 EVM+WASM 鏈上原生擴展來增強區塊鏈的擴展性，並通過支持並行 EVM 執行，進一步優化了區塊鏈的處理能力。

據 Techandtips 123 解釋，並行 EVM 就像組織一場聚會時的分工。假設你需要為搬家准備讓大夥各司其職：A 運輸大件行李，B 運輸貴重物品，C 負責物品搬運，而 D 負責新場地衛生布局。這種分工讓整個工作由四人完成，大大節省了時間並提高了效率。

並行 EVM 的概念也類似，它通過將計算任務分配給多個執行單元來進行。在以太坊網絡中，許多參與者同時處理不同的交易，每種交易都像是一個獨立的任務，例如轉账或生成新的代幣。每個參與者在 EVM 上獨立處理一項任務，就如同在區塊鏈上運行的獨立計算機程序。完成後，這些任務的結果被匯總回網絡並形成最終區塊。當單個執行者無法獨立處理大量交易時，速度會降低，使用難度增加。並行 EVM 的引入正是為了解決這個問題，通過允許多個執行者同時處理不同交易，網絡能夠更快地處理更多交易，減少了擁堵和相關成本。

引入新“層”的想法：

圖源：Artela — From EVM+ to EVM++

Vitalik Buterin 指出：“L2 用於擴展，L3 用於定制功能，例如隱私保護。在這一愿景中，沒有人試圖提供 ‘可擴展性平方’；相反，堆棧中有一層用於幫助應用程序擴展，而另一層用於滿足不同用例的定制功能需求。”

在 Vitalik 的以太坊愿景中，解決非擴展需求的 "層 "顯然扮演着重要角色。他的觀點強調了區塊鏈網絡支持 "定制功能 "的必要性。對於以太坊來說，滿足這一需求的方法可能是建立一個新的層，而 Artela 則是在基礎層上添加 "原生擴展"。

就區塊鏈而言，功能性是指支持各種應用的能力。以太坊虛擬機（EVM）作為支持智能合約的運行時引擎，是創建 DApp 實現功能的主流模式。EVM 最初由以太坊提出，現在已被許多智能合約鏈採用，通常稱為支持 EVM 的鏈或 EVM 等價鏈。然而，目前的 EVM 在支持 DApp 的擴展功能方面已被證明是有限的。關鍵的挑战在於如何在 EVM 鏈中拓展功能邊界。在實踐中有兩個改進方向：

用更好的虛擬機取代 EVM；
通過補充擴展來加強 EVM。

第一種方法規避了 EVM 的局限性，但需要放棄基於 EVM 的智能合約。MoveVM 和 FuelVM 就是這種實現方式的例子。雖然未來可能需要更高級的虛擬機，但它們需要相當長的時間才能達到與 EVM 相同的成熟度和普及程度。

第二種方法是引入一個新的堆棧，通過 "擴展 "來增強 EVM。這樣做的目的是在保持 EVM 等效性的同時，將 EVM 的功能極限推向其原始規範之外。這種方法是在現有 EVM 基礎設施之上增強 DApp 功能。探索 EVM 增強功能為 DApp 功能中令人興奮的可能性和持續創新打开了大門，並帶來了重大的新興創新。

Artela：

Artela 網絡中的 EVM+

Artela 的使命是創建一個基礎層區塊鏈網絡，以滿足對大規模去中心化應用日益增長的需求。Artela 的創新設計允許开發人員以模塊化方式在區塊鏈基礎層之上創建本地擴展，從而提高區塊鏈的可編程性。這種方法將幫助开發人員以輕量級和動態的方式實現自定義功能，為更快的創新和更多的可能性打开大門。

Artela 有一個擴展層，允許添加名為 Aspect 的本地用戶定義擴展模塊，在確保與現有 EVM 智能合約兼容的同時，提高了可編程性。Aspect 允許开發人員在智能合約之外的整個交易生命周期中注入額外的邏輯來處理交易和相關區塊。

Artela 已經建立了一個高度可擴展的 EVM+ 網絡，利用 Aspect 編程（見擴展鏈接 1）與 EVM 兼容的網絡上引入了 WASM 虛擬機，這些虛擬機可以相互操作，實現鏈上擴展程序的動態添加和執行。EVM+ 使开發人員能夠構建高性能協議、模塊化 DApp，並針對特定場景定制底層功能。

圖源：Artela 官方

在 DevNet 和 Public Testnet 期間，Artela 與社區的开發人員共同开發，探索 EVM+ 網絡的潛力，並由此產生了富有想象力的使用案例：

利用 WASM 作為鏈上協處理器，促進人工智能代理算法和其他高性能模塊直接在區塊鏈上執行，同時確保與 EVM 系統的無縫互操作性;
參與自主世界的鏈上人工智能代理，實現可與用戶互動的真正可編程鏈上 NPC;
可選擇實時執行的鏈上安全模塊，允許 DeFi 協議即時識別和恢復可疑交易。

一個既能完全實現鏈上協議、人工智能和安全 DeFi，又能保持與 EVM 世界的兼容性和互操作性的新時代即將到來。

從 EVM+ 到 EVM++

Artela 的愿景是建立一個無限可擴展的網絡，EVM+ 不是最終目標而是一個起點。Artela 的下一步是 EVM++，這是一個平行的 EVM+ 網絡，可以充分釋放可擴展區塊鏈的潛力。EVM+ 釋放了 EVM 的可擴展性，旨在適應新的加密世界，在這個世界裏，Web2 的生產力和創新，以及人工智能、DePIN 和金融科技等實用技術，正在迅速融入 DApps。EVM++ 釋放了 EVM 的可擴展性，使這個極具創造力的網絡能夠進一步促進 DApps 的大規模應用，並加速加密貨幣與主流應用的整合。

EVM++並行彈性 EVM 網絡

Artela 的並行 EVM++ 將分兩個階段實施。

第一階段涉及在 EVM+ 下並行執行事務。Artela 的網絡不僅實現了基本的並行 EVM，還解決了 EVM+ Aspect 下並行執行的難題，這是一個在 WASM 虛擬機上運行的擴展程序，可在事務的生命周期內調用。

在第二階段，Artela 將利用並行功能，並將其與彈性計算相結合，實現彈性區塊空間，這是一種動態機制，允許 DApp 將並行執行的優勢最大化。

並行 EVM 簡述

Artela 的水平可擴展架構圍繞並行執行而設計，通過彈性計算確保網絡節點計算能力的可擴展性，最終實現彈性塊空間。

並行執行：Artela 上的事務可以並行執行。Artela 網絡根據事務依賴性衝突分析，對並行執行的事務進行分組;
彈性計算：驗證器節點支持橫向擴展，網絡會根據當前的網絡負載或訂閱情況自動調整驗證器的計算節點。擴展過程由彈性協議協調，確保共識網絡中有足夠的彈性計算節點;
彈性區塊空間：基於彈性計算，除了擴展公共區塊空間外，有獨立區塊空間需求的大型 DApp 還可以在網絡中申請專用彈性區塊空間。

“彈性區塊空間”

彈性區塊空間指的是可動態擴展的區塊空間，為具有高交易吞吐量需求的 DApp 提供具有協議保證的專用區塊空間。默認情況下，區塊的公共區塊空間容量有限。當 DApp 申請獨立區塊空間時，區塊將增加額外空間，該空間只容納與 DApp 智能合約相關的交易。當區塊空間擴大時，驗證者需要增加彈性執行節點，以擴大相應的處理能力。

彈性區塊空間是區塊鏈的一種擴展機制，可在保持互操作性的同時實現無限擴展。分片區塊鏈、應用鏈網絡、Layer 2 等可擴展網絡也能提供獨立的區塊空間，但隔離和區塊生成是不同步的。彈性區塊空間允許具有獨立區塊空間的 DApp 通過同一區塊中的原子交易進行同步交互，避免了異步跨鏈通信的需要。

當 Artela 網絡中的 DApp 需要高度可擴展性時，它可以訂閱彈性區塊空間來處理吞吐量的增加。彈性區塊空間和本地擴展為 Artela 中的 DApp 提供了可擴展性和定制功能。

Artela 利用本地擴展增強 DApp 功能

通過利用 Aspect 編程，开發人員能夠創建本地擴展（見擴展鏈接 2），在所有區塊鏈基礎層之上將自定義功能納入 DApp，並與現有的 EVM 智能合約相結合，以增強 DApp 的功能。

圖源作者：Joshua Esin

1.增強可擴展性：

在 Artela 中，Aspect 編程的優勢之一在於其無與倫比的可擴展性。傳統的智能合約在修改或擴展功能時往往會受到限制。Artela 的 Aspect 編程通過提供模塊化和可擴展的框架克服了這一障礙。开發人員可以無縫擴展現有合約的功能，而無需修改其核心邏輯。這種可擴展性為更加敏捷和可擴展的 dApp 开發鋪平了道路。

2.提高安全性：

在不斷發展的區塊鏈安全領域，Artela 的 Aspect Programming 引入了一種模式轉變。與傳統的白盒安全措施不同，Aspect 編程提供了一個補充性的黑盒安全解決方案。實時監控、主動風險緩解和運行時行為分析有助於建立一個強大的安全框架，防止漏洞並確保協議的連續性。

3.鏈上意圖求解器：

Artela 的 Aspect Programming 引入了鏈上意圖求解器的革命性概念。傳統上用戶需要指定詳細的函數調用來執行事務，有了鏈上意圖解算器，用戶可以用人類可讀的語言表達所需的結果，從而獲得更直觀、更可定制的體驗。例如，用戶可以將其意圖指定為 "用 X ETH 兌換 Y USDC"，從而無需調用復雜的函數。

4.准時制（JIT）操作：

JIT 操作是廣泛應用於各種場景的強大概念，通過 Artela 的 Aspect Programming 這一概念獲得了靈活性。在區塊生命周期內執行鏈上邏輯並將其與原子交易中的智能合約相結合，為 JIT 清算、JIT LP 管理和 MEV 捕捉 AMM 策略提供了可能性。

5.本地事件驅動行動：

Artela 中的原生事件驅動操作使用戶能夠訂閱實時鏈上事件，觸發原子任務。這一功能有助於保持鏈上和鏈下狀態的一致性，實現異步跨鏈消息通知，並增強區塊鏈自動化。

6.全鏈遊戲：

Artela 的 Aspect Programming 將其影響力擴展到遊戲領域，為开發人員提供了增強遊戲內資產可編程性的工具。有了 Artela，遊戲設備 NFT 可以通過可編程性進行升級，從而在遊戲生態系統中开創多功能用戶體驗的新時代。

7.OnChain MicroServices：

Artela 能夠在區塊鏈網絡上創建公共鏈上服務，促進不同用戶和組織的集體維護和治理。這種模式促進了資源共享、協同創新，減少了發展障礙，有助於去中心化金融生態系統的發展。

去中心化網絡的內置 "功能層"：提升區塊鏈能力。

Artela 的編程模型為區塊鏈網絡引入了一個內置的 "功能層"，無需第三方網絡或復雜的鏈外系統。該功能層擴展了基礎層的本機功能，包括安全保護、保管員功能、自動化、鏈外同步。該功能層的集成標志着去中心化網絡在協議开發和用戶體驗方面的飛躍。

結語：

Web3 的基礎技術是公共區塊鏈，它首先由中本聰的比特幣網絡推向世界，後來由以太坊等智能合約平臺大大擴展了其功能。有些人認為區塊鏈是去中心化的數據網絡，即分布式账本技術。實際上它遠不止數據層面這么簡單。

區塊鏈更像是一臺計算機而不是账本或數據庫，如今我們面臨的挑战是如何設計出更好的計算機。Artela 區塊鏈是在 Cosmos SDK 的基礎上構建的並在引擎層面做了許多改進，其次 Artela 與 EVM 兼容，創新是引入了 Aspect Programming（特徵編程），以實現鏈上擴展。除了 EVM，Artela 還添加了第二個基於 WASM 的虛擬機，以支持多種編程語言（匯編腳本、rust、C、C++），並能訪問更多的鏈上資源，因此 EVM 適用於通用智能合約，而 Aspect VM 適用於特定應用擴展。