Jako další generace vysoce škálovatelného blockchainu si Solana získal velkou pozornost. Je to dáno především skvělým výkonem, který zvládne tisíce transakcí za vteřinu s téměř zanedbatelnými náklady na plyn. Jedním z klíčových prvků pokročilé technologie Solana je její prováděcí prostředí SVM, které zahrnuje paralelizační engine Sealevel.
Tento článek představuje virtuální stroj Solana (SVM) a jak tato inovativní infrastruktura umožňuje blockchainu Solana poskytovat vyšší výkon než tradiční blockchainy EVM, jako je Ethereum. Zatímco EVM je již dlouhou dobu dominantním standardem virtuálních strojů ve světě šifrování, prozkoumáme také, jak se SVM postupně rozšiřuje prostřednictvím kumulativních řešení, jako jsou Nitro a Eclipse.
Solana Virtual Machine (SVM) a Sealevel
Solana Virtual Machine, nebo zkráceně SVM, je prováděcí prostředí pro zpracování transakcí a chytrých kontraktů/programů v síti Solana. Abychom lépe porozuměli SVM, musíme nejprve pochopit, jak virtuální stroje fungují v šifrované síti.
V kontextu blockchainu je virtuální stroj (VM) kus softwaru, který spouští programy, běžněji známé jako runtime prostředí, pro provádění chytrých kontraktů kryptoměnové sítě. Při odeslání transakce je virtuální stroj sítě odpovědný za její zpracování a správu stavu blockchainu (aktuálního stavu celé sítě) ovlivněného provedením této transakce. Konkrétní pravidla pro změnu stavu sítě definuje virtuální počítač.
Při zpracování transakce virtuální počítač převede kód inteligentní smlouvy do formátu, který může provést hardware validátoru. Na Solana jsou hlavními jazyky pro psaní chytrých smluv Rust, C a C++, které jsou kompilovány do BPF bytecode prostřednictvím Solana Virtual Machine (SVM), takže transakce mohou být efektivně prováděny síťovými uzly (validátory).
Každý z uzlů sítě Solana, nazývaný validátory, provozuje své vlastní izolační prostředí virtuálního stroje Solana (SVM), aby byl zachován konsenzus napříč blockchainem. Když je inteligentní smlouva nasazena (upravuje stav sítě), sděluje požadované změny stavu běhovému prostředí. Runtime Solana pak předá tyto změny stavu instancím SVM spuštěným v každém validátorovém systému a všechny validační uzly obdrží kopii a přeloží ji, čímž aktualizují blockchain. Tato distribuce instancí SVM mezi validátory vede k decentralizované síti, která snižuje riziko DDoS útoků nebo odstávek. Tato izolace navíc zajišťuje, že případné chyby nebo zranitelnosti v inteligentních smlouvách neohrozí bezpečnost nebo stabilitu celé sítě Solana.
Stručně řečeno, tyto instance SVM lze považovat za „mikropočítače“, které provádějí nezbytné operace k aktualizaci stavu sítě Solana na základě pokynů poskytnutých transakcemi. Zatímco mnoho blockchainů dnes spoléhá na Ethereum Virtual Machine (EVM), Solana vyvinula svůj vlastní virtuální stroj s jedinečnými funkcemi, které poskytují lepší výkon.
Klíčovou součástí SVM je Sealevel. Engine umožňuje, aby více chytrých kontraktů běželo současně bez vzájemného ovlivnění výkonu, což umožňuje „horizontální“ škálování v prostředí provádění Solana, koncept nazývaný paralelní zpracování. Je to možné, protože chytré kontrakty Solana popisují, jaká data (stav) se budou číst nebo zapisovat při spuštění za běhu. To umožňuje, aby transakce bez konfliktů probíhaly souběžně, stejně jako ty, které pouze čtou stejné informace. Sealevel tak umožňuje SVM zpracovávat desítky tisíc transakcí současně, spíše než je zpracovávat jednu po druhé jako Ethereum Virtual Machine (EVM).
SVM a EVM (Virtuální stroj Ethereum)
Přestože EVM a SVM provádějí podobné funkce, Solana VM je efektivnější a rychlejší. Na EVM, když inteligentní smlouva převede dolar z účtu uživatele, tato transakce se uloží do úložiště konkrétní smlouvy. Tento návrh vytváří potenciální problémy, pokud se virtuální počítač Ethereum pokusí zpracovat více transakcí paralelně. Například dvě různé chytré smlouvy se mohou pokusit utratit zůstatek uživatele současně nebo jiná smlouva může během aktualizace načíst zůstatek stejného uživatele, což způsobí nekonzistence a konflikty.
Naproti tomu model účtu Solana odděluje data, jako jsou zůstatky uživatelů, pro lepší organizaci a efektivitu. Transakce na Solana také musí explicitně specifikovat data, která budou číst a upravovat před provedením v SVM. Jak již bylo zmíněno dříve, umožňuje to souběžné spuštění programů, které neinteragují se stejnými daty, což pomáhá zmírnit přetížení a snížit vysoké poplatky. Například Solana VM zvládne odeslání Tolyho $ 1 Rajovi a Armaniho odeslání $ 3 Chase.
Jedním z důvodů, proč má EVM potíže se zpracováním více transakcí současně, je to, že se jedná o „jednovláknové“ běhové prostředí, které může zpracovávat pouze jednu smlouvu najednou. Proto návrh EVM nevyužívá výhod vícejádrového hardwaru, což znamená, že pouze jedno jádro v hardwaru validátoru aktivně zpracovává transakce, zatímco ostatní jádra zůstávají nevyužitá. To často vede k přetížení sítě a vyšším transakčním poplatkům. Je však důležité poznamenat, že kromě neexistence vícevláknového běhového prostředí mohou omezení EVM způsobit i další faktory, jako je snaha udržet nízké hardwarové požadavky na běžících uzlech.
Sealevel na druhé straně optimalizuje výkon běhového prostředí Solana efektivním využitím dostupných hardwarových zdrojů. SVM je vícevláknové běhové prostředí navržené ke zpracování více transakcí paralelně s využitím všech dostupných jader validátoru. To umožňuje Solaně škálovat efektivněji, protože hardware validátoru se neustále zlepšuje. Solana VM dokáže díky své architektuře také lépe spravovat transakční poplatky. To vedlo k rozvoji lokalizovaných trhů s poplatky, které umožňují přidělování poplatků na základě chytrých smluv. Naproti tomu řetězec EVM spoléhá na globální trh s poplatky, což znamená, že mincovny NFT mohou ovlivnit swapy nebo transakce DeFi, i když tyto transakce spolu nesouvisí.
Abychom to shrnuli, schopnosti paralelního zpracování SVM umožňují Solaně dosahovat vyšších TPS, což má za následek rychlejší transakční rychlosti a náklady jsou ve srovnání s architekturou EVM téměř zanedbatelné. SVM je umístěno jako blockchainové prostředí nové generace s vyšší efektivitou a vyšším výkonem. Jak si to více vývojářů uvědomuje, začínáme být svědky většího přijímání SVM jako prostředí pro provádění inteligentních kontraktů a formuje se vznikající agregační ekosystém SVM.
Vznikající ekosystém souhrnů SVM
Agregace je řešení pro škálování blockchainu, které zpracovává transakce mimo blockchain vrstvy 1 (např. Solana) a poté data zpětně publikuje do vrstvy 1. Souhrny jsou navrženy tak, aby snižovaly přetížení sítě a transakční poplatky tím, že spojují více transakcí dohromady a tvoří „důkaz“, který je poté předložen hlavnímu řetězci. Největší výhodou budování rollupu je možnost plně přizpůsobit řetězec. Toto přizpůsobení umožňuje různé případy použití, jako jsou přizpůsobené knihy objednávek, kryptografické mempooly pro minimalizaci MEV (Miner Extractable Value) nebo povolené aplikace navržené pro splnění specifických požadavků.
Virtuální stroje lze také použít ke zjednodušení procesu nasazení pro vývojáře v jiných řetězcích používajících stejný virtuální počítač. Tento síťový efekt velmi prospívá Ethereu a jeho VM, protože jde o první běhové prostředí pro kryptografické smart kontrakty. Jako takové bylo EVM primárním prováděcím prostředím pro vytváření agregovaných blockchainů. Mezi dvěma typy souhrnů, Optimistic a Zk, jsou nejběžnější optimistické souhrny, jako je Arbitrum. V poslední době došlo v SVM k mnoha pokrokům, jejichž cílem je přinést rollup technologii vývojářům Solana. Hlavní projekty, které jsou pro Solana postaveny, jsou Nitro a Eclipse.
Nitro je optimistické kumulativní řešení, podobné řešení Arbitrum nebo Optimism, které využívá virtuální stroj Solana (SVM), aby umožnil vývojářům společnosti Solana portovat jejich dApps do různých ekosystémů. Nitro plánuje nejprve spustit na Sei, průmyslově specifickém transakčním řetězci založeném na Cosmosu, než se rozšíří do dalších řetězců. Používá SVM k paralelnímu provádění transakcí, což znamená, že uživatelé budou moci provádět transakce stejně jako na Solaně, zatímco Nitro používá Sei pro vypořádání a konsensus. Navíc, jakmile se Sei stane součástí ekosystému Cosmos, projekty společnosti Nitro a jejich uživatelé budou moci těžit z technologie interoperability IBC a budou mít přístup k aktivům a likviditě Cosmos.
Dalším vyvíjeným řešením SVM rollup je Eclipse, které je navrženo tak, aby usnadnilo nasazení přizpůsobitelných rollupů. Optimistické souhrny Eclipse umožňují projektům vytvářet své vlastní jedinečné aplikační řetězce a zároveň těžit ze zabezpečení zavedených sítí (např. Cosmos Application Chain, Polygon, Ethereum) a využívat virtuální stroj Solana (SVM). SVM funguje jako prováděcí prostředí a Eclipse se stará o vypořádání, konsensus a dostupnost dat (DA) se správou sítě na 1. vrstvě, kterou zvolil vývojář. V současné době Eclipse poskytuje optimistické kumulativní řešení, ale také pracuje na spuštění zk-rollups.
Eclipse vydalo dvě kumulativní řešení postavená na SVM:
Polygon SVM: Díky tomuto souhrnu lze jakýkoli projekt postavený na Solana snadno nasadit v síti Polygon;
Cascade: Cascade, představený společnostmi Injective a Eclipse, je souhrnná verze SVM optimalizovaná pro ekosystém IBC. Projektům Solana to umožní bez námahy nasadit do Cascade a získat přístup k aktivům a likviditě Cosmos AppChain. Kromě toho mohou nyní projekty na Injective využívat výhody paralelizovaného SVM od Cascade.
Všechna tato řešení zjednodušují používání Solana VM a rozšiřují jeho dosah. Uživatelé z jiných řetězců budou také moci „ochutnat“ paralelizační zkušenost Solana bez jakýchkoli překážek, což může vést k tomu, že více lidí rozpozná výhody SVM, což umožní více projektům přesunout své dApps do Solana z výhod plynoucích z architektury a přidat další uživatele. .
SVM je blockchainové prostředí nové generace pro vývojáře
Navzdory tomu, že je Solana pouze tři roky stará, již prokázala působivý výkon a vývoj rozšiřujících řešení, jako jsou Nitro a Eclipse na svých virtuálních počítačích, což zdůrazňuje úspěch své inovativní architektury provádění. Solana se dokázal poučit z výzev, kterým čelí starší sítě jako bitcoin a ethereum. Bitcoin nebyl navržen pro chytré kontrakty, což vedlo ke vzniku Etherea. Stejně tak Ethereum nebylo připraveno na masové přijetí a vysokorychlostní transakce, což připravilo cestu pro Solana a paralelní zpracování. Navíc je pro vývojáře stále snazší přístup k prostředí SVM, protože Neon Labs zavádí kompatibilitu Solidity s runtime Solana a také nadcházející upgrade Runtime v2, který by měl vývojářům umožnit používat více programovacích jazyků (např. Move) Build SVM- kompatibilní dApps.
Je jasné, že Solana VM poskytuje pokročilejší prostředí pro vytváření aplikací nové generace. Paralelní zpracování transakcí umožňuje vyšší propustnost. Podobně jako je to možné v tradičních financích, umožňuje vývojářům vytvářet jakýkoli typ produktu bez obav z rychlostních limitů nebo poplatků. Budování on-chain s TPS 15 nepovede k masovému přijetí kryptoměn. Díky SVM a Sealevel může Solana (již) zpracovat tisíce transakcí bez přetížení nebo značných poplatků za plyn, což z něj dělá perfektní prostředí pro budování těchto nových aplikací. Se zdokonalováním hardwaru validátoru bude runtime Sealevel společnosti Solana schopno zpracovávat více transakcí paralelně, čímž se prohlubuje propast mezi SVM a EVM a zároveň přitahuje více uživatelů.
Squads budou podporovat rozšíření virtuálního stroje Solana (SVM) a zavedou do celého ekosystému SVM funkce s více podpisy (multisig), což umožní komukoli řídit řetězec pomocí nejlepšího prostředí pro provádění blockchainu a nejlepší zkušenosti s vlastním hostováním na aktivech.