Como próxima generación de blockchain altamente escalable, Solana ha ganado mucha atención. Esto se debe principalmente a su excelente rendimiento, que puede manejar miles de transacciones por segundo con costos de gas casi insignificantes. Uno de los elementos clave de la avanzada tecnología de Solana es su entorno de ejecución SVM, que incluye el motor de paralelización Sealevel.
Este artículo presenta la máquina virtual Solana (SVM) y cómo esta infraestructura innovadora permite que la cadena de bloques Solana ofrezca un mayor rendimiento que las cadenas de bloques EVM tradicionales como Ethereum. Si bien EVM ha sido durante mucho tiempo el estándar de máquina virtual dominante en el mundo del cifrado, también exploraremos cómo SVM se está expandiendo gradualmente a través de soluciones acumulativas como Nitro y Eclipse.
Máquina virtual Solana (SVM) y Sealevel
La Máquina Virtual Solana, o SVM para abreviar, es el entorno de ejecución para procesar transacciones y contratos/programas inteligentes en la red Solana. Para comprender mejor SVM, primero debemos comprender cómo funcionan las máquinas virtuales en una red cifrada.
En el contexto de blockchain, una máquina virtual (VM) es una pieza de software que ejecuta programas, más comúnmente conocido como entorno de ejecución, para ejecutar contratos inteligentes de una red de criptomonedas. Cuando se envía una transacción, la máquina virtual de la red es responsable de procesarla y administrar el estado de la cadena de bloques (el estado actual de toda la red) afectado por la ejecución de esta transacción. Las reglas específicas para cambiar el estado de la red las define la máquina virtual.
Al procesar una transacción, la VM convierte el código del contrato inteligente a un formato que el hardware del validador pueda ejecutar. En Solana, los principales lenguajes para escribir contratos inteligentes son Rust, C y C++, que se compilan en código de bytes BPF a través de la máquina virtual Solana (SVM), de modo que los nodos de red (validadores) puedan ejecutar transacciones de manera eficiente.
Los nodos de la red Solana, llamados validadores, ejecutan cada uno su propio entorno de aislamiento de Máquina Virtual Solana (SVM) para mantener el consenso en toda la cadena de bloques. Cuando se implementa un contrato inteligente (modifica el estado de la red), comunica los cambios de estado requeridos al tiempo de ejecución. Luego, el tiempo de ejecución de Solana reenvía estos cambios de estado a las instancias de SVM que se ejecutan en cada sistema de validación, y todos los nodos de validación reciben una copia y la traducen, actualizando así la cadena de bloques. Esta distribución de instancias de SVM entre validadores da como resultado una red descentralizada, lo que reduce el riesgo de ataques o cierres DDoS. Además, este aislamiento garantiza que los posibles errores o vulnerabilidades en los contratos inteligentes no comprometan la seguridad o la estabilidad de toda la red Solana.
En resumen, estas instancias de SVM pueden considerarse como "microcomputadoras" que realizan las operaciones necesarias para actualizar el estado de la red Solana en función de las instrucciones proporcionadas por las transacciones. Si bien muchas cadenas de bloques hoy en día dependen de la máquina virtual Ethereum (EVM), Solana ha desarrollado su propia máquina virtual con características únicas que brindan un rendimiento mejorado.
El componente clave de SVM es Sealevel. El motor permite que se ejecuten múltiples contratos inteligentes simultáneamente sin afectar el rendimiento de cada uno, lo que permite el escalamiento "horizontal" dentro del entorno de ejecución de Solana, un concepto llamado procesamiento paralelo. Esto es posible porque los contratos inteligentes de Solana describen qué datos (estado) se leerán o escribirán cuando se ejecuten en tiempo de ejecución. Esto permite que se ejecuten simultáneamente transacciones sin conflictos, así como aquellas que solo leen la misma información. Por lo tanto, Sealevel permite a SVM procesar decenas de miles de transacciones simultáneamente, en lugar de procesarlas una tras otra como la Máquina Virtual Ethereum (EVM).
SVM y EVM (máquina virtual Ethereum)
Aunque EVM y SVM realizan funciones similares, Solana VM es más eficiente y rápido. En EVM, cuando un contrato inteligente transfiere un dólar del saldo de un usuario, esta transacción se almacena en el almacenamiento del contrato específico. Este diseño crea problemas potenciales si la máquina virtual Ethereum intenta procesar múltiples transacciones en paralelo. Por ejemplo, dos contratos inteligentes diferentes podrían intentar gastar el saldo de un usuario al mismo tiempo, u otro contrato podría leer el saldo del mismo usuario durante una actualización, lo que provocaría inconsistencias y conflictos.
Por el contrario, el modelo de cuenta de Solana separa datos como los saldos de los usuarios para una mejor organización y eficiencia. Las transacciones en Solana también deben especificar explícitamente los datos que leerán y modificarán antes de ejecutarse en SVM. Como se mencionó anteriormente, esto permite que programas que no interactúan con los mismos datos se ejecuten simultáneamente, lo que ayuda a aliviar la congestión y reducir las tarifas elevadas. Por ejemplo, Solana VM puede manejar que Toly envíe $1 a Raj y Armani envíe $3 a Chase.
Parte de la razón por la que EVM tiene dificultades para procesar múltiples transacciones simultáneamente es que es un entorno de ejecución de "un solo subproceso" que sólo puede manejar un contrato a la vez. Por lo tanto, el diseño de EVM no aprovecha el hardware multinúcleo, lo que significa que solo un núcleo en el hardware del validador procesa transacciones activamente, mientras que los otros núcleos permanecen infrautilizados. Esto a menudo resulta en congestión de la red y tarifas de transacción más altas. Sin embargo, es importante tener en cuenta que, además de no tener un tiempo de ejecución multiproceso, otros factores pueden causar limitaciones de EVM, como el deseo de mantener bajos los requisitos de hardware en los nodos en ejecución.
Sealevel, por otro lado, optimiza el rendimiento del tiempo de ejecución de Solana utilizando eficientemente los recursos de hardware disponibles. SVM es un entorno de ejecución de subprocesos múltiples diseñado para procesar múltiples transacciones en paralelo utilizando todos los núcleos disponibles de la máquina validadora. Esto permite a Solana escalar de manera más eficiente a medida que el hardware del validador continúa mejorando. Gracias a su arquitectura, Solana VM también puede gestionar mejor las tarifas de transacción. Esto ha llevado al desarrollo de mercados de tarifas localizados, que permiten asignar tarifas en función de contratos inteligentes. Por el contrario, la cadena EVM depende de un mercado global de tarifas, lo que significa que las mentas NFT pueden influir en los swaps o las transacciones DeFi, incluso si esas transacciones no están relacionadas.
En resumen, las capacidades de procesamiento paralelo de SVM permiten a Solana lograr un TPS más alto, lo que resulta en velocidades de transacción más rápidas y el costo es casi insignificante en comparación con la arquitectura EVM. SVM se posiciona como el entorno blockchain de próxima generación con mayor eficiencia y mayor rendimiento. A medida que más desarrolladores se dan cuenta de esto, comenzamos a ver una mayor adopción de SVM como entorno de ejecución para contratos inteligentes, y se está formando un ecosistema de agregación de SVM emergente.
El ecosistema emergente de paquetes acumulativos de SVM
La agregación es una solución de escalamiento de blockchain que procesa transacciones fuera de una blockchain de capa 1 (por ejemplo, Solana) y luego publica los datos retroactivamente en la capa 1. Los paquetes acumulativos están diseñados para reducir la congestión de la red y las tarifas de transacción al agrupar múltiples transacciones para formar una "prueba" que luego se envía a la cadena principal. La mayor ventaja de crear un resumen es la capacidad de personalizar completamente la cadena. Esta personalización permite una variedad de casos de uso, como libros de pedidos personalizados, mempools criptográficos para minimizar MEV (valor extraíble minero) o aplicaciones autorizadas diseñadas para cumplir con requisitos específicos.
Las máquinas virtuales también se pueden utilizar para simplificar el proceso de implementación para los desarrolladores de otras cadenas que utilizan la misma VM. Este efecto de red beneficia enormemente a Ethereum y su VM, ya que es el primer entorno de ejecución para contratos inteligentes criptográficos. Como tal, EVM ha sido el principal entorno de ejecución para crear cadenas de bloques agregadas. Entre los dos tipos de paquetes acumulativos, Optimistic y Zk, los paquetes acumulativos optimistas como Arbitrum son los más comunes. Recientemente, ha habido muchos avances en SVM destinados a llevar la tecnología acumulativa a los desarrolladores de Solana. Los principales proyectos construidos para Solana son Nitro y Eclipse.
Nitro es una solución acumulativa de Optimistic, similar a Arbitrum u Optimism, que aprovecha la máquina virtual Solana (SVM) para permitir a los desarrolladores de Solana migrar sus dApps a varios ecosistemas. Nitro planea lanzarse primero en Sei, una cadena de transacciones específica de la industria basada en Cosmos, antes de expandirse a otras cadenas. Utiliza SVM para ejecutar transacciones en paralelo, lo que significa que los usuarios podrán ejecutarlas como en Solana, mientras que Nitro usa Sei para liquidación y consenso. Además, a medida que Sei se convierta en parte del ecosistema de Cosmos, los proyectos de Nitro y sus usuarios podrán beneficiarse de la tecnología de interoperabilidad de IBC y acceder a los activos y la liquidez de Cosmos.
Otra solución acumulativa de SVM en desarrollo es Eclipse, que está diseñada para facilitar la implementación de acumulaciones personalizables. Los paquetes acumulativos optimistas de Eclipse permiten a los proyectos crear sus propias cadenas de aplicaciones únicas mientras se benefician de la seguridad de las redes establecidas (por ejemplo, Cosmos Application Chain, Polygon, Ethereum) y aprovechan la máquina virtual Solana (SVM). SVM actúa como entorno de ejecución y Eclipse maneja la liquidación, el consenso y la disponibilidad de datos (DA) con la administración de red de Capa 1 elegida por el desarrollador. Actualmente, Eclipse proporciona una solución acumulativa Optimistic, pero también está trabajando en el lanzamiento de zk-rollups.
Eclipse ha lanzado dos soluciones acumulativas basadas en SVM:
Polygon SVM: con este paquete acumulativo, cualquier proyecto creado en Solana se puede implementar fácilmente en la red Polygon;
Cascade: Presentado por Injective y Eclipse, Cascade es un paquete acumulativo de SVM optimizado para el ecosistema IBC. Permitirá que los proyectos de Solana se implementen sin esfuerzo en Cascade y accedan a los activos y la liquidez de Cosmos AppChain. Además, los proyectos en Injective ahora pueden aprovechar el SVM paralelizado de Cascade.
Todas estas soluciones simplifican el uso de Solana VM y amplían su alcance. Los usuarios de otras cadenas también podrán "probar" la experiencia de paralelización de Solana sin barreras, lo que puede llevar a que más personas reconozcan las ventajas de SVM, permitiendo que más proyectos trasladen sus dApps a Solana desde su arquitectura y agreguen más usuarios. .
SVM es el entorno blockchain de próxima generación para desarrolladores
A pesar de tener solo tres años, Solana ya ha demostrado un rendimiento impresionante y el desarrollo de soluciones de extensión como Nitro y Eclipse sobre sus VM, destacando el éxito de su innovadora arquitectura de ejecución. Solana ha podido aprender de los desafíos que enfrentan redes más antiguas como Bitcoin y Ethereum. Bitcoin no fue diseñado para contratos inteligentes, lo que llevó al surgimiento de Ethereum. Del mismo modo, Ethereum no estaba preparado para la adopción masiva y las transacciones de alta velocidad, lo que allanó el camino para Solana y el procesamiento paralelo. Además, cada vez es más fácil para los desarrolladores acceder a entornos SVM, con Neon Labs introduciendo la compatibilidad de Solidity con el tiempo de ejecución de Solana, así como la próxima actualización Runtime v2, que debería permitir a los desarrolladores utilizar múltiples lenguajes de programación (por ejemplo, Move) Build SVM- dApps compatibles.
Está claro que Solana VM proporciona un entorno más avanzado para crear aplicaciones de próxima generación. El procesamiento paralelo de transacciones permite un mayor rendimiento. Similar a lo que es posible en las finanzas tradicionales, lo que permite a los desarrolladores crear cualquier tipo de producto sin preocuparse por límites de velocidad o tarifas. Construir en cadena con TPS 15 no conducirá a una adopción masiva de criptomonedas. Gracias a SVM y Sealevel, Solana (ya) puede procesar miles de transacciones sin congestión ni tarifas de gas significativas, lo que lo convierte en el entorno perfecto para crear estas nuevas aplicaciones. A medida que mejore el hardware del validador, el tiempo de ejecución Sealevel de Solana podrá procesar más transacciones en paralelo, ampliando la brecha entre SVM y EVM y atrayendo a más usuarios.
Squads admitirá extensiones de la máquina virtual Solana (SVM) e introducirá capacidades de firma múltiple (multifirma) en todo el ecosistema SVM, lo que permitirá a cualquiera administrar la cadena utilizando el mejor entorno de ejecución de blockchain y la mejor experiencia de autohospedaje de activos.