Kā nākamās paaudzes ļoti mērogojama blokķēde Solana ir ieguvusi lielu uzmanību. Tas galvenokārt ir saistīts ar tā lielisko veiktspēju, kas spēj apstrādāt tūkstošiem darījumu sekundē ar gandrīz niecīgām gāzes izmaksām. Viens no Solana progresīvās tehnoloģijas galvenajiem elementiem ir tās izpildes vide SVM, kas ietver Sealevel paralēlizācijas dzinēju.
Šis raksts iepazīstina ar Solana virtuālo mašīnu (SVM) un to, kā šī novatoriskā infrastruktūra ļauj Solana blokķēdei nodrošināt augstāku veiktspēju nekā tradicionālās EVM blokķēdes, piemēram, Ethereum. Lai gan EVM jau sen ir bijis dominējošais virtuālās mašīnas standarts šifrēšanas pasaulē, mēs arī izpētīsim, kā SVM pakāpeniski tiek paplašināts, izmantojot apkopojuma risinājumus, piemēram, Nitro un Eclipse.
Solana virtuālā mašīna (SVM) un jūras līmenis
Solana virtuālā mašīna jeb īsumā SVM ir izpildes vide darījumu un viedo līgumu/programmu apstrādei Solana tīklā. Lai labāk izprastu SVM, mums vispirms ir jāsaprot, kā virtuālās mašīnas darbojas šifrētā tīklā.
Blokķēdes kontekstā virtuālā mašīna (VM) ir programmatūras daļa, kas darbina programmas, kas plašāk pazīstamas kā izpildlaika vide, lai izpildītu kriptovalūtas tīkla viedos līgumus. Kad tiek iesniegts darījums, tīkla virtuālā mašīna ir atbildīga par tā apstrādi un blokķēdes stāvokļa (visa tīkla pašreizējā stāvokļa), ko ietekmē šī darījuma izpilde, pārvaldību. Īpašos noteikumus tīkla statusa maiņai nosaka virtuālā mašīna.
Apstrādājot darījumu, VM pārvērš viedā līguma kodu formātā, ko var izpildīt validatora aparatūra. Vietnē Solana galvenās viedo līgumu rakstīšanas valodas ir Rust, C un C++, kas tiek apkopotas BPF baitkodā, izmantojot Solana virtuālo mašīnu (SVM), lai tīkla mezgli (validatori) varētu efektīvi izpildīt darījumus.
Solana tīkla mezgli, ko sauc par validatoriem, katrs vada savu Solana virtuālās mašīnas (SVM) izolācijas vidi, lai saglabātu vienprātību visā blokķēdē. Kad viedais līgums tiek izvietots (pārveido tīkla stāvokli), tas paziņo izpildlaikam nepieciešamās stāvokļa izmaiņas. Pēc tam Solana izpildlaiks pārsūta šīs stāvokļa izmaiņas uz SVM gadījumiem, kas darbojas katrā validatora sistēmā, un visi validatora mezgli saņem kopiju un pārtulko to, tādējādi atjauninot blokķēdi. Šāda SVM gadījumu sadale starp pārbaudītājiem rada decentralizētu tīklu, samazinot DDoS uzbrukumu vai izslēgšanas risku. Turklāt šī izolācija nodrošina, ka viedo līgumu iespējamās kļūdas vai ievainojamības neapdraud visa Solana tīkla drošību vai stabilitāti.
Rezumējot, šos SVM gadījumus var uzskatīt par “mikrodatoriem”, kas veic nepieciešamās darbības, lai atjauninātu Solana tīkla stāvokli, pamatojoties uz instrukcijām, ko sniedz darījumi. Lai gan daudzas blokķēdes mūsdienās paļaujas uz Ethereum virtuālo mašīnu (EVM), Solana ir izstrādājusi savu virtuālo mašīnu ar unikālām funkcijām, kas nodrošina uzlabotu veiktspēju.
SVM galvenā sastāvdaļa ir jūras līmenis. Dzinējs ļauj vienlaikus darboties vairākiem viedajiem līgumiem, neietekmējot viens otra veiktspēju, nodrošinot "horizontālu" mērogošanu Solana izpildes vidē, ko sauc par paralēlo apstrādi. Tas ir iespējams, jo Solana viedajos līgumos ir aprakstīts, kādi dati (stāvoklis) tiks nolasīti vai rakstīti, kad tie tiks izpildīti izpildlaikā. Tas ļauj vienlaikus veikt darījumus bez konfliktiem, kā arī tos, kas nolasa tikai vienu un to pašu informāciju. Tādējādi jūras līmenis ļauj SVM vienlaikus apstrādāt desmitiem tūkstošu darījumu, nevis apstrādāt tos vienu pēc otra, piemēram, Ethereum virtuālo mašīnu (EVM).
SVM un EVM (Ethereum virtuālā mašīna)
Lai gan EVM un SVM veic līdzīgas funkcijas, Solana VM ir efektīvāka un ātrāka. EVM, kad viedais līgums pārskaita dolāru no lietotāja bilances, šis darījums tiek saglabāts konkrētā līguma krātuvē. Šis dizains rada potenciālas problēmas, ja Ethereum virtuālā mašīna mēģina paralēli apstrādāt vairākus darījumus. Piemēram, divi dažādi viedie līgumi var mēģināt vienlaikus iztērēt lietotāja atlikumu vai cits līgums var nolasīt viena un tā paša lietotāja bilanci atjaunināšanas laikā, izraisot nekonsekvenci un konfliktus.
Turpretim Solana konta modelis atdala tādus datus kā lietotāju atlikumi, lai nodrošinātu labāku organizāciju un efektivitāti. Solana darījumos ir arī skaidri jānorāda dati, kurus tie nolasīs un pārveidos pirms izpildes SVM. Kā minēts iepriekš, tas ļauj programmām, kas nedarbojas ar tiem pašiem datiem, darboties vienlaikus, kas palīdz mazināt sastrēgumus un samazināt augstās maksas. Piemēram, Solana VM var apstrādāt gan Toly, kas nosūta 1 $ Rajam, gan Armani, kas nosūta 3 $ Chase.
Daļa no iemesla, kāpēc EVM ir grūti apstrādāt vairākus darījumus vienlaicīgi, ir tas, ka tā ir "vienpavedienu" izpildlaika vide, kas vienlaikus var apstrādāt tikai vienu līgumu. Tāpēc EVM dizains neizmanto daudzkodolu aparatūras priekšrocības, kas nozīmē, ka tikai viens validatora aparatūras kodols aktīvi apstrādā darījumus, bet pārējie kodoli joprojām netiek izmantoti. Tas bieži izraisa tīkla pārslodzi un augstākas darījumu maksas. Tomēr ir svarīgi atzīmēt, ka papildus tam, ka nav daudzpavedienu izpildlaika, EVM ierobežojumus var izraisīt arī citi faktori, piemēram, vēlme nodrošināt zemas aparatūras prasības darba mezgliem.
No otras puses, Sealevel optimizē Solana izpildlaika veiktspēju, efektīvi izmantojot pieejamos aparatūras resursus. SVM ir vairāku pavedienu izpildlaika vide, kas paredzēta vairāku darījumu paralēlai apstrādei, izmantojot visus pieejamos validatora iekārtas kodolus. Tas ļauj Solana efektīvāk mērogot, jo validatora aparatūra turpina uzlaboties. Pateicoties tās arhitektūrai, Solana VM var arī labāk pārvaldīt darījumu maksas. Tas ir novedis pie lokalizētu maksu tirgu attīstības, kas ļauj sadalīt maksas, pamatojoties uz viedajiem līgumiem. Turpretim EVM ķēde balstās uz globālo maksu tirgu, kas nozīmē, ka NFT naudas kaltuves var ietekmēt mijmaiņas darījumus vai DeFi darījumus, pat ja šie darījumi nav saistīti.
Rezumējot, SVM paralēlās apstrādes iespējas ļauj Solana sasniegt augstāku TPS, tādējādi nodrošinot ātrāku darījumu ātrumu, un izmaksas ir gandrīz niecīgas salīdzinājumā ar EVM arhitektūru. SVM ir pozicionēts kā nākamās paaudzes blokķēdes vide ar augstāku efektivitāti un augstāku veiktspēju. Tā kā arvien vairāk izstrādātāju to saprot, mēs sākam redzēt, ka SVM kā viedo līgumu izpildes vide arvien vairāk tiek pieņemts, un veidojas jauna SVM apkopošanas ekosistēma.
Jaunā SVM apkopojumu ekosistēma
Apkopošana ir blokķēdes mērogošanas risinājums, kas apstrādā darījumus ārpus 1. slāņa blokķēdes (piemēram, Solana) un pēc tam publicē datus ar atpakaļejošu spēku 1. slānī. Apkopojumi ir paredzēti, lai samazinātu tīkla pārslodzes un darījumu maksas, apvienojot vairākus darījumus, lai izveidotu "pierādījumu", kas pēc tam tiek iesniegts galvenajai ķēdei. Apvienojuma izveides lielākā priekšrocība ir iespēja pilnībā pielāgot ķēdi. Šī pielāgošana ļauj izmantot dažādus lietošanas gadījumus, piemēram, pielāgotas pasūtījumu grāmatas, kriptogrāfijas mempoolus, lai samazinātu MEV (Miner Extractable Value), vai atļautās lietojumprogrammas, kas izstrādātas, lai atbilstu īpašām prasībām.
Virtuālās mašīnas var izmantot arī, lai vienkāršotu izvietošanas procesu izstrādātājiem citās ķēdēs, kas izmanto to pašu virtuālo mašīnu. Šis tīkla efekts sniedz lielu labumu Ethereum un tā VM, jo tā ir pirmā izpildlaika vide kriptogrāfijas viedajiem līgumiem. Tādējādi EVM ir bijusi galvenā izpildes vide apkopotu blokķēžu veidošanai. Starp diviem apkopojumu veidiem Optimistic un Zk visizplatītākie ir Optimistic apkopojumi, piemēram, Arbitrum. Nesen SVM ir veikti daudzi sasniegumi, kuru mērķis ir nodrošināt apkopošanas tehnoloģiju Solana izstrādātājiem. Galvenie Solana izstrādātie projekti ir Nitro un Eclipse.
Nitro ir Optimistic apkopojuma risinājums, kas līdzīgs Arbitrum vai Optimism, kas izmanto Solana virtuālo mašīnu (SVM), lai ļautu Solana izstrādātājiem portēt savas dApps uz dažādām ekosistēmām. Nitro plāno vispirms uzsākt Sei — nozarei specifisku darījumu ķēdi, kuras pamatā ir Cosmos, un pēc tam to izvērst citās ķēdēs. Tas izmanto SVM, lai veiktu darījumus paralēli, kas nozīmē, ka lietotāji varēs izpildīt tāpat kā Solana, savukārt Nitro izmanto Sei norēķiniem un vienprātībai. Turklāt, Sei kļūstot par daļu no Cosmos ekosistēmas, Nitro projekti un to lietotāji varēs gūt labumu no IBC sadarbspējas tehnoloģijas un piekļūt Cosmos aktīviem un likviditātei.
Vēl viens izstrādes stadijā esošais SVM apkopojuma risinājums ir Eclipse, kas paredzēts, lai atvieglotu pielāgojamu apkopojumu izvietošanu. Eclipse optimistiskie apkopojumi ļauj projektiem izveidot savas unikālas lietojumprogrammu ķēdes, vienlaikus gūstot labumu no izveidoto tīklu drošības (piemēram, Cosmos Application Chain, Polygon, Ethereum) un izmantojot Solana virtuālo mašīnu (SVM). SVM darbojas kā izpildes vide, un Eclipse apstrādā norēķinus, vienprātību un datu pieejamību (DA) ar izstrādātāja izvēlētu 1. līmeņa tīkla pārvaldību. Pašlaik Eclipse nodrošina Optimistic apkopojuma risinājumu, taču strādā arī pie zk-apkopojumu palaišanas.
Eclipse ir izlaidusi divus apkopojuma risinājumus, kas balstīti uz SVM:
Polygon SVM: izmantojot šo apkopojumu, jebkuru Solana izstrādāto projektu var viegli izvietot daudzstūra tīklā;
Kaskāde: Injective un Eclipse ieviestā Cascade ir SVM apkopojums, kas optimizēts IBC ekosistēmai. Tas ļaus Solana projektiem bez piepūles izvietot Cascade un piekļūt Cosmos AppChain aktīviem un likviditātei. Turklāt Injective projekti tagad var izmantot Cascade paralēlā SVM priekšrocības.
Visi šie risinājumi vienkāršo Solana VM lietošanu un paplašina tā sasniedzamību. Lietotāji no citām ķēdēm arī bez šķēršļiem varēs "izgaršot" Solana paralēlizācijas pieredzi, kā rezultātā vairāk cilvēku var atpazīt SVM priekšrocības, ļaujot vairākiem projektiem pārvietot savas dApps uz Solana no arhitektūras priekšrocības un pievienot vairāk lietotāju. .
SVM ir nākamās paaudzes blokķēdes vide izstrādātājiem
Neskatoties uz to, ka Solana ir tikai trīs gadus veca, tā jau ir demonstrējusi iespaidīgu veiktspēju un paplašinājumu risinājumus, piemēram, Nitro un Eclipse, papildus savām virtuālajām mašīnām, uzsverot tās novatoriskās izpildes arhitektūras panākumus. Solana ir spējusi mācīties no problēmām, ar kurām saskaras vecāki tīkli, piemēram, Bitcoin un Ethereum. Bitcoin nebija paredzēts viediem līgumiem, kas noveda pie Ethereum rašanās. Tāpat Ethereum nebija gatavs masveida ieviešanai un ātrdarbīgiem darījumiem, paverot ceļu Solana un paralēlai apstrādei. Turklāt izstrādātājiem kļūst arvien vieglāk piekļūt SVM vidēm, jo uzņēmums Neon Labs ievieš Solidity saderību ar Solana izpildlaiku, kā arī gaidāmo Runtime v2 jauninājumu, kas ļaus izstrādātājiem izmantot vairākas programmēšanas valodas (piem., Move) Build SVM- saderīgas dApps.
Ir skaidrs, ka Solana VM nodrošina modernāku vidi nākamās paaudzes lietojumprogrammu izveidei. Darījumu paralēla apstrāde nodrošina lielāku caurlaidspēju. Līdzīgi kā tradicionālajās finansēs, kas ļauj izstrādātājiem izveidot jebkura veida produktus, neuztraucoties par ātruma ierobežojumiem vai maksām. Ķēdes izveide ar TPS 15 neizraisīs masveida kriptovalūtu ieviešanu. Pateicoties SVM un Sealevel, Solana var (jau) apstrādāt tūkstošiem darījumu bez sastrēgumiem vai ievērojamām gāzes maksām, padarot to par ideālu vidi šo jauno lietojumprogrammu izveidei. Uzlabojoties validatora aparatūrai, Solana Sealevel izpildlaiks varēs paralēli apstrādāt vairāk darījumu, palielinot plaisu starp SVM un EVM, vienlaikus piesaistot vairāk lietotāju.
Squads atbalstīs Solana virtuālās mašīnas (SVM) paplašinājumus un ieviesīs vairāku parakstu (multisig) iespējas visā SVM ekosistēmā, ļaujot ikvienam pārvaldīt ķēdi, izmantojot labāko blokķēdes izpildes vidi un labāko pašmitināšanas pieredzi.