Ca următoarea generație de blockchain extrem de scalabil, Solana a câștigat multă atenție. Acest lucru se datorează în principal performanței sale excelente, care poate gestiona mii de tranzacții pe secundă cu costuri aproape neglijabile cu gazul. Unul dintre elementele cheie ale tehnologiei avansate Solana este mediul său de execuție SVM, care include motorul de paralelizare Sealevel.
Acest articol prezintă Solana Virtual Machine (SVM) și modul în care această infrastructură inovatoare permite blockchain-ului Solana să ofere performanțe mai mari decât blockchain-urile EVM tradiționale, cum ar fi Ethereum. În timp ce EVM a fost multă vreme standardul dominant de mașină virtuală în lumea criptării, vom explora, de asemenea, modul în care SVM este extins treptat prin soluții cum ar fi Nitro și Eclipse.
Solana Virtual Machine (SVM) și Sealevel
Solana Virtual Machine, sau pe scurt SVM, este mediul de execuție pentru procesarea tranzacțiilor și a contractelor/programelor inteligente în rețeaua Solana. Pentru a înțelege mai bine SVM, trebuie mai întâi să înțelegem cum funcționează mașinile virtuale într-o rețea criptată.
În contextul blockchain-ului, o mașină virtuală (VM) este o bucată de software care rulează programe, cunoscute mai frecvent ca mediu de rulare, pentru executarea contractelor inteligente ale unei rețele de criptomonede. Atunci când o tranzacție este depusă, mașina virtuală a rețelei este responsabilă pentru procesarea acesteia și gestionarea stării blockchain (starea curentă a întregii rețele) afectată de execuția acestei tranzacții. Regulile specifice pentru modificarea stării rețelei sunt definite de mașina virtuală.
Când procesează o tranzacție, VM convertește codul de contract inteligent într-un format pe care hardware-ul validator îl poate executa. Pe Solana, principalele limbaje pentru scrierea contractelor inteligente sunt Rust, C și C++, care sunt compilate în bytecode BPF prin Solana Virtual Machine (SVM), astfel încât tranzacțiile să poată fi executate eficient de nodurile de rețea (validatori).
Nodurile rețelei Solana, numite validatoare, rulează fiecare propriul mediu de izolare Solana Virtual Machine (SVM) pentru a menține consensul în cadrul blockchain-ului. Când un contract inteligent este implementat (modifică starea rețelei), acesta comunică timpului de execuție modificările necesare stării. Runtime-ul Solana transmite apoi aceste modificări de stare instanțelor SVM care rulează în fiecare sistem de validare, iar toate nodurile validatoare primesc o copie și o traduc, actualizând astfel blockchain-ul. Această distribuție a instanțelor SVM între validatori are ca rezultat o rețea descentralizată, reducând riscul de atacuri DDoS sau de închideri. În plus, această izolare asigură că potențialele erori sau vulnerabilități în contractele inteligente nu compromit securitatea sau stabilitatea întregii rețele Solana.
Pe scurt, aceste instanțe SVM pot fi considerate „microcalculatoare” care efectuează operațiunile necesare pentru a actualiza starea rețelei Solana pe baza instrucțiunilor furnizate de tranzacții. În timp ce multe blockchain-uri se bazează astăzi pe Ethereum Virtual Machine (EVM), Solana și-a dezvoltat propria mașină virtuală cu caracteristici unice care oferă performanțe îmbunătățite.
Componenta cheie a SVM este Sealevel. Motorul permite mai multor contracte inteligente să ruleze simultan, fără a afecta reciproc performanța, permițând scalarea „orizontală” în mediul de execuție Solana, un concept numit procesare paralelă. Acest lucru este posibil deoarece contractele inteligente Solana descriu ce date (stare) vor fi citite sau scrise atunci când sunt executate în timpul execuției. Acest lucru permite tranzacțiilor fără conflicte să ruleze simultan, precum și celor care citesc doar aceleași informații. Prin urmare, Sealevel permite SVM să proceseze zeci de mii de tranzacții simultan, mai degrabă decât să le proceseze una după alta, cum ar fi Ethereum Virtual Machine (EVM).
SVM și EVM (Mașină virtuală Ethereum)
Deși EVM și SVM îndeplinesc funcții similare, Solana VM este mai eficient și mai rapid. Pe EVM, atunci când un contract inteligent transferă un dolar din soldul unui utilizator, această tranzacție este stocată în stocarea contractului specific. Acest design creează potențiale probleme dacă mașina virtuală Ethereum încearcă să proceseze mai multe tranzacții în paralel. De exemplu, două contracte inteligente diferite ar putea încerca să cheltuiască soldul unui utilizator în același timp, sau un alt contract ar putea citi soldul aceluiași utilizator în timpul unei actualizări, provocând inconsecvențe și conflicte.
În schimb, modelul de cont Solana separă date precum soldurile utilizatorilor pentru o mai bună organizare și eficiență. Tranzacțiile pe Solana trebuie, de asemenea, să specifice în mod explicit datele pe care le vor citi și modifica înainte de a fi executate în SVM. După cum am menționat mai devreme, acest lucru permite rularea simultană a programelor care nu interacționează cu aceleași date, ceea ce ajută la atenuarea congestiei și la reducerea taxelor ridicate. De exemplu, Solana VM poate gestiona atât Toly care trimite 1 USD lui Raj, cât și Armani trimite 3 USD lui Chase.
O parte din motivul pentru care EVM întâmpină dificultăți în procesarea mai multor tranzacții simultan este că este un mediu de rulare „cu un singur fir” care poate gestiona doar un contract la un moment dat. Prin urmare, designul EVM nu profită de hardware-ul multi-core, ceea ce înseamnă că doar un nucleu din hardware-ul validator procesează în mod activ tranzacțiile, în timp ce celelalte nuclee rămân subutilizate. Acest lucru duce adesea la congestionarea rețelei și la taxe de tranzacție mai mari. Cu toate acestea, este important de reținut că, pe lângă faptul că nu are un timp de rulare multi-threaded, alți factori pot cauza limitări EVM, cum ar fi dorința de a menține cerințele hardware scăzute pe nodurile care rulează.
Sealevel, pe de altă parte, optimizează performanța runtime-ului Solana prin utilizarea eficientă a resurselor hardware disponibile. SVM este un mediu de rulare multi-threaded conceput pentru a procesa mai multe tranzacții în paralel, folosind toate nucleele disponibile ale mașinii validatoare. Acest lucru îi permite Solana să se scaleze mai eficient pe măsură ce hardware-ul validatorului continuă să se îmbunătățească. Datorită arhitecturii sale, Solana VM poate gestiona mai bine taxele de tranzacție. Acest lucru a condus la dezvoltarea piețelor de taxe localizate, permițând alocarea taxelor pe baza unor contracte inteligente. În schimb, lanțul EVM se bazează pe o piață globală de taxe, ceea ce înseamnă că monetările NFT pot influența swap-urile sau tranzacțiile DeFi, chiar dacă acele tranzacții nu au legătură.
Pentru a rezuma, capacitățile de procesare paralelă ale SVM îi permit Solana să atingă TPS mai mare, rezultând viteze de tranzacție mai rapide, iar costul este aproape neglijabil în comparație cu arhitectura EVM. SVM este poziționat ca mediu blockchain de generație următoare, cu o eficiență mai mare și performanță mai mare. Pe măsură ce mai mulți dezvoltatori realizează acest lucru, începem să vedem mai multă adoptare a SVM ca mediu de execuție pentru contractele inteligente și se formează un ecosistem de agregare SVM în curs de dezvoltare.
Ecosistemul emergent al rollup-urilor SVM
Agregarea este o soluție de scalare blockchain care procesează tranzacțiile în afara unui blockchain de nivel 1 (de exemplu, Solana) și apoi publică datele retroactiv la nivelul 1. Acumulările sunt concepute pentru a reduce congestionarea rețelei și taxele de tranzacție prin gruparea mai multor tranzacții împreună pentru a forma o „dovadă” care este apoi transmisă lanțului principal. Cel mai mare avantaj al construirii unui rollup este capacitatea de a personaliza complet lanțul. Această personalizare permite o varietate de cazuri de utilizare, cum ar fi registre de comenzi personalizate, mempool-uri criptografice pentru a minimiza MEV (Miner Extractable Value) sau aplicații autorizate concepute pentru a îndeplini cerințe specifice.
Mașinile virtuale pot fi, de asemenea, folosite pentru a simplifica procesul de implementare pentru dezvoltatorii din alte lanțuri care utilizează aceeași VM. Acest efect de rețea beneficiază în mare măsură Ethereum și VM-ul său, deoarece este primul mediu de rulare pentru contractele inteligente criptografice. Ca atare, EVM a fost principalul mediu de execuție pentru construirea blockchain-urilor agregate. Dintre cele două tipuri de rollup-uri, Optimistic și Zk, rollup-urile Optimistic precum Arbitrum sunt cele mai comune. Recent, au existat multe progrese în SVM menite să aducă tehnologia rollup dezvoltatorilor Solana. Principalele proiecte care sunt construite pentru Solana sunt Nitro și Eclipse.
Nitro este o soluție de acumulare Optimistic, similară cu Arbitrum sau Optimism, care folosește Solana Virtual Machine (SVM) pentru a permite dezvoltatorilor Solana să-și porteze aplicațiile dApp la diverse ecosisteme. Nitro plănuiește să lanseze mai întâi pe Sei, un lanț de tranzacții specific industriei bazat pe Cosmos, înainte de a se extinde la alte lanțuri. Utilizează SVM pentru a executa tranzacții în paralel, ceea ce înseamnă că utilizatorii vor putea executa la fel ca pe Solana, în timp ce Nitro folosește Sei pentru decontare și consens. În plus, pe măsură ce Sei devine parte a ecosistemului Cosmos, proiectele Nitro și utilizatorii acestora vor putea beneficia de tehnologia de interoperabilitate IBC și vor putea accesa activele și lichiditatea Cosmos.
O altă soluție de acumulare SVM în dezvoltare este Eclipse, care este concepută pentru a facilita implementarea pachetelor de pachete personalizabile. Rollup-urile optimiste ale Eclipse permit proiectelor să-și creeze propriile lanțuri unice de aplicații, beneficiind în același timp de securitatea rețelelor stabilite (de exemplu, Cosmos Application Chain, Polygon, Ethereum) și utilizând Solana Virtual Machine (SVM). SVM-ul acționează ca mediu de execuție, iar Eclipse se ocupă de soluționarea, consensul și disponibilitatea datelor (DA) cu managementul rețelei de nivel 1 ales de dezvoltator. În prezent, Eclipse oferă o soluție de acumulare Optimistic, dar lucrează și la lansarea zk-rollups.
Eclipse a lansat două soluții de acumulare construite pe SVM:
Polygon SVM: Cu acest pachet, orice proiect construit pe Solana poate fi implementat cu ușurință în rețeaua Polygon;
Cascade: Introdus de Injective și Eclipse, Cascade este un pachet SVM optimizat pentru ecosistemul IBC. Acesta va permite proiectelor Solana să se implementeze fără efort în Cascade și să acceseze activele și lichiditatea Cosmos AppChain. În plus, proiectele de pe Injective pot profita acum de SVM paralelizat de la Cascade.
Toate aceste soluții simplifică utilizarea Solana VM și își extind acoperirea. Utilizatorii din alte lanțuri vor putea, de asemenea, să „guste” experiența de paralelizare a Solana fără bariere, ceea ce poate duce la recunoașterea mai multor persoane de avantajele SVM, permițând mai multor proiecte să-și mute dApps-ul în Solana din Beneficiul său de arhitectură și să adauge mai mulți utilizatori. .
SVM este următoarea generație de mediu blockchain pentru dezvoltatori
În ciuda faptului că are doar trei ani, Solana a demonstrat deja performanțe impresionante și dezvoltarea unor soluții de extensie precum Nitro și Eclipse pe lângă VM-urile sale, evidențiind succesul arhitecturii sale inovatoare de execuție. Solana a putut învăța din provocările cu care se confruntă rețelele mai vechi precum Bitcoin și Ethereum. Bitcoin nu a fost conceput pentru contracte inteligente, ceea ce a dus la apariția lui Ethereum. De asemenea, Ethereum nu era pregătit pentru adoptarea în masă și tranzacțiile de mare viteză, deschizând calea pentru Solana și procesarea paralelă. În plus, devine din ce în ce mai ușor pentru dezvoltatori să acceseze mediile SVM, Neon Labs introducând compatibilitatea Solidity cu runtime Solana, precum și viitoarea actualizare Runtime v2, care ar trebui să permită dezvoltatorilor să folosească mai multe limbaje de programare (de exemplu, Move) Build SVM- dApps compatibile.
Este clar că Solana VM oferă un mediu mai avansat pentru construirea de aplicații de generație următoare. Procesarea în paralel a tranzacțiilor permite un randament mai mare. Similar cu ceea ce este posibil în finanțele tradiționale, permițând dezvoltatorilor să construiască orice tip de produs fără a-și face griji cu privire la limitele de viteză sau taxe. Construirea în lanț cu TPS 15 nu va duce la adoptarea în masă a cripto. Datorită SVM și Sealevel, Solana poate (deja) procesa mii de tranzacții fără congestionare sau taxe semnificative de gaz, făcându-l mediul perfect pentru construirea acestor noi aplicații. Pe măsură ce hardware-ul validatorului se îmbunătățește, timpul de execuție Sealevel al Solana va putea procesa mai multe tranzacții în paralel, lărgind diferența dintre SVM și EVM, atrăgând în același timp mai mulți utilizatori.
Squads-urile vor sprijini extensii la Solana Virtual Machine (SVM) și vor introduce capabilități multi-semnătură (multisig) în întregul ecosistem SVM, permițând oricui să gestioneze lanțul folosind cel mai bun mediu de execuție blockchain și cea mai bună experiență de auto-găzduire pe active.