Là thế hệ tiếp theo của blockchain có khả năng mở rộng cao, Solana đã thu hút được rất nhiều sự chú ý. Điều này chủ yếu là do hiệu suất tuyệt vời của nó, có thể xử lý hàng nghìn giao dịch mỗi giây với chi phí gas gần như không đáng kể. Một trong những yếu tố chính của công nghệ tiên tiến của Solana là môi trường thực thi SVM, bao gồm công cụ song song hóa Sealevel.
Bài viết này giới thiệu Máy ảo Solana (SVM) và cách cơ sở hạ tầng đổi mới này cho phép chuỗi khối Solana mang lại hiệu suất cao hơn so với các chuỗi khối EVM truyền thống như Ethereum. Mặc dù EVM từ lâu đã trở thành tiêu chuẩn máy ảo thống trị trong thế giới mã hóa, nhưng chúng ta cũng sẽ khám phá cách SVM đang dần được mở rộng thông qua các giải pháp tổng hợp như Nitro và Eclipse.
Máy ảo Solana (SVM) và Sealevel
Máy ảo Solana hay viết tắt là SVM là môi trường thực thi để xử lý các giao dịch và hợp đồng/chương trình thông minh trên mạng Solana. Để hiểu rõ hơn về SVM, trước tiên chúng ta cần hiểu cách hoạt động của máy ảo trong mạng được mã hóa.
Trong bối cảnh blockchain, máy ảo (VM) là một phần mềm chạy các chương trình, thường được gọi là môi trường thời gian chạy, để thực hiện các hợp đồng thông minh của mạng tiền điện tử. Khi một giao dịch được gửi, máy ảo của mạng chịu trách nhiệm xử lý giao dịch đó và quản lý trạng thái blockchain (trạng thái hiện tại của toàn bộ mạng) bị ảnh hưởng bởi việc thực hiện giao dịch này. Các quy tắc cụ thể để thay đổi trạng thái mạng được xác định bởi máy ảo.
Khi xử lý giao dịch, VM sẽ chuyển đổi mã hợp đồng thông minh thành định dạng mà phần cứng trình xác thực có thể thực thi. Trên Solana, các ngôn ngữ chính để viết hợp đồng thông minh là Rust, C và C++, được biên dịch thành mã byte BPF thông qua Máy ảo Solana (SVM), để các giao dịch có thể được thực hiện một cách hiệu quả bởi các nút mạng (trình xác thực).
Các nút của mạng Solana, được gọi là trình xác nhận, mỗi nút chạy môi trường cách ly Máy ảo Solana (SVM) của riêng chúng để duy trì sự đồng thuận trên toàn chuỗi khối. Khi một hợp đồng thông minh được triển khai (sửa đổi trạng thái mạng), nó sẽ thông báo những thay đổi trạng thái cần thiết trong thời gian chạy. Sau đó, thời gian chạy Solana chuyển tiếp những thay đổi trạng thái này sang các phiên bản SVM đang chạy trong mỗi hệ thống trình xác thực và tất cả các nút của trình xác thực sẽ nhận được một bản sao và dịch nó, từ đó cập nhật chuỗi khối. Việc phân phối các phiên bản SVM này giữa các trình xác thực sẽ tạo ra một mạng lưới phi tập trung, giảm nguy cơ bị tấn công hoặc ngừng hoạt động DDoS. Ngoài ra, sự cô lập này đảm bảo rằng các lỗi hoặc lỗ hổng tiềm ẩn trong hợp đồng thông minh không ảnh hưởng đến tính bảo mật hoặc tính ổn định của toàn bộ mạng Solana.
Tóm lại, các phiên bản SVM này có thể được coi là “máy vi tính” thực hiện các hoạt động cần thiết để cập nhật trạng thái của mạng Solana dựa trên các hướng dẫn do giao dịch cung cấp. Trong khi nhiều blockchain ngày nay dựa vào Máy ảo Ethereum (EVM), Solana đã phát triển máy ảo của riêng mình với các tính năng độc đáo giúp cải thiện hiệu suất.
Thành phần chính của SVM là Sealevel. Công cụ này cho phép nhiều hợp đồng thông minh chạy đồng thời mà không ảnh hưởng đến hiệu suất của nhau, cho phép mở rộng quy mô "theo chiều ngang" trong môi trường thực thi Solana, một khái niệm được gọi là xử lý song song. Điều này có thể thực hiện được vì hợp đồng thông minh Solana mô tả dữ liệu (trạng thái) nào sẽ được đọc hoặc ghi khi được thực thi trong thời gian chạy. Điều này cho phép các giao dịch không có xung đột được chạy đồng thời, cũng như các giao dịch chỉ đọc cùng một thông tin. Do đó, Sealevel cho phép SVM xử lý đồng thời hàng chục nghìn giao dịch, thay vì xử lý chúng lần lượt như Máy ảo Ethereum (EVM).
SVM và EVM (Máy ảo Ethereum)
Mặc dù EVM và SVM thực hiện các chức năng tương tự nhau nhưng Solana VM hiệu quả hơn và nhanh hơn. Trên EVM, khi hợp đồng thông minh chuyển một đô la từ số dư của người dùng, giao dịch này sẽ được lưu trữ trong bộ lưu trữ của hợp đồng cụ thể. Thiết kế này tạo ra các vấn đề tiềm ẩn nếu Máy ảo Ethereum cố gắng xử lý song song nhiều giao dịch. Ví dụ: hai hợp đồng thông minh khác nhau có thể cố gắng chi tiêu số dư của người dùng cùng một lúc hoặc hợp đồng khác có thể đọc số dư của cùng một người dùng trong quá trình cập nhật, gây ra sự không nhất quán và xung đột.
Ngược lại, mô hình tài khoản Solana tách biệt dữ liệu như số dư của người dùng để tổ chức và đạt hiệu quả tốt hơn. Các giao dịch trên Solana cũng cần chỉ định rõ ràng dữ liệu họ sẽ đọc và sửa đổi trước khi thực thi trong SVM. Như đã đề cập trước đó, điều này cho phép các chương trình không tương tác với cùng một dữ liệu chạy đồng thời, giúp giảm bớt tắc nghẽn và giảm phí cao. Ví dụ: Solana VM có thể xử lý cả việc Toly gửi 1 USD cho Raj và Armani gửi 3 USD cho Chase.
Một phần lý do khiến EVM gặp khó khăn khi xử lý nhiều giao dịch cùng lúc là do môi trường thời gian chạy "đơn luồng" chỉ có thể xử lý một hợp đồng tại một thời điểm. Do đó, thiết kế EVM không tận dụng được phần cứng đa lõi, nghĩa là chỉ có một lõi trong phần cứng của trình xác thực đang tích cực xử lý các giao dịch, trong khi các lõi khác vẫn chưa được sử dụng đúng mức. Điều này thường dẫn đến tắc nghẽn mạng và phí giao dịch cao hơn. Tuy nhiên, điều quan trọng cần lưu ý là ngoài việc không có thời gian chạy đa luồng, các yếu tố khác có thể gây ra hạn chế EVM, chẳng hạn như mong muốn giữ yêu cầu phần cứng ở mức thấp trên các nút đang chạy.
Mặt khác, Sealevel tối ưu hóa hiệu suất của thời gian chạy Solana bằng cách sử dụng hiệu quả các tài nguyên phần cứng sẵn có. SVM là môi trường thời gian chạy đa luồng được thiết kế để xử lý song song nhiều giao dịch bằng cách sử dụng tất cả các lõi có sẵn của máy xác thực. Điều này cho phép Solana mở rộng quy mô hiệu quả hơn khi phần cứng của trình xác thực tiếp tục được cải thiện. Nhờ kiến trúc của nó, Solana VM cũng có thể quản lý phí giao dịch tốt hơn. Điều này đã dẫn đến sự phát triển của thị trường phí địa phương, cho phép phân bổ phí dựa trên hợp đồng thông minh. Ngược lại, chuỗi EVM phụ thuộc vào thị trường phí toàn cầu, điều đó có nghĩa là việc đúc tiền NFT có thể ảnh hưởng đến các giao dịch hoán đổi hoặc giao dịch DeFi, ngay cả khi những giao dịch đó không liên quan.
Tóm lại, khả năng xử lý song song của SVM cho phép Solana đạt được TPS cao hơn, dẫn đến tốc độ giao dịch nhanh hơn và chi phí gần như không đáng kể so với kiến trúc EVM. SVM được định vị là môi trường blockchain thế hệ tiếp theo với hiệu quả và hiệu suất cao hơn. Khi nhiều nhà phát triển nhận ra điều này hơn, chúng tôi bắt đầu thấy việc áp dụng SVM nhiều hơn như một môi trường thực thi cho các hợp đồng thông minh và một hệ sinh thái tổng hợp SVM mới nổi đang hình thành.
Hệ sinh thái mới nổi của các bản tổng hợp SVM
Tổng hợp là một giải pháp mở rộng quy mô chuỗi khối xử lý các giao dịch bên ngoài chuỗi khối lớp 1 (ví dụ: Solana) và sau đó xuất bản dữ liệu trở về trước lên lớp 1. Rollups được thiết kế để giảm tắc nghẽn mạng và phí giao dịch bằng cách gộp nhiều giao dịch lại với nhau để tạo thành một "bằng chứng" sau đó được gửi đến chuỗi chính. Ưu điểm lớn nhất của việc xây dựng một danh sách tổng hợp là khả năng tùy chỉnh hoàn toàn chuỗi. Việc tùy chỉnh này cho phép thực hiện nhiều trường hợp sử dụng khác nhau, chẳng hạn như sổ đặt hàng tùy chỉnh, bộ nhớ mật mã để giảm thiểu MEV (Giá trị có thể trích xuất của công cụ khai thác) hoặc các ứng dụng được cấp phép được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu cụ thể.
Máy ảo cũng có thể được sử dụng để đơn giản hóa quy trình triển khai cho các nhà phát triển trên các chuỗi khác sử dụng cùng một VM. Hiệu ứng mạng này mang lại lợi ích rất lớn cho Ethereum và máy ảo của nó, vì đây là môi trường thời gian chạy đầu tiên cho các hợp đồng thông minh mã hóa. Do đó, EVM là môi trường thực thi chính để xây dựng các chuỗi khối tổng hợp. Trong số hai loại tổng hợp, Lạc quan và Zk, các tổng hợp Lạc quan như Arbitrum là phổ biến nhất. Gần đây, đã có nhiều tiến bộ trong SVM nhằm mục đích đưa công nghệ tổng hợp đến các nhà phát triển Solana. Các dự án chính được xây dựng cho Solana là Nitro và Eclipse.
Nitro là một giải pháp tổng hợp Optimistic, tương tự như Arbitrum hoặc Optimism, tận dụng Máy ảo Solana (SVM) để cho phép các nhà phát triển Solana chuyển dApp của họ sang các hệ sinh thái khác nhau. Nitro có kế hoạch ra mắt đầu tiên trên Sei, một chuỗi giao dịch dành riêng cho ngành dựa trên Cosmos, trước khi mở rộng sang các chuỗi khác. Nó sử dụng SVM để thực hiện các giao dịch song song, nghĩa là người dùng sẽ có thể thực hiện giống như trên Solana, trong khi Nitro sử dụng Sei để giải quyết và đồng thuận. Ngoài ra, khi Sei trở thành một phần của hệ sinh thái Cosmos, các dự án của Nitro và người dùng của họ sẽ có thể được hưởng lợi từ công nghệ tương tác IBC cũng như truy cập vào tài sản và tính thanh khoản của Cosmos.
Một giải pháp tổng hợp SVM khác đang được phát triển là Eclipse, được thiết kế để tạo điều kiện thuận lợi cho việc triển khai các bản tổng hợp có thể tùy chỉnh. Các bản tổng hợp lạc quan của Eclipse cho phép các dự án tạo chuỗi ứng dụng độc đáo của riêng mình đồng thời hưởng lợi từ tính bảo mật của các mạng đã thiết lập (ví dụ: Chuỗi ứng dụng Cosmos, Đa giác, Ethereum) và tận dụng Máy ảo Solana (SVM). SVM hoạt động như môi trường thực thi và Eclipse xử lý việc giải quyết, đồng thuận và tính khả dụng của dữ liệu (DA) với khả năng quản lý mạng Lớp 1 do nhà phát triển chọn. Hiện tại, Eclipse cung cấp giải pháp tổng hợp lạc quan nhưng cũng đang nỗ lực khởi chạy zk-rollup.
Eclipse đã phát hành hai giải pháp tổng hợp được xây dựng dựa trên SVM:
Polygon SVM: Với bản cập nhật này, mọi dự án được xây dựng trên Solana đều có thể dễ dàng triển khai trên mạng Polygon;
Cascade: Được giới thiệu bởi Injective và Eclipse, Cascade là một bản tổng hợp SVM được tối ưu hóa cho hệ sinh thái IBC. Nó sẽ cho phép các dự án Solana dễ dàng triển khai lên Cascade và truy cập vào tài sản cũng như tính thanh khoản của Cosmos AppChain. Ngoài ra, các dự án trên Injective giờ đây có thể tận dụng SVM song song của Cascade.
Tất cả các giải pháp này giúp đơn giản hóa việc sử dụng Solana VM và mở rộng phạm vi tiếp cận của nó. Người dùng từ các chuỗi khác cũng sẽ có thể “nếm thử” trải nghiệm song song của Solana mà không gặp bất kỳ rào cản nào, điều này có thể khiến nhiều người nhận ra những ưu điểm của SVM, cho phép nhiều dự án chuyển dApp của họ sang Solana vì lợi ích của nó từ kiến trúc và thêm nhiều người dùng hơn .
SVM là môi trường blockchain thế hệ tiếp theo dành cho các nhà phát triển
Mặc dù chỉ mới ba tuổi nhưng Solana đã thể hiện hiệu suất ấn tượng và khả năng phát triển các giải pháp mở rộng như Nitro và Eclipse trên các máy ảo của mình, nêu bật sự thành công của kiến trúc thực thi sáng tạo của mình. Solana đã có thể học hỏi từ những thách thức mà các mạng cũ hơn như Bitcoin và Ethereum phải đối mặt. Bitcoin không được thiết kế cho các hợp đồng thông minh, điều này dẫn đến sự xuất hiện của Ethereum. Tương tự như vậy, Ethereum chưa sẵn sàng để được áp dụng rộng rãi và giao dịch tốc độ cao, mở đường cho Solana và xử lý song song. Ngoài ra, các nhà phát triển ngày càng dễ dàng truy cập vào môi trường SVM hơn, với việc Neon Labs giới thiệu khả năng tương thích Solidity với thời gian chạy Solana, cũng như bản nâng cấp Runtime v2 sắp tới, cho phép các nhà phát triển sử dụng nhiều ngôn ngữ lập trình (ví dụ: Move) Xây dựng SVM- dApp tương thích.
Rõ ràng là Solana VM cung cấp môi trường tiên tiến hơn để xây dựng các ứng dụng thế hệ tiếp theo. Xử lý song song các giao dịch cho phép thông lượng cao hơn. Tương tự như những gì có thể làm được trong tài chính truyền thống, cho phép các nhà phát triển xây dựng bất kỳ loại sản phẩm nào mà không phải lo lắng về giới hạn tốc độ hoặc phí. Xây dựng trên chuỗi với TPS 15 sẽ không dẫn đến việc áp dụng tiền điện tử hàng loạt. Nhờ SVM và Sealevel, Solana có thể (đã) xử lý hàng nghìn giao dịch mà không bị tắc nghẽn hoặc phí gas đáng kể, khiến nơi đây trở thành môi trường hoàn hảo để xây dựng các ứng dụng mới này. Khi phần cứng của trình xác thực được cải thiện, thời gian chạy Sealevel của Solana sẽ có thể xử lý song song nhiều giao dịch hơn, mở rộng khoảng cách giữa SVM và EVM đồng thời thu hút nhiều người dùng hơn.
Các nhóm sẽ hỗ trợ các tiện ích mở rộng cho Máy ảo Solana (SVM) và giới thiệu khả năng đa chữ ký (multisig) cho toàn bộ hệ sinh thái SVM, cho phép mọi người quản lý chuỗi bằng môi trường thực thi blockchain tốt nhất và trải nghiệm tự lưu trữ tốt nhất trên tài sản.