بلاک چینیکی از فناوریهای پیشرفتهای که میتواند کمک شایانی به عملکرد بلاک چینها کند، ماشین مجازی اتریوم موازی شده یا PEVM نام دارد. ماشین مجازی اتریوم موازی شده نوعی از EVM میباشد که در آن تراکنشها میتوانند به صورت موازی و همزمان پردازش شوند. درحالیکه، در شبکههای مبتنی بر EVM، تراکنشها به صورت تکی و متوالی پردازش میشوند.
در این مقاله، به معرفی ماشین مجازی اتریوم موازی شده، نحوه کارکرد آن، تاثیرات احتمالی آن بر شبکه اتریوم و مزایا و معایب آن خواهیم پرداخت. این مقاله، برای علاقمندان به اتریوم، فناوری ماشین مجازی اتریوم و تکنولوژیهای نوین حوزه بلاک چین میتواند مفید باشد.
ماشین مجازی اتریوم موازیشده (Parallelized Ethereum Virtual Machine یا PEVM) یک نسخه پیشرفته از ماشین مجازی اتریوم (EVM) است که برای افزایش مقیاس پذیری و کارایی بلاک چین طراحی شده است. در حالی که ماشین مجازی اتریوم معمولی تراکنشها را بهصورت متوالی اجرا میکند، یعنی تراکنشها یکی یکی و پشت سر هم پردازش میشوند، ماشین مجازی اتریوم موازی شده امکان اجرای همزمان چندین تراکنش را فراهم میکند. این قابلیت باعث میشود پردازش تراکنشها سریعتر و با تاخیر کمتر انجام شود و در نتیجه بهرهوری شبکه بلاک چین به طور چشمگیری افزایش یابد.
ایده اصلی PEVM یا همان ماشین مجازی اتریوم موازی شده بسیار تاثیرگذار است. تراکنشها به جای اینکه یکی پس از دیگری اجرا شوند، به صورت موازی پردازش میشوند. این رویکرد به حل برخی از چالشهای اساسی بلاک چین، مانند چالشهای سهگانه بلاک چین که شامل مقیاسپذیری، امنیت و تمرکززدایی است، کمک میکند. بهعلاوه، این روش موجب افزایش ظرفیت پردازشی و کاهش زمان انجام تراکنشها میشود که برای پذیرش گستردهتر فناوری بلاک چین حیاتی است.
ماشین مجازی اتریوم موازی شده از پردازشهای همزمان چندین تراکنش استفاده میکند تا کارکردی مقیاسپذیرتر را فراهم کند. در این شبکهها، با تحلیل و بررسی تراکنشها توسط نودهای شبکه، آن تراکنشهایی که با یکدیگر همپوشانی و تداخل ندارند شناسایی میشوند. این فرایند به این دلیل اعمال میشود تا تراکنشهایی که امکان پردازش موازی و همزمانشان وجود دارد، مشخص شوند.
برای مدیریت این پردازشها، ماشین مجازی اتریوم موازی شده از چند روش استفاده میکند:
یک مثال ساده میتواند درک بهتری از این فرایند به ما بدهد. فرض کنید آدرس A مقداری ارز به آدرس X و آدرس B نیز مقداری ارز به آدرس Y ارسال میکند. به دلیل اینکه این دو تراکنش از منابع متفاوتی سرچشمه گرفتهاند (A و B) و با آدرسهای متفاوتی نیز تعامل داشتهاند (X و Y)، میتوانند به صورت موازی پردازش شوند. اما اگر این دو تراکنش یک منبع مشترک داشتند و یا آدرسهای مقصد در آنها یکسان میبود، امکان اجرای موازی وجود نداشت.
روشهای مختلفی برای پیادهسازی پردازش موازی شده وجود دارد و پروژههای مختلفی هم با تغییرات خاص و منحصر به فردی این مفهوم را اجرا کرده اند. از روشهای معروف پیادهسازی این فرایند میتوان به شاردینگ و رول آپها اشاره کرد.
به جرات میتوان گفت که شبکه اتریوم محبوبترین شبکه در حوزه بلاک چین میباشد. اما با توجه به محدودیتها و مشکلاتی که دارد، با تبدیل شدن به یک پلتفرم مالی غیرمتمرکز که به صورت جهانی مورد پذیرش واقع شود، کیلومترها فاصله دارد. شبکه بلاک چینی اتریوم، در حال حاضر با مشکلات متعددی همچون مقیاسپذیری و هزینه تراکنشهای سنگین مواجه است. مقیاسپذیری به معنای این است که یک شبکه قابلیت پردازش چه تعداد تراکنش را در واحد زمان دارد. اگر این ظرفیت پردازش تراکنش در واحد زمان محدود باشد و شبکه نتواند پاسخگوی پردازش تمام تراکنشها در یک زمان خاص باشد، افزایش کارمزد تراکنشها ثمره آن خواهد بود.
اگر سازوکار بلاک چین اتریوم به ماشین مجازی موازی شده ارتقا یابد، این ارتقا ممکن است تا حد زیادی اینچنین مشکلات را مرتفع نماید. البته این را در نظر داشته باشید که ارتقای یک شبکه به هیچ عنوان کار راحتی نیست و نیازمند برنامه ریزی و پیادهسازی دقیق معماریهای تغییرات جدید میباشد. حتی اگر ارتقای شبکه با موفقیت صورت گیرد، ممکن است تاثیر معکوس گذاشته و آسیب به شبکه وارد شود. در ادامه به معایب ماشین مجازی اتریوم موازی شده نیز خواهیم پرداخت.
چند پروژه مهم در حال استفاده از ماشین مجازی اتریوم موازی شده (PEVM) برای بهبود مقیاسپذیری و کارایی شبکههای خود هستند. این پروژهها با بهرهگیری از تکنیکهای پردازش موازی، قادر به پردازش سریعتر تراکنشها و کاهش هزینهها هستند.
نسخه دوم سی (Sei V2) اولین EVM موازیشده کامل را ارائه میدهد و سازگاری کامل با قراردادهای هوشمند EVM دارد. این ویژگی به توسعهدهندگان این امکان را میدهد که بدون نیاز به تغییر کد، قراردادهای موجود خود را از بلاک چینهای سازگار با ماشین مجازی اتریوم به شبکه سی منتقل کنند. نسخه دوم سی (Sei) با بهرهگیری از پردازش موازی آپتیمیستیک، توانایی پردازش 28,300 تراکنش در ثانیه را دارد و هزینه تراکنشها را به شدت کاهش میدهد. این شبکه همچنین با استفاده از سیستم شاردینگ و مدیریت هوشمند وضعیت، تجربه کاربری بهتری برای توسعهدهندگان و کاربران فراهم میآورد.
NeonEVM اولین پیادهسازی ماشین مجازی اتریوم موازی شده است که با بلاک چین سولانا ادغام شده و هدف آن ترکیب dAppهای اتریوم با قابلیتهای عملکردی بالای سولاناست. این راهکار به توسعهدهندگان اجازه میدهد تا اپلیکیشنهای غیرمتمرکز خود را بدون نیاز به تغییرات عمده در کد، بر روی سولانا پیادهسازی کنند. با استفاده از پروکسی اپراتورها، تراکنشهای اتریوم به تراکنشهای سازگار با سولانا تبدیل میشوند و از سرعت بالای سولانا و هزینههای پایینتر گس فی بهرهمند میشوند. این پروژه اخیراً موفق به پیادهسازی نسخه 3 پلتفرم وام دهی آوه (Aave) بر روی شبکه اصلی خود شده است.
موناد با استفاده از اجرای موازی تراکنشها، قادر است تا 10,000 تراکنش در ثانیه پردازش کند. این پروژه از یک مکانیزم اجماع به نام MonadBFT استفاده میکند که ترکیبی از الگوریتم Byzantine Fault Tolerance با دو مرحله است و همزمان عملکرد و امنیت را بهینه میکند. شبکه موناد با حفظ سازگاری کامل با اتریوم، اجازه میدهد که قراردادهای هوشمند اتریوم بدون تغییر در کد به شبکه موناد منتقل شوند.
ماشینهای مجازی اتریوم موازی شده (PEVMs) توانایی ارائه قابلیتهای فوقالعادهای در دنیای بلاک چین دارند، اما تقریبا میتوان هیچ سیستم یا پلتفرمی کامل و بدون هیچ عیب و نقصی نیست. در این قسمت به بیان برخی از مزایا و معایب ماشین مجازی اتریوم موازی شده میپردازیم.
برخی از مزایای شبکههای مبتنی بر ماشین مجازی اتریوم موازی شده به شرح ذیل میباشند:
یکی از بزرگترین مزایای ماشین مجازی اتریوم موازی شده، کاهش زمان تأیید تراکنشها است. با تقسیم وظایف پردازش تراکنشها میان واحدهای مختلف، زمان تکمیل تراکنشها به طرز چشمگیری کاهش مییابد. این ویژگی به ویژه در زمانهای شلوغی شبکه مفید است و کاربران دیگر مجبور نخواهند بود برای تکمیل تراکنشهای خود، زمانهای طولانی منتظر بمانند.
با تسهیل فرایند پردازش تراکنشها، شبکههای مبتنی بر PEVM نیازی به پرداخت هزینههای اضافی برای تراکنشهای اولویتدار ندارند. این امر باعث میشود که هزینههای گس به طور کلی کاهش یافته و برای کاربران مقرون به صرفهتر باشند.
پروژههایی مانند نئون (Neon) در حال تلاش برای انتقال dAppهای اتریوم به بلاک چین سولانا هستند. این ابتکار به کاربران این امکان را میدهد که بدون نیاز به مهاجرت به پلتفرمهای مختلف، به راحتی با کاربران شبکههای دیگر تعامل داشته باشند و از مزایای هر دو شبکه بهرهمند شوند.
از معایب ماشین مجازی اتریوم موازی شده میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
اجرا و نگهداری pevmها ممکن است چالشهای فنی زیادی به همراه داشته باشد. این امر ممکن است برای توسعهدهندگان و کاربران منجر به منحنی یادگیری شیبداری شود و نیاز به تجربه و دانش فنی بالایی داشته باشد.
پردازش موازی تراکنشها، چالشهای جدیدی در هماهنگی و همگامسازی ایجاد میکند که ممکن است در صورت پیادهسازی نادرست منجر به بروز خطاها و مشکلات فنی شود. این امر میتواند باعث ایجاد نقاط ضعف امنیتی در سیستم شود که نیاز به دقت و نظارت مستمر دارد.
ماشین مجازی اتریوم موازی شده (PEVM) پتانسیل بالایی برای بهبود عملکرد بلاک چینها به ویژه اتریوم دارد. این فناوری با کاهش زمان تراکنشها و هزینههای گس، میتواند به مقیاسپذیری و کارایی شبکهها کمک کند و در نهایت پذیرش گستردهتری را برای اپلیکیشنهای غیرمتمرکز فراهم آورد. با این حال، پیادهسازی و نگهداری PEVMها ممکن است چالشهای فنی و امنیتی به همراه داشته باشد که نیاز به دقت و نظارت مستمر دارد. در نهایت، اگر پروژههای مبتنی بر ماشین مجازی اتریوم موازی شده به طور صحیح پیادهسازی شوند، میتوانند راه حلی پایدار، نسبی و موثر برای مشکلات فعلی شبکههای بلاک چینی باشند.
ورود من به دنیای ارزهای دیجیتال در سال ۱۳۹۸، مانند بسیاری دیگر، با معاملهگری آغاز شد. اما به مرور دریافتم که این حوزه بسیار فراتر از نمودارهای قیمت است. هرچه ...
