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1. 什么是并行EVM？

并行 Ethereum 虛擬機(jī)（Parallel EVM）是傳統(tǒng) Ethereum 虛擬機(jī)（EVM）的升級(jí)版本，通過(guò)同時(shí)處理多個(gè)不沖突的交易，提升了區(qū)塊鏈交易吞吐量，提高了交易處理速度和效率。

以太坊虛擬機(jī)（EVM）是以太坊網(wǎng)絡(luò)的共識(shí)和執(zhí)行機(jī)制，負(fù)責(zé)處理和執(zhí)行交易。但在傳統(tǒng) EVM 中，交易和智能合約執(zhí)行按順序進(jìn)行。每筆交易必須一個(gè)接一個(gè)地處理，形成線性有序的進(jìn)程。這種方法雖然簡(jiǎn)單，但可能會(huì)導(dǎo)致瓶頸，尤其是隨著交易量的增加。每筆交易都要通過(guò)等待才能輪到我們，處理時(shí)間可能會(huì)增加，從而導(dǎo)致潛在的延遲和更高的成本（就 gas 費(fèi)用而言）。

并行EVM通過(guò)同時(shí)處理多個(gè)不沖突的交易，顯著提高了區(qū)塊鏈的吞吐量和執(zhí)行速度。例如，如果 Bob 想要進(jìn)行交換，Alice 想要鑄造新 NFT，Eric 想要將資金質(zhì)押給驗(yàn)證者，這些交易可以同時(shí)處理，而不是依次處理，從而減少交易處理時(shí)間和成本。這種并行處理能力使得區(qū)塊鏈能夠在更短的時(shí)間內(nèi)處理更多的交易，解決了傳統(tǒng)區(qū)塊鏈系統(tǒng)的擁堵問(wèn)題。

2. 并行EVM如何工作？

在當(dāng)前的 EVM 架構(gòu)中，最細(xì)粒度的讀取和寫(xiě)入操作是sload和sstore，分別用于讀取和寫(xiě)入狀態(tài) trie。因此，確保不同的線程不會(huì)在這兩個(gè)操作上發(fā)生沖突是實(shí)現(xiàn)并行/并發(fā) EVM 的直接切入點(diǎn)。事實(shí)上，在以太坊中，有一種特殊類(lèi)型的交易，其中包含一個(gè)稱(chēng)為“訪問(wèn)列表”的特殊結(jié)構(gòu)，允許交易攜帶它們將讀取和修改的存儲(chǔ)地址。因此，這為實(shí)現(xiàn)基于調(diào)度程序的并發(fā)方法提供了一個(gè)很好的起點(diǎn)。

在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方面，并行/并發(fā) EVM 有三種常見(jiàn)的形式：

1. 基于調(diào)度的并發(fā)處理

訪問(wèn)列表：在執(zhí)行交易前，通過(guò)訪問(wèn)列表提前確定交易將要讀取和修改的存儲(chǔ)地址。訪問(wèn)列表包含了每個(gè)交易需要訪問(wèn)的所有狀態(tài)信息。
調(diào)度算法：調(diào)度算法根據(jù)訪問(wèn)列表將交易安排在不同的線程上執(zhí)行，確保同時(shí)執(zhí)行的交易不會(huì)訪問(wèn)相同的存儲(chǔ)地址，從而避免沖突。
并發(fā)執(zhí)行：在實(shí)際執(zhí)行時(shí)，多個(gè)交易可以在不同的線程上同時(shí)進(jìn)行，調(diào)度算法確保了這些交易之間沒(méi)有相互依賴或沖突。

2. 多線程 EVM 實(shí)例

實(shí)例化多個(gè) EVM：在一個(gè)節(jié)點(diǎn)上創(chuàng)建多個(gè) EVM 實(shí)例，每個(gè)實(shí)例都能夠獨(dú)立運(yùn)行并處理交易。
分配交易：將待處理的交易按照某種策略（如哈希值、時(shí)間戳等）分配給不同的 EVM 實(shí)例。
并行執(zhí)行：每個(gè) EVM 實(shí)例在自己的線程中執(zhí)行分配給它的交易，多個(gè)實(shí)例可以同時(shí)運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)并行處理。

3. 系統(tǒng)級(jí)分片

數(shù)據(jù)分片：將整個(gè)區(qū)塊鏈狀態(tài)劃分為多個(gè)分片，每個(gè)分片包含一部分全局狀態(tài)信息。
分片節(jié)點(diǎn)：在每個(gè)分片上運(yùn)行多個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)維護(hù)和處理該分片內(nèi)的交易和狀態(tài)。
跨分片通信：通過(guò)跨分片通信協(xié)議，確保不同分片之間的數(shù)據(jù)一致性和交易的全局順序。跨分片通信可以使用跨分片消息傳遞和跨分片鎖定機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)。
并行處理：每個(gè)分片內(nèi)的節(jié)點(diǎn)可以獨(dú)立處理該分片內(nèi)的交易，同時(shí)多個(gè)分片也可以并行運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的并行處理能力。

3. 頭部項(xiàng)目

3.1 Monad ：自帶並行 EVM 的 L1

Monad 是一個(gè)基于 EVM 的第 1 層區(qū)塊鏈項(xiàng)目，旨在通過(guò)其獨(dú)特的技術(shù)特性顯著提升區(qū)塊鏈的可擴(kuò)展性和交易速度。Monad 每秒處理多達(dá) 10000 筆交易，并且具有一秒?yún)^(qū)塊時(shí)間和即時(shí)最終確定性。這樣的高效性能得益于獨(dú)特的 Monadbft 共識(shí)機(jī)制和對(duì)以太坊虛擬機(jī)（EVM）的兼容性。

并行 EVM 在 Monad 中的應(yīng)用：

1. 并行執(zhí)行的實(shí)現(xiàn)

樂(lè)觀執(zhí)行方法：在區(qū)塊中較早的交易完成之前開(kāi)始執(zhí)行后續(xù)交易，這有時(shí)會(huì)導(dǎo)致執(zhí)行結(jié)果不正確。為了解決這個(gè)問(wèn)題，Monad 跟蹤交易執(zhí)行中使用的輸入，并將其與之前交易的輸出進(jìn)行比較。如果發(fā)現(xiàn)差異，表明交易需要重新執(zhí)行。
靜態(tài)代碼分析：Monad 使用靜態(tài)代碼分析器在執(zhí)行過(guò)程中預(yù)測(cè)交易之間的依賴關(guān)系，避免無(wú)效的并行執(zhí)行。在最佳情況下，Monad 可以提前預(yù)測(cè)許多依賴關(guān)系；在最差情況下，Monad 會(huì)回退到簡(jiǎn)單的執(zhí)行模式。

2. Monadbft 共識(shí)機(jī)制

高效通信：采用配對(duì)的 BLS 簽名來(lái)解決可擴(kuò)展性問(wèn)題，允許簽名逐步聚合成一個(gè)簽名，證明與公鑰相關(guān)的共享已簽署消息。
混合簽名方案：BLS 簽名僅用于可聚合消息類(lèi)型（如投票和超時(shí)），消息的完整性和真實(shí)性仍由 ECDSA 簽名提供。

3. 延遲執(zhí)行

更大的容錯(cuò)性：由于執(zhí)行只需跟上共識(shí)的速度，這種方法對(duì)特定計(jì)算時(shí)間的變化更為寬容。
Merkle 根延遲：為確保狀態(tài)機(jī)復(fù)制，Monad 在區(qū)塊提案中包括一個(gè)延遲 d 個(gè)區(qū)塊的 Merkle 根。這確保了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的一致性，即使存在節(jié)點(diǎn)執(zhí)行錯(cuò)誤或惡意行為。

目前，Monad的并行EVM支持每秒處理 10,000 筆交易，區(qū)塊時(shí)間僅為 1 秒，使用 PoS 機(jī)制增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全性和能效，預(yù)計(jì)將在 2024 年第三季度啟動(dòng)主網(wǎng)。

官方賬號(hào)也在 Twitter 上積累了 28.3萬(wàn)粉絲，主導(dǎo)著一個(gè)熱情和活躍的社區(qū)。尤其是以太坊社區(qū)似乎對(duì)即將推出的 Monad 感到非常興奮，這將使 Monad 處于一個(gè)有利的位置，可以抓住早期的炒作和采用。

項(xiàng)目背景方面，Monad Labs 已完成兩輪融資，分別于2023年2月和今年4月。今年4月9號(hào)完成的2.25 億美元融資由 Paradigm 領(lǐng)投，其他投資者包括 Electric Capital。2023年完成的1900 萬(wàn)美元種子輪融資，由Dragonfly Capital 領(lǐng)投，Placeholder Capital、Lemniscap、Shima Capital、Finality Capital、天使投資人 Naval Ravikant、Cobie 和 Hasu 等參投。

Monad團(tuán)隊(duì)背景雄厚，成員來(lái)自區(qū)塊鏈領(lǐng)域頂尖項(xiàng)目，擁有強(qiáng)大的技術(shù)團(tuán)隊(duì)和資金支持。Monad 的聯(lián)合創(chuàng)始人兼 CEOKeone Hon此前曾在 Jump Trading 領(lǐng)導(dǎo)一個(gè)高頻交易部門(mén)。他畢業(yè)于麻省理工大學(xué)。另一個(gè)聯(lián)合創(chuàng)始人James Hunsaker 也是 Jump Trading 的高級(jí)軟件工程師，他畢業(yè)于愛(ài)荷華大學(xué)。此外，Eunice Giarta 是 Monad 聯(lián)合創(chuàng)始人兼 COO，此前在傳統(tǒng)金融科技領(lǐng)域擁有豐富經(jīng)驗(yàn)。Eunice 曾在 Shutterstock 支付和基礎(chǔ)設(shè)施許可部分，曾領(lǐng)導(dǎo)開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)在 Broadway Technology 構(gòu)建企業(yè)交易系統(tǒng)

3.2 SEI Network：自帶並行 EVM 的 L1，V2 版本將並行 EVM 提上日程

SEI Network 是一個(gè)專(zhuān)注于去中心化金融（DeFi）基礎(chǔ)設(shè)施的第 1 層區(qū)塊鏈，主要側(cè)重于訂單簿的開(kāi)發(fā)。

通過(guò)采用并行 EVM的機(jī)制，SEI Network 并行進(jìn)行訂單匹配，實(shí)現(xiàn)了高速度、低費(fèi)用和支持各種交易應(yīng)用的專(zhuān)用功能的目標(biāo)。Sei 的平均出塊時(shí)間為 0.46 秒，擁有 80 多個(gè)應(yīng)用程序。

并行 EVM 在 SEI Network 中的應(yīng)用：

智能區(qū)塊傳播和樂(lè)觀區(qū)塊處理：通過(guò)提供所有相關(guān)交易哈希值，加速交易處理時(shí)間，并減少延遲和增加吞吐量。
本地訂單匹配引擎：不同于當(dāng)前常用的自動(dòng)化做市商（AMM）系統(tǒng)，SEI 使用鏈上訂單簿來(lái)匹配特定價(jià)格的買(mǎi)賣(mài)訂單。所有基于 Cosmos 的去中心化應(yīng)用（dApps）都可以訪問(wèn) SEI 的訂單簿和流動(dòng)性。
頻繁批量拍賣(mài)（FBA）：將交易組合成批次，在每個(gè)區(qū)塊內(nèi)同時(shí)執(zhí)行訂單，以防止跑單和 MEV。

SEI Network目前已經(jīng)發(fā)行了自己的原生代幣SEI。在 Sei Network 生態(tài)系統(tǒng)中，SEI 幣發(fā)揮著多種作用，包括：

交易費(fèi)： SEI 幣用于支付 Sei 網(wǎng)絡(luò)上產(chǎn)生的交易費(fèi)。這些費(fèi)用可作為驗(yàn)證者的激勵(lì)，并有助于網(wǎng)絡(luò)的安全。
質(zhì)押：用戶可以質(zhì)押 SEI 幣來(lái)獲得獎(jiǎng)勵(lì)并增強(qiáng) Sei 網(wǎng)絡(luò)的整體安全性。
治理： SEI 代幣持有者有能力積極參與 Sei 網(wǎng)絡(luò)的治理。這種參與包括對(duì)提案進(jìn)行投票和選舉驗(yàn)證者。

SEI 的總代幣供應(yīng)量為 100 億，其中 51% 分配給 Sei 社區(qū)。其中 48% 作為生態(tài)系統(tǒng)儲(chǔ)備，獎(jiǎng)勵(lì)質(zhì)押者和貢獻(xiàn)者、驗(yàn)證者和開(kāi)發(fā)者。另外 3%（即 3 億 SEI）指定用于空投第一季，剩余部分分配給私募投資者、基金會(huì)和 Sei 團(tuán)隊(duì)。

截止5月30日，SEI代幣的價(jià)格為$0.5049，市值為$1,476,952,630，與加密貨幣排行榜排名第63位。24小時(shí)交易量為 $78,970,605，市場(chǎng)參與度較高。

SEI Network目前的TVL為1800萬(wàn)，獲得融資共計(jì)約5500 萬(wàn)美元，F(xiàn)DV為82 億美元，官方推特賬戶有66.6萬(wàn)粉絲。

SEI Network 的聯(lián)合創(chuàng)始人Jeff Feng ，畢業(yè)于美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校。在進(jìn)入 Coatue Management 的風(fēng)險(xiǎn)投資之前，他在高盛擔(dān)任了三年的技術(shù)投資銀行家。另一個(gè)聯(lián)合創(chuàng)始人Jayendra 畢業(yè)于加州大學(xué)洛杉磯分校，曾是 Facebook 軟件工程實(shí)習(xí)生。

3.3 Eclipse：折中派，將 SVM 引入以太坊生態(tài)的 L2

Eclipse 是一個(gè)基于以太坊的下一代樂(lè)觀型 Layer 2 解決方案，由 Solana 虛擬機(jī)（SVM）驅(qū)動(dòng)。將 SVM 引入以太坊，結(jié)合了以太坊的結(jié)算、Solana 虛擬機(jī)（SVM）的執(zhí)行、Celestia 的數(shù)據(jù)可用性和 RISC Zero 的零知識(shí)證明等多個(gè)技術(shù)，從而提供一個(gè)大規(guī)模並行執(zhí)行的環(huán)境，允許多個(gè)操作同時(shí)進(jìn)行，從而提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量和效率，同時(shí)減少擁堵和交易費(fèi)用。通過(guò)這種結(jié)構(gòu)，Eclipse 旨在提高 dApp 的可擴(kuò)展性和用戶體驗(yàn)。

Eclipse 的主要特點(diǎn)

1. 高交易吞吐量：

Eclipse 利用 SVM 和并行執(zhí)行技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了極高的交易處理能力，支持成千上萬(wàn)筆交易同時(shí)處理。

2. 即時(shí)最終確定性：

通過(guò)流水線共識(shí)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)每個(gè)區(qū)塊內(nèi)交易的即時(shí)完成和最終確定性。

3. 以太坊兼容性：

Eclipse 完全兼容以太坊虛擬機(jī)（EVM），使開(kāi)發(fā)者可以輕松將現(xiàn)有以太坊應(yīng)用移植到 Eclipse 上。

4. 數(shù)據(jù)可用性：

利用 Celestia 提供的數(shù)據(jù)可用性解決方案，確保高吞吐量的同時(shí)保證數(shù)據(jù)的安全和可驗(yàn)證性。

5. 零知識(shí)證明：

采用 RISC Zero 技術(shù)實(shí)現(xiàn)零知識(shí)欺詐證明，提升系統(tǒng)的效率和安全性。

并行 EVM 在 Eclipse 中的應(yīng)用

Eclipse 通過(guò)集成 Solana 虛擬機(jī)（SVM）實(shí)現(xiàn)并行 EVM，這一技術(shù)顯著提升了交易處理速度和效率。

1. 并行執(zhí)行：

技術(shù)原理：Eclipse 使用 SVM 的 Sealevel 運(yùn)行時(shí)，這一運(yùn)行時(shí)允許非重疊狀態(tài)的交易并行執(zhí)行，而不是按順序執(zhí)行。
實(shí)現(xiàn)方式：通過(guò)明確描述每筆交易在執(zhí)行期間會(huì)讀取或?qū)懭氲乃袪顟B(tài)，SVM 可以并行處理不涉及重疊狀態(tài)的交易，從而顯著提高吞吐量。

2. 以太坊兼容性：

Neon EVM 集成：為了實(shí)現(xiàn) EVM 兼容性，Eclipse 集成了 Neon EVM。這使得 Eclipse 主網(wǎng)能夠支持以太坊字節(jié)碼和 Ethereum JSON-RPC。
本地費(fèi)用市場(chǎng)：每個(gè) Neon EVM 實(shí)例都有自己的本地費(fèi)用市場(chǎng)，應(yīng)用可以通過(guò)部署自己的合約獲得應(yīng)用鏈的所有好處，而不會(huì)破壞用戶體驗(yàn)、安全性或流動(dòng)性。

3. 模塊化 Rollup 設(shè)計(jì)：

基礎(chǔ)設(shè)施層：Eclipse 旨在成為 Layer 3 生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施層，通過(guò)支持 dApp 特定的 Layer 3 Rollup 實(shí)現(xiàn)高性能和可擴(kuò)展性。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，Eclipse 的設(shè)計(jì)邏輯是，交易執(zhí)行在 Solana 的 SVM 中，交易結(jié)算仍在以太坊上。

在項(xiàng)目背景方面，Eclipse 2022 年9月完成 1500 萬(wàn)美金融資，投資方有 Polychain、Polygon Ventures、Tribe Capital、 Infinity Ventures Crypto、CoinList 等。此外，今年3月11號(hào)，也完成 5000 萬(wàn)美元 A 輪融資，Placeholder 和 Hack VC 共同領(lǐng)投，目前其融資總額達(dá)到 6500 萬(wàn)美元。

Eclipse 聯(lián)合創(chuàng)始人& CEO Neel Somani 此前有 Airbnb、Two Sigma、Oasis Labs 等多個(gè)公司經(jīng)歷，首席商務(wù)官 Vijay 曾是 Uniswap 和 dYdX 團(tuán)隊(duì)的前業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)主管。

4. 挑戰(zhàn)

1. 數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)和讀寫(xiě)沖突：

在并行處理環(huán)境中，不同線程同時(shí)讀取和修改相同數(shù)據(jù)會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)和讀寫(xiě)沖突。這種情況需要復(fù)雜的技術(shù)解決方案以確保數(shù)據(jù)的一致性和操作的無(wú)沖突執(zhí)行。

2. 技術(shù)兼容性：

新的并行處理方法需要與現(xiàn)有的以太坊虛擬機(jī)（EVM）標(biāo)準(zhǔn)和智能合約代碼兼容。這種兼容性要求開(kāi)發(fā)者學(xué)習(xí)和使用新的工具和方法，以充分利用并行 EVM 的優(yōu)勢(shì)。

3. 生態(tài)系統(tǒng)適應(yīng)性：

用戶和開(kāi)發(fā)者需要適應(yīng)并行處理帶來(lái)的新交互模式和性能特點(diǎn)，這需要整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的參與者對(duì)新技術(shù)有足夠的理解和適應(yīng)能力。

4. 系統(tǒng)復(fù)雜性增加：

并行 EVM 需要高效的網(wǎng)絡(luò)通信來(lái)支持?jǐn)?shù)據(jù)同步，增加了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。智能管理和分配計(jì)算資源也是一個(gè)重要挑戰(zhàn)，確保在并行處理時(shí)的高效資源利用。

5. 安全性：

并行執(zhí)行環(huán)境中的安全漏洞可能會(huì)被放大，因?yàn)橐粋€(gè)安全問(wèn)題可能會(huì)影響多個(gè)同時(shí)執(zhí)行的交易。因此，需要更嚴(yán)格的安全審計(jì)和測(cè)試流程來(lái)確保系統(tǒng)的安全性。

5. 未來(lái)展望

1. 提升區(qū)塊鏈的可擴(kuò)展性和效率：

并行 EVM 通過(guò)在多個(gè)處理器上同時(shí)執(zhí)行交易，顯著提升了區(qū)塊鏈的吞吐量和處理速度，突破了傳統(tǒng)順序處理的限制。這將極大地提高區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性和效率。

2. 推動(dòng)區(qū)塊鏈技術(shù)的普及和發(fā)展：