Introducción

La tecnología blockchain está en un proceso continuo de evolución, con las máquinas virtuales (VM) desempeñando un papel crucial como entorno de ejecución para los contratos inteligentes de blockchain. Las VM son críticas para la seguridad, el rendimiento y la experiencia del desarrollador. En los últimos años, a medida que los escenarios de aplicación se han vuelto más complejos y la demanda de interacciones frecuentes ha aumentado, la máquina virtual Ethereum tradicional (EVM) ha expuesto varias limitaciones. Este artículo explorará la trayectoria de desarrollo de las altVM (Máquinas Virtuales Alternativas), sus ventajas técnicas y las tendencias futuras.

¿Qué son altVMs?

Fuente de datos: https://x.com/initia/status/1875329045975724036

Las altVM se refieren a soluciones de máquinas virtuales que no son la Máquina Virtual Ethereum (EVM). Estas alternativas están diseñadas para abordar las deficiencias de la EVM tradicional en áreas como seguridad, rendimiento y flexibilidad de desarrollo. Las altVM ofrecen un entorno de ejecución más eficiente y seguro para contratos inteligentes a través de una arquitectura innovadora y soporte de lenguaje, proporcionando a los desarrolladores de blockchain herramientas mejoradas para sus proyectos.

¿Por qué necesitamos altVMs?

El rápido desarrollo de la tecnología blockchain ha elevado el listón de la infraestructura subyacente. A medida que la máquina virtual de Ethereum (EVM) surgió como una solución temprana para la ejecución de contratos inteligentes, gradualmente reveló una serie de limitaciones. La llegada de las altVM tiene como objetivo resolver estos problemas e impulsar el ecosistema blockchain hacia un futuro más seguro, eficiente y flexible.

Fuente de datos: https://x.com/initia/status/1875329045975724036

Limitaciones de EVM

Los siguientes son los problemas principales con la Máquina Virtual Ethereum (EVM) actual:

• Seguridad insuficiente: En el diseño de EVM, el mecanismo de "autorización ilimitada" de los contratos inteligentes puede conducir fácilmente a vulnerabilidades, como que los usuarios no puedan revocar los permisos después de otorgarlos, lo que puede resultar en el robo de activos. Según el informe anual de 2024 de CertiK, se perdieron más de 740 millones de dólares en activos en la cadena Ethereum debido a problemas como las vulnerabilidades de los contratos inteligentes y las autorizaciones ilimitadas[2].
• Cuellos de botella en el rendimiento: El modelo de procesamiento de un solo hilo de EVM limita el rendimiento de las transacciones (Ethereum procesa aproximadamente 15 transacciones por segundo) y conduce a tarifas de gas volátiles. En escenarios de trading de alta frecuencia (por ejemplo, DeFi, GameFi), esto limita significativamente la experiencia del usuario.

Fuente de datos: https://x.com/initia/status/1875329045975724036

• Flexibilidad restringida para desarrolladores: EVM solo soporta el lenguaje Solidity, lo que significa que los desarrolladores deben aprender una sintaxis específica y enfrentar desafíos al reutilizar conocimientos de programación tradicionales.

La necesidad impulsada por escenarios de aplicación complejos

• Demanda de negociación de alta frecuencia: Con intercambios descentralizados (DEX) y la explosión del mercado de NFT, las cadenas tradicionales basadas en EVM luchan por soportar la negociación de alta frecuencia. Por ejemplo, SVM de Solana admite con éxito más de $1 mil millones en transacciones diarias en Jupiter Exchange debido a sus capacidades de procesamiento paralelo.
• Interoperabilidad entre cadenas: El auge de los ecosistemas multicadena requiere máquinas virtuales compatibles con diferentes protocolos. Por ejemplo, Fluent integra EVM, SVM y WASM, lo que permite a los desarrolladores llamar a funciones de diferentes cadenas dentro de la misma aplicación.
• Necesidades de computación y cumplimiento de la privacidad: EVM carece de mecanismos de protección de la privacidad nativos. En contraste, altVMs (como el LeoVM de Aleo) utilizan Pruebas de Conocimiento Cero (ZKP) para habilitar transacciones privadas, satisfaciendo así las necesidades de cumplimiento a nivel empresarial.

VMs alternativos principales y sus características técnicas

En el diseño de EVM, las vulnerabilidades de seguridad inherentes, los cuellos de botella de rendimiento y la falta de flexibilidad para los desarrolladores se han vuelto gradualmente evidentes. Estas limitaciones ahora representan barreras significativas para la expansión a gran escala y el funcionamiento eficiente de las aplicaciones blockchain. En respuesta a estos problemas, la industria ha comenzado a explorar nuevos entornos de ejecución de contratos inteligentes: altVMs.

MoveVM (Aptos/Sui)

Introducción:

MoveVM fue originalmente propuesto por Facebook (ahora conocido como el proyecto Diem) y ahora se utiliza ampliamente en plataformas blockchain como Aptos y Sui. Adopta un paradigma de programación orientado a recursos, específicamente diseñado para la seguridad de activos para evitar el mal uso o duplicación de activos causados por errores lógicos.

Fuente de datos: https://www.radixdlt.com/blog/thoughts-on-suis-movevm

Características técnicas de MoveVM

• En MoveVM, los activos se tratan como "recursos," un tipo de datos que no es replicable y no se puede destruir a voluntad. Esto garantiza la consistencia de los estados de los activos.
• Los desarrolladores pueden crear módulos de contrato reutilizables y más fácilmente auditables mediante programación modular.
• Al mismo tiempo, MoveVM permite la integración de múltiples operaciones dentro de una sola transacción, mejorando la eficiencia de la transacción.

Ventajas de MoveVM

• Alta seguridad: El modelo de seguridad de recursos evita de manera efectiva las vulnerabilidades comunes de autorización que se encuentran en los contratos inteligentes tradicionales.
• Alta Flexibilidad: El diseño modular y la fuerte comprobación de tipos permiten a los desarrolladores construir lógica empresarial compleja de manera más rigurosa.
• Ejecución eficiente: Los bloques de transacciones programables reducen la necesidad de múltiples interacciones en cadena, lo que disminuye el consumo de gas y los retrasos.

Máquina virtual Solana (SVM)

Introducción:

La Máquina Virtual Solana (SVM) es el entorno de ejecución de la cadena de bloques Solana, diseñada específicamente para satisfacer las necesidades de escenarios de transacciones de alta frecuencia y baja latencia. Admite el procesamiento de transacciones en paralelo y es una infraestructura crítica para aplicaciones de grado financiero.

Fuente de datos: https://squads.so/blog/solana-svm-sealevel-virtual-machine

Características técnicas de la Máquina Virtual Solana (SVM)

• Aprovechando el tiempo de ejecución único de Sealevel de Solana, SVM puede manejar simultáneamente miles de transacciones paralelas.
• Al optimizar la utilización del hardware subyacente, SVM logra confirmaciones de transacciones de baja latencia.

Ventajas de SVM

• Extremadamente alta capacidad de procesamiento: admite transacciones en paralelo a gran escala, lo que lo hace adecuado para el trading de alta frecuencia y aplicaciones financieras.
• Baja latencia: El diseño optimizado reduce significativamente los tiempos de confirmación de las transacciones.
• Utilización eficiente de recursos: El entorno de tiempo de ejecución altamente optimizado garantiza una programación eficiente y una utilización de recursos del sistema.

CosmWasm (Ecosistema Cosmos)

Introducción:

CosmWasm es una plataforma de contratos inteligentes construida sobre WebAssembly (WASM) dentro del ecosistema Cosmos. Permite a los desarrolladores escribir contratos inteligentes en varios lenguajes de programación, como Rust y C/C++, ofreciendo más flexibilidad que otras plataformas como Solidity.

Fuente de datos: https://cosmwasm.cosmos.network/

Características técnicas de CosmWasm

• Los desarrolladores pueden escribir contratos utilizando lenguajes como Rust, C y C++, rompiendo las limitaciones de Solidity.
• El código de bytes de WASM se ejecuta dentro de un espacio aislado estricto, lo que limita el acceso del contrato al entorno host, evitando así ataques de código malicioso.
• Como un módulo del Cosmos SDK, CosmWasm puede invocar directamente funcionalidades nativas de la cadena como el staking y la gobernanza.

Ventajas

• Escalabilidad sólida: La naturaleza de propósito general de WASM permite que CosmWasm se ejecute de manera eficiente en varias plataformas de hardware.
• Sandbox seguro: Los contratos se ejecutan en un entorno aislado, lo que reduce los posibles riesgos de seguridad para la cadena principal.
• Flexibilidad de desarrollo: el soporte multiidioma reduce el umbral de desarrollo, lo que fomenta la implementación de una amplia gama de aplicaciones dentro del ecosistema.

Entorno híbrido fluido

Introducción

El Entorno de Ejecución Híbrido Fluid es un concepto emergente diseñado para integrar las ventajas de diferentes máquinas virtuales (VMs) como EVM, SVM y WASM, proporcionando una capa de ejecución unificada que es compatible en todas las máquinas virtuales.

Características técnicas

• Integración de varias máquinas virtuales: Al abstraer y encapsular las diferencias entre varias máquinas virtuales subyacentes, Fluent puede programar tareas de diferentes motores de ejecución en una sola plataforma.
• Interoperabilidad entre Cadenas: Permite que los contratos inteligentes y activos de diferentes blockchains interactúen dentro del mismo entorno, lo que permite una integración sin problemas.

Ventajas

• Compatibilidad entre máquinas virtuales: Fluent admite múltiples entornos de máquinas virtuales simultáneamente, ofreciendo a los desarrolladores una interfaz de desarrollo unificada.
• Interoperabilidad mejorada: Rompe las barreras entre las diferentes cadenas de bloques, promoviendo el libre flujo de activos y datos.
• Ventajas complementarias integradas: Al combinar las fortalezas tecnológicas de varias máquinas virtuales, maximiza el rendimiento y la seguridad del sistema.

Comparación de las ventajas y desventajas de los principales altVMs

En la sección anterior, exploramos en detalle los avances tecnológicos de los altVMs principales en seguridad, rendimiento y flexibilidad de desarrollo. Con las ventajas de ejecución eficiente, interoperabilidad entre cadenas y gestión de seguridad de recursos ofrecida por altVMs, la siguiente tabla comparará EVMs y altVMs en diferentes dimensiones:

Tendencias futuras de desarrollo de altVMs

La evolución de la tecnología blockchain y las demandas del mercado han creado una fuerza motriz irreversible. Desde el comercio de alta frecuencia hasta el cumplimiento de la privacidad, desde la colaboración multicadena hasta la integración de la IA, la arquitectura tradicional de EVM se esfuerza por satisfacer las demandas de estos escenarios emergentes. El auge de las altVM es el resultado de la iteración tecnológica y de una elección inevitable para la transformación de la industria de un "paradigma único" a una "simbiosis multidimensional". El siguiente análisis destaca tres tendencias principales:

Abstracción de la cadena: la forma definitiva de "Interoperabilidad sin fisuras" para los usuarios

La forma definitiva de "interoperabilidad sin fisuras" para los usuarios se está convirtiendo gradualmente en una realidad. Al diseñar una capa de interacción unificada, los estados y entornos de ejecución de múltiples cadenas pueden ser agregados, lo que permite a los usuarios interactuar sin ser conscientes de las diferencias subyacentes entre las máquinas virtuales. Por ejemplo, el protocolo UniversalX de Particle Network permite a los usuarios comerciar en cadenas EVM, SVM y MoveVM utilizando una sola cuenta, con tarifas de gas liquidadas automáticamente en las cadenas mediante el protocolo.

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Además, un diseño centrado en la intención simplifica aún más las operaciones del usuario. Los usuarios solo necesitan declarar su intención, como "comprar el token A al mejor precio", y el backend coincidirá automáticamente con la ruta de ejecución óptima, como colocar una orden en Solana y liquidarla en Ethereum. La aplicación sin estado de Skate es un caso típico, en el que los usuarios pueden interactuar directamente con Polymarket en Polygon a través de su billetera de cadena TON sin necesidad de mover activos a través de cadenas. El estado es mantenido centralmente por la cadena principal de Skate. \
El protocolo de abstracción de cadena de NEAR, utilizando "Firmas de Cadena," ha logrado un sistema de cuenta multi-cadena unificado, que ya admite interacciones en 8 cadenas, incluyendo Bitcoin y Ethereum.

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El impacto futuro de la abstracción de cadenas será multifacético:

• Los desarrolladores podrán implementar aplicaciones en múltiples cadenas con un solo clic, compartiendo usuarios y liquidez.
• Los usuarios de Web2 no necesitarán aprender una compleja lógica multicadena, lo que reducirá significativamente la barrera de entrada y, por lo tanto, promoverá el crecimiento de los usuarios. [4]

Integración de IA y Blockchain

Las altVM proporcionan una base de alto rendimiento para la IA, lo que impulsa su profunda integración. Los agentes de IA, como los bots comerciales y las herramientas de análisis de datos, dependen de entornos de baja latencia, y los 65.000 TPS que ofrece SVM y las capacidades de procesamiento paralelo de MoveVM pueden admitir comentarios a nivel de milisegundos.

Además, altVMs admiten de manera efectiva la informática de alto rendimiento necesaria para la inferencia de modelos de IA. Por ejemplo, la máquina virtual WASM de CosmWasm admite código nativo C++/Rust, que es mucho más eficiente que Solidity.

En la práctica, los agentes de trading de IA como el agente Aixbt, basado en SVM, han analizado con éxito los datos on-chain en tiempo real y han ejecutado estrategias de arbitraje, con un volumen de trading diario que supera los 100 millones de dólares. La subred de Bittensor implementa modelos de aprendizaje automático a través de altVM, lo que incentiva a los mineros a contribuir con potencia informática. Por el contrario, la subred Aptos utiliza el lenguaje Move para proteger los derechos de propiedad intelectual de los modelos.

En el futuro, los protocolos de automatización de IA y los servicios de IA en cadena jugarán un papel cada vez más importante en DeFi y otras aplicaciones blockchain. Por ejemplo, un protocolo DeFi basado en MoveVM podría integrar modelos de control de riesgos de IA para ajustar dinámicamente las tasas de préstamo, mientras que los desarrolladores pueden lanzar herramientas de IA a través del entorno híbrido de Fluent, y los usuarios pueden llamar a servicios como verificaciones de prueba de conocimiento cero que preservan la privacidad según sea necesario.

Cumplimiento y escalabilidad

altVMs están proporcionando soluciones de cumplimiento y escalabilidad para aplicaciones empresariales. En cuanto al cumplimiento, la protección de la privacidad es especialmente importante. Los EVM tradicionales carecen de mecanismos de privacidad nativos, mientras que LeoVM de Aleo implementa transacciones de cumplimiento a través de pruebas de conocimiento cero (ZKP). MoveVM también cumple con los requisitos de auditoría de las instituciones financieras a través de su sistema de tipos estáticos y herramientas de verificación formal (como Move Prover).

En cuanto a la escalabilidad, altVMs ofrecen arquitecturas modulares y entornos de ejecución híbridos, lo que permite a las empresas elegir la máquina virtual adecuada según sus necesidades. Por ejemplo, CosmWasm admite la personalización rápida de cadenas de cumplimiento e interactúa con la cadena principal a través del protocolo IBC, mientras que Fluent permite a las empresas elegir EVM o WASM para ejecutar diferentes módulos comerciales.

Los casos típicos incluyen la red Nillion, que combina la computación de privacidad con altVM para proporcionar una solución en cadena para las transacciones de datos médicos, con planes para lanzar su red principal en 2025. La cadena de bloques Onyx de JPMorgan también prueba un sistema de pago transfronterizo basado en MoveVM, utilizando un modelo de recursos para evitar ataques de doble gasto.

Conclusión

altVMs no están destinadas a reemplazar EVM, sino que, a través de la optimización del escenario vertical y la expansión del ecosistema horizontal, están llevando a la blockchain de una “cadena universal” a un “grupo de cadenas especializadas”. En el futuro, los desarrolladores podrán elegir máquinas virtuales como seleccionar servicios en la nube (por ejemplo, usar MoveVM para protocolos financieros, SVM para juegos, Fluent para sistemas empresariales). Al mismo tiempo, los usuarios disfrutarán de una experiencia fluida a través de la capa de abstracción de la cadena. Este proceso es una evolución tecnológica y un punto de inflexión crítico para la blockchain a medida que transita de un “juguete geek” a una “infraestructura principal”.