Введение

Технология блокчейн находится в непрерывном процессе эволюции, причем виртуальные машины (VM) играют ключевую роль как среда выполнения для смарт-контрактов блокчейн. ВМ являются критическими для безопасности, производительности и опыта разработчика. В последние годы, по мере увеличения сложности сценариев применения и увеличения спроса на частые взаимодействия, традиционная Ethereum Virtual Machine (EVM) выявила несколько ограничений. В этой статье будут рассмотрены траектория развития альтернативных виртуальных машин (altVMs), их технические преимущества и будущие тенденции.

Что такое altVMs?

Источник данных: https://x.com/initia/status/1875329045975724036

altVM относятся к решениям виртуальных машин, отличным от виртуальной машины Ethereum (EVM). Эти альтернативы предназначены для устранения недостатков традиционного EVM в таких областях, как безопасность, производительность и гибкость разработки. altVM предлагают более эффективную и безопасную среду исполнения смарт-контрактов благодаря инновационной архитектуре и языковой поддержке, предоставляя разработчикам блокчейна расширенные инструменты для их проектов.

Зачем нам нужны altVMs?

Быстрое развитие технологии блокчейн повысило планку для базовой инфраструктуры. Поскольку виртуальная машина Ethereum (EVM) стала ранним решением для выполнения смарт-контрактов, постепенно стало ясно, что у нее есть ряд ограничений. Появление альтернативных виртуальных машин направлено на решение этих проблем и продвижение блокчейн-экосистемы к более безопасному, эффективному и гибкому будущему.

Источник данных: https://x.com/initia/status/1875329045975724036

Ограничения EVM

Следующие являются основными проблемами с текущей виртуальной машиной Ethereum (EVM):

• Недостаточная безопасность: В конструкции EVM механизм "неограниченной авторизации" смарт-контрактов легко может привести к уязвимостям, таким как невозможность отзыва разрешений после их предоставления, что может привести к краже активов. Согласно ежегодному отчету CertiK за 2024 год, на цепочке Ethereum было потеряно свыше $740 миллионов активов из-за проблем, таких как уязвимости смарт-контрактов и неограниченные авторизации[2].
• Узкие места производительности: Ограничения модели обработки EVM с одним потоком ограничивают пропускную способность транзакций (Ethereum обрабатывает примерно 15 транзакций в секунду) и приводят к изменчивым комиссиям за газ. В сценариях высокочастотной торговли (например, DeFi, GameFi) это существенно ограничивает пользовательский опыт.

Источник данных: https://x.com/initia/status/1875329045975724036

• Ограниченная гибкость разработчика: EVM поддерживает только язык Solidity, что означает, что разработчикам необходимо изучить определенный синтаксис и столкнуться с проблемами повторного использования традиционных знаний о программировании.

Потребность, обусловленная сложными сценариями применения

• Спрос на высокочастотную торговлю: С децентрализованными биржами (DEX) и взрывом рынка NFT традиционные цепи, основанные на EVM, испытывают трудности в поддержке высокочастотной торговли. Например, SVM Solana успешно поддерживает более $1 миллиарда ежедневных транзакций на бирже Jupiter благодаря своим возможностям параллельной обработки.
• Межцепочная совместимость: Рост многоцепочечных экосистем требует виртуальных машин, совместимых с различными протоколами. Например, Fluent интегрирует EVM, SVM и WASM, позволяя разработчикам вызывать функции из различных цепочек в рамках одного и того же приложения.
• Требования к вычислениям и соответствию требованиям к конфиденциальности: в EVM отсутствуют встроенные механизмы защиты конфиденциальности. В отличие от них, altVM (например, LeoVM от Aleo) используют доказательства с нулевым разглашением (ZKP) для обеспечения конфиденциальности транзакций, тем самым удовлетворяя потребности в соответствии требованиям корпоративного уровня.

Основные альтернативные виртуальные машины и их технические особенности

При проектировании EVM стали очевидны встроенные уязвимости безопасности, узкие места производительности и недостаток гибкости для разработчиков. Эти ограничения теперь создают значительные барьеры для масштабного расширения и эффективной работы блокчейн-приложений. В ответ на эти проблемы индустрия начала исследовать новые среды выполнения смарт-контрактов — altVMs.

MoveVM (Aptos/Sui)

Введение:

MoveVM была изначально предложена Facebook (теперь известна как проект Diem) и теперь широко используется на блокчейн-платформах, таких как Aptos и Sui. Она принимает парадигму программирования с ориентацией на ресурсы, специально разработанную для обеспечения безопасности активов и предотвращения злоупотреблений или дублирования активов, вызванных логическими ошибками.

Источник данных: https://www.radixdlt.com/blog/thoughts-on-suis-movevm

Технические характеристики MoveVM

• В MoveVM активы рассматриваются как «ресурсы», тип данных, который нельзя воспроизвести и уничтожить по желанию. Это обеспечивает согласованность состояний активов.
• Разработчики могут создавать многократно используемые и более легко проверяемые модули контрактов с помощью модульного программирования.
• В то же время, MoveVM позволяет интегрировать несколько операций в одной транзакции, улучшая эффективность транзакций.

Преимущества MoveVM

• Высокий уровень безопасности: модель безопасности ресурсов эффективно избегает распространенных уязвимостей авторизации, встречающихся в традиционных смарт-контрактах.
• Высокая гибкость: Модульная конструкция и строгая проверка типов позволяют разработчикам более строго создавать сложную бизнес-логику.
• Эффективное выполнение: Программируемые транзакционные блоки уменьшают необходимость в нескольких взаимодействиях on-chain, тем самым снижая расход газа и задержки.

Виртуальная машина Solana (SVM)

Введение:

Виртуальная машина Solana (SVM) - это среда выполнения блокчейна Solana, специально разработанная для удовлетворения потребностей сценариев высокочастотных и низколатентных транзакций. Она поддерживает параллельную обработку транзакций и является критической инфраструктурой для финансовых приложений высшего класса.

Источник данных: https://squads.so/blog/solana-svm-sealevel-virtual-machine

Технические характеристики виртуальной машины Solana (SVM)

• Используя уникальный исполняемый модуль Sealevel Solana, SVM может одновременно обрабатывать тысячи параллельных транзакций.
• Оптимизируя использование аппаратных средств, SVM достигает подтверждения транзакций с низкой задержкой.

Преимущества SVM

• Крайне высокая производительность: поддерживает параллельную обработку больших объемов транзакций, что делает его подходящим для высокочастотной торговли и финансовых приложений.
• Low Latency: Оптимизированный дизайн значительно сокращает время подтверждения транзакции.
• Эффективное использование ресурсов: Высокооптимизированная среда выполнения обеспечивает эффективное планирование и использование системных ресурсов.

CosmWasm (Экосистема Cosmos)

Введение:

CosmWasm — это платформа смарт-контрактов, построенная на WebAssembly (WASM) в экосистеме Cosmos. Он позволяет разработчикам писать смарт-контракты на различных языках программирования, таких как Rust и C/C++, предлагая большую гибкость, чем другие платформы, такие как Solidity.

Источник данных: https://cosmwasm.cosmos.network/

Технические особенности CosmWasm

• Разработчики могут писать контракты, используя языки, такие как Rust, C и C++, преодолевая ограничения Solidity.
• Байт-код WASM работает в строгой песочнице, ограничивая доступ контракта к среде хоста, тем самым предотвращая атаки вредоносного кода.
• Как модуль Cosmos SDK, CosmWasm может напрямую вызывать нативные функции цепочки, такие как стейкинг и управление.

Преимущества

• Сильная масштабируемость: Общепринятая природа WASM позволяет CosmWasm эффективно работать на различных аппаратных платформах.
• Безопасный песочница: Контракты выполняются в изолированной среде, снижая потенциальные риски безопасности для основной цепочки.
• Гибкость разработки: Поддержка нескольких языков снижает порог разработки, поощряя развертывание разнообразного спектра приложений в экосистеме.

Плавная гибридная среда

Знакомство

Среда выполнения Fluent Hybrid - это новая концепция, разработанная для интеграции преимуществ различных виртуальных машин (ВМ), таких как EVM, SVM и WASM, обеспечивающая унифицированный уровень выполнения, совместимый с различными виртуальными машинами.

Технические особенности

• Интеграция множества виртуальных машин: Абстрагируя и инкапсулируя различия между различными базовыми ВМ, Fluent может планировать задачи из различных исполняющих механизмов на одной платформе.
• Межсетевая совместимость: Это позволяет смарт-контрактам и активам из разных блокчейнов взаимодействовать в одной среде, обеспечивая бесшовную интеграцию.

Преимущества

• Совместимость между виртуальными машинами: Fluent поддерживает одновременно несколько сред разработки виртуальных машин, предлагая разработчикам унифицированный интерфейс разработки.
• Улучшенная совместимость: Он снимает барьеры между различными блокчейнами, способствуя свободному потоку активов и данных.
• Интегрированные дополняющие преимущества: Путем объединения технологических преимуществ различных ВМ он максимизирует производительность и безопасность системы.

Сравнение преимуществ и недостатков основных альтернативных ВМ

В предыдущем разделе мы подробно рассмотрели технологические прорывы основных altVM в области безопасности, производительности и гибкости разработки. Учитывая преимущества эффективного выполнения, межсетевой совместимости и управления безопасностью ресурсов, предлагаемые altVM, в следующей таблице будет проведено сравнение EVM и altVM по различным измерениям:

Будущие тенденции развития altVM

Эволюция технологии блокчейн и требования рынка создали необратимую движущую силу. От высокочастотной торговли до соблюдения конфиденциальности, от многоцепочечного сотрудничества до интеграции искусственного интеллекта — традиционная архитектура EVM с трудом справляется с требованиями этих новых сценариев. Рост популярности altVM является результатом технологической итерации и неизбежного выбора трансформации отрасли от «единой парадигмы» к «многомерному симбиозу». В следующем анализе выделены три основные тенденции:

Абстракция цепи: окончательная форма "бесшовного кросс-чейна" для пользователей

Окончательная «бесшовная кроссчейн» форма для пользователей постепенно становится реальностью. При проектировании унифицированного уровня взаимодействия состояния и среды выполнения нескольких цепочек могут быть агрегированы, что позволяет пользователям взаимодействовать, не зная об основных различиях между виртуальными машинами. Например, протокол UniversalX от Particle Network позволяет пользователям торговать в цепочках EVM, SVM и MoveVM, используя одну учетную запись, при этом плата за газ автоматически распределяется между цепочками по протоколу.

\
Кроме того, центрический подход к намерениям дополнительно упрощает операции пользователя. Пользователям нужно только заявить свое намерение, например, "купить токен A по лучшей цене", и бэкенд автоматически подберет оптимальный путь выполнения, например, разместит заказ на Solana и проведет его на Ethereum. Бессостоятельное приложение Skate является типичным случаем, когда пользователи могут напрямую взаимодействовать с Polymarket на Polygon через свой кошелек TON chain, не перемещая активы между цепями. Состояние поддерживается централизованно основной цепью Skate.
Протокол абстракции цепочки NEAR, использующий "Цепные подписи", достиг единой мультицепной системы учетных записей, уже поддерживающей взаимодействия на 8 цепях, включая Bitcoin и Ethereum.

\
Будущее воздействие абстрагирования цепи будет многоаспектным:

• Разработчики смогут развертывать приложения в нескольких цепочках одним щелчком мыши, разделяя пользователей и ликвидность.
• Пользователям Web2 не потребуется изучать сложную логику мультичейн, что значительно снизит порог входа и, таким образом, способствует росту числа пользователей.[4]

Интеграция искусственного интеллекта и блокчейна

altVMs обеспечивают высокопроизводительное основание для искусственного интеллекта, обеспечивая их глубокую интеграцию. AI-агенты, такие как торговые боты и инструменты анализа данных, полагаются на среды с низкой задержкой, и 65 000 TPS, предлагаемые SVM и параллельные возможности обработки MoveVM, могут поддерживать обратную связь на уровне миллисекунд.

Кроме того, altVM эффективно поддерживают высокопроизводительные вычисления, необходимые для вывода моделей ИИ. Например, виртуальная машина WASM от CosmWasm поддерживает нативный код C++/Rust, который намного эффективнее, чем Solidity.

На практике торговые агенты ИИ, такие как агент Aixbt, основанные на SVM, успешно анализировали данные on-chain в реальном времени и выполняли арбитражные стратегии, суточный объем торгов которых превышал 100 миллионов долларов. Подсеть Bittensor разворачивает модели машинного обучения через altVMs, поощряя майнеров вносить вычислительную мощность. В отличие от этого, подсеть Aptos использует язык Move для защиты прав интеллектуальной собственности моделей.

В будущем протоколы автоматизации и ончейновые службы искусственного интеллекта будут играть все более важную роль в DeFi и других блокчейн-приложениях. Например, протокол DeFi на основе MoveVM может интегрировать модели управления рисками искусственного интеллекта для динамической настройки процентных ставок по кредитам, в то время как разработчики могут выпускать инструменты искусственного интеллекта через гибридное окружение Fluent, и пользователи могут вызывать услуги, такие как нулевые доказательства, обеспечивающие конфиденциальность, по мере необходимости.

Соответствие нормативным требованиям и масштабируемость

altVM предоставляют решения для обеспечения соответствия требованиям и масштабируемости для корпоративных приложений. С точки зрения соблюдения нормативных требований, защита конфиденциальности особенно важна. В традиционных EVM отсутствуют встроенные механизмы конфиденциальности, в то время как LeoVM от Aleo реализует транзакции соответствия требованиям с помощью доказательств с нулевым разглашением (ZKP). MoveVM также соответствует требованиям аудита финансовых учреждений благодаря своей системе статических типов и инструментам формальной проверки (таким как Move Prover).

Что касается масштабируемости, altVM предлагают модульную архитектуру и гибридные среды выполнения, что позволяет предприятиям выбирать подходящую виртуальную машину в соответствии со своими потребностями. Например, CosmWasm поддерживает быструю настройку цепочек соответствия и взаимодействует с основной цепочкой через протокол IBC, в то время как Fluent позволяет предприятиям выбирать EVM или WASM для запуска различных бизнес-модулей.

Типичные случаи включают сеть Nillion, которая объединяет конфиденциальные вычисления с altVMs, чтобы обеспечить онлайн-решение для медицинских данных, с планами запуска основной сети в 2025 году. Блокчейн Onyx JPMorgan также тестирует систему международных платежей на основе MoveVM, используя модель ресурсов для предотвращения атак двойного расходования.

Заключение

altVMs не предназначены для замены EVM, а скорее, благодаря оптимизации вертикальных сценариев и горизонтальному расширению экосистемы, они переносят блокчейн от “универсальной цепи” к “кластеру специализированных цепей.” В будущем разработчики смогут выбирать виртуальные машины, подобно выбору облачных услуг (например, использование MoveVM для финансовых протоколов, SVM для игр, Fluent для предприятий). В то же время пользователи будут наслаждаться беспрепятственным опытом через слой абстракции цепи. Этот процесс представляет собой технологическую эволюцию и критическую точку перехода для блокчейна, поскольку он переходит от “игрушки для гиков” к “основной инфраструктуре.”