前言

区块链技术正处于不断演进的过程中，虚拟机作为区块链智能合约的执行环境，在安全性、性能和开发体验等方面扮演着至关重要的角色。近年来，随着应用场景的日益复杂和高频交互需求的增加，传统以太坊虚拟机（EVM）暴露出不少局限。本文将深入探讨 altVMs（Alternative Virtual Machines，替代虚拟机）从出现到实践应用的发展脉络、技术优势以及未来趋势。

什么是 altVMs?

Data Source: https://x.com/initia/status/1875329045975724036

altVMs 是指除 EVM 之外的其他虚拟机方案，它们针对传统 EVM 在安全性、性能、开发灵活性等方面的不足进行改进和创新。altVMs 通过全新的架构设计与语言支持，为区块链开发者提供了更高效、安全的智能合约执行环境。

为什么需要 altVMs？

区块链技术的快速发展对底层基础设施提出了更高要求，而 以太坊虚拟机（EVM） 作为早期智能合约执行环境，逐渐暴露出一系列局限性。altVMs（替代虚拟机） 的出现，正是为了解决这些问题并推动区块链生态向更安全、高效、灵活的方向发展。

Data Source: https://x.com/initia/status/1875329045975724036

EVM 的局限性

以下是目前 EVM 存在的核心问题：

• 安全性不足：EVM 的设计中，智能合约的“无限授权”机制容易引发漏洞（如用户授权后无法撤销权限），导致资产被盗。根据 CertiK 发布的 2024 年度报告显示，由于智能合约漏洞及无限授权等问题，ETH 链上资产损失累计超过 7.4 亿美元。
• 性能瓶颈：EVM 的单线程处理模式导致交易吞吐量低（以太坊每秒处理约 15 笔交易），且 Gas 费用波动剧烈。在高频交易场景（如 DeFi、GameFi）中，用户体验严重受限。

Data Source: https://x.com/initia/status/1875329045975724036

• 开发灵活性受限：EVM 仅支持 Solidity 语言，开发者需学习特定语法且难以复用传统编程经验。

应用场景复杂化驱动需求

• 高频交易需求：随着 DEX、NFT 市场的爆发，传统 EVM 链难以支撑高频交易。例如，Solana 的 SVM 通过并行处理能力，成功支持 Jupiter Exchange 单日处理超 10 亿美元交易量。
• 跨链互操作性：多链生态的兴起需要虚拟机兼容不同协议。例如，Fluent 通过整合 EVM、SVM 和 WASM，支持开发者在同一应用中调用不同链的功能。
• 隐私计算与合规需求：EVM 缺乏原生隐私保护机制，而 altVMs（如 Aleo 的 LeoVM）通过零知识证明（ZKP）实现隐私交易，满足企业级合规需求。

主流 altVMs 及其技术特点

在 EVM 的设计中，其固有的安全漏洞、性能瓶颈以及开发灵活性不足等问题已逐渐暴露，成为限制区块链应用大规模扩展和高效运行的主要障碍。面对这些局限性，业界开始探索新的智能合约执行环境——altVMs。

MoveVM (Aptos/Sui)

简介

MoveVM 最初由 Facebook（现改为 Diem 项目）提出，现已在 Aptos 和 Sui 等区块链平台上得到广泛应用。它采用资源导向编程范式，专门针对资产安全设计，防止因逻辑错误而导致的资产滥用或重复使用。

Data Source: https://www.radixdlt.com/blog/thoughts-on-suis-movevm

技术特点

• 在 MoveVM 中，资产被视为“资源”，这种类型的数据具有不可复制和不可随意销毁的属性，从而确保资产状态的一致性。
• 通过模块化编程，开发者可以构建可重用且更易于审计的合约模块。
• 与此同时，MoveVM 允许将多个操作整合在一笔交易中执行，提高交易效率。

优势

• 安全性高： 资源安全模型有效规避了传统智能合约中常见的授权漏洞。
• 灵活性强： 模块化设计和强类型检查让开发者能以更严谨的方式构建复杂业务逻辑。
• 高效执行： 可编程交易块减少了多次链上交互的必要性，从而降低 Gas 消耗和延迟。

Solana Virtual Machine (SVM)

简介

SVM 是 Solana 区块链的执行环境，专为满足高频、低延迟的交易场景设计，支持并行交易处理，是金融级应用的重要基础。

Data Source: https://squads.so/blog/solana-svm-sealevel-virtual-machine

技术特点

• 利用 Solana 独特的 Sealevel 运行时，SVM 能够同时处理成千上万的并行交易。
• 通过优化底层硬件利用率，实现低延迟的交易确认。

优势

• 超高吞吐量： 支持大规模并行交易，适应高频交易和金融应用。
• 低延迟： 优化设计使得交易确认时间大幅缩短。
• 资源高效利用： 高度优化的运行时环境确保系统资源的高效调度和利用。

CosmWasm (Cosmos 生态)

简介
CosmWasm 是 Cosmos 生态中的智能合约平台，基于 WebAssembly (WASM) 构建，允许开发者使用多种编程语言（如 Rust、C/C++）开发智能合约。

Data Source: https://cosmwasm.cosmos.network/

技术特点

• 开发者可使用 Rust、C、C++ 等语言编写合约，突破 Solidity 的限制。
• WASM 字节码在严格沙箱中运行，限制合约对宿主环境的访问权限，防止恶意代码攻击。
• CosmWasm 作为 Cosmos SDK 的模块，可直接调用链原生功能（如质押、治理）。

优势

• 扩展性强： 基于 WASM 的通用性使其能在多种硬件平台上高效运行。
• 安全沙箱： 合约在隔离的环境中执行，降低对主链潜在的安全威胁。
• 开发灵活性： 多语言支持降低了开发门槛，促进了生态多样化应用的落地。

Fluent Hybrid Environment

简介
Fluent 混合执行环境是一个新兴概念，旨在整合 EVM、SVM 与 WASM 等不同虚拟机的优势，提供跨虚拟机兼容的统一执行层。

技术特点

• 多虚拟机集成： 通过抽象和封装底层不同 VM 的差异，Fluent 能够在单一平台上调度不同执行引擎的任务。
• 跨链互操作： 允许不同链上的智能合约和资产在同一环境中交互，实现无缝整合。

优势

• 跨 VM 兼容： 同时支持多种虚拟机环境，为开发者提供统一的开发接口。
• 增强互操作性： 打破不同链之间的壁垒，促进资产和数据的自由流通。
• 集成优势互补： 将各类虚拟机的技术优势进行整合，最大化系统性能与安全性。

主流 altVMs 优劣势对比

在前文中，我们详细探讨了主流 altVMs 在安全性、性能和开发灵活性等方面的技术突破。借助 altVMs 的高效执行、跨链互操作和资源安全管理等优势，以下表格将通过不同维度对比 EVM 与 altVMs：

altVMs 未来发展趋势

区块链技术的演进和市场需求已形成不可逆的驱动力。从高频交易到隐私合规，从多链协作到 AI 融合，传统 EVM 的架构难以满足这些新兴场景的需求。altVMs 的崛起不仅是技术迭代的结果，更是行业从“单一范式”向“多元共生”转型的必然选择。以下从三大核心趋势展开分析：

链抽象（Chain Abstraction）：用户“无感跨链”的终极形态

用户“无感跨链”的终极形态正在逐渐成为现实。通过统一交互层的设计，多个链的状态和执行环境得以聚合，用户无需感知底层虚拟机的差异。例如，Particle Network 的 UniversalX 协议就允许用户使用单一账户在 EVM、SVM 和 MoveVM 链上进行交易，且 Gas 费用由协议自动跨链结算。

此外，意图为中心（Intent-Centric）的设计进一步简化了用户操作。用户只需声明需求，例如“以最优价格购买代币 A”，后端便能自动匹配最佳的执行路径，例如通过 Solana 下单并在以太坊上完成结算。Skate 的无状态应用就是一个典型案例，用户通过 TON 链钱包可以直接操作 Polygon 上的 Polymarket，资产无需跨链转移，状态由 Skate 主链统一维护。

NEAR 的链抽象协议通过“链签名（Chain Signatures）”实现了多链账户的统一，已经支持比特币、以太坊等 8 条链的交互。

链抽象的未来影响将是多方面的，首先，开发者可以通过一键部署的方式将应用推向多个链，共享用户和流动性；其次，Web2 用户无需学习复杂的多链逻辑，极大降低了进入门槛，从而促进用户的增长。

AI 与区块链融合

altVMs 为 AI 提供了高性能的底座，推动了两者的深度融合。AI 代理（如交易机器人、数据分析工具）依赖于低延迟的环境，而 SVM 提供的 6.5 万 TPS 和 MoveVM 的并行处理能力能够支撑毫秒级的反馈。

此外，AI 模型推理所需的高性能算力也得到了 altVMs 的有效支持，例如 CosmWasm 的 WASM 虚拟机支持 C++/Rust 原生代码，效率远超 Solidity。

实践中，基于 SVM 的 AI 交易代理 Aixbt agent 已成功实时分析链上数据并执行套利策略，日均交易量超过 1 亿美元。Bittensor 子网则通过 altVMs 部署机器学习模型，并激励矿工贡献算力，Aptos 子网使用 Move 语言保障模型的版权。

未来，AI 自动化协议和链上 AI 服务市场将在 DeFi 和其他区块链应用中扮演越来越重要的角色。例如，基于 MoveVM 的 DeFi 协议能够集成 AI 风控模型，动态调整借贷利率，而开发者可以通过 Fluent 混合环境发布 AI 工具，用户则按需调用如隐私计算的零知识证明验证等服务。

合规与规模化

altVMs 正在为企业级应用提供合规与规模化的解决方案。在合规需求方面，隐私保护尤为重要。传统的 EVM 缺乏原生隐私机制，而 Aleo 的 LeoVM 就通过零知识证明（ZKP）实现了合规交易。MoveVM 也通过静态类型系统和形式化验证工具（如 Move Prover）满足了金融机构的审计要求。

在规模化落地方面，altVMs 提供了模块化架构和混合执行环境，使得企业能够根据自身需求选择合适的虚拟机。例如，CosmWasm 支持快速定制合规链，并通过 IBC 协议与主链交互，而 Fluent 则允许企业选择 EVM 或 WASM 来运行不同的业务模块。

典型的案例包括 Nillion Network，它结合了隐私计算与 altVMs，为医疗数据交易提供了链上解决方案，预计在 2025 年上线主网。而摩根大通的 Onyx 区块链也在测试基于 MoveVM 的跨境支付系统，并利用资源模型防止双花攻击。

总结

altVMs 并非要取代 EVM，而是通过 垂直场景优化 和 横向生态扩展，推动区块链从“通用链”走向“专用链集群”。未来，开发者可像调用云服务一样选择虚拟机（如金融协议用 MoveVM、游戏用 SVM、企业系统用 Fluent），用户则通过链抽象层享受无缝体验。这一进程不仅是技术的进化，更是区块链从“极客玩具”迈向“主流基础设施”的关键转折。