Spiegazione dell'equivalenza EVM

Che cos'è l'equivalenza EVM?

L'equivalenza EVM garantisce che una rete Layer 2 (L2) rispecchi completamente la macchina virtuale di Ethereum (EVM) come indicato nel documento giallo di Ethereum. Questa aderenza significa che la rete replica l'ambiente di esecuzione di Ethereum senza introdurre modifiche personalizzate.

Le L2 equivalenti a EVM si integrano perfettamente con gli strumenti e l'infrastruttura di Ethereum, supportando strumenti di sviluppo come Solidity e Hardhat insieme a client di esecuzione come Geth e Besu. Questa compatibilità si estende alle proposte di miglioramento di Ethereum (EIP) negli ambienti live, garantendo un'esperienza di sviluppo unificata.

Aderendo all'architettura di Ethereum, le catene equivalenti alle EVM ereditano la sicurezza, la scalabilità e gli effetti di rete di Ethereum, funzionando in modo indistinto dalla mainnet e ampliando al contempo la sua capacità di innovazione e adozione.

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Tipi di equivalenza EVM

L'equivalenza EVM è classificata in base alla misura in cui una rete L2 replica l'ambiente di esecuzione di Ethereum, bilanciando la compatibilità con le ottimizzazioni delle prestazioni.

1. Tipo 1: Ethereum-Equivalent
   Replica completamente i codici operativi, le strutture dati e le primitive crittografiche di Ethereum, consentendo una perfetta integrazione con gli strumenti e le applicazioni di Ethereum senza alcuna modifica.
2. Tipo 2: EVM-Equivalente
   Mantiene le funzionalità principali dell'EVM ma introduce modifiche minori, come la sostituzione delle funzioni hash o degli alberi di stato, per ottimizzare la generazione delle prove. Queste modifiche possono avere un impatto sulla compatibilità con i dati storici e gli strumenti avanzati.
3. Tipo 3: EVM-Compatibile con gli aggiustamenti del gas
   Modifica i costi del gas per operazioni specifiche per semplificare la generazione di prove e migliorare l'efficienza. Questo potrebbe disturbare le applicazioni che si basano sul modello di tariffazione del gas di Ethereum.
4. Tipo 4: Parzialmente equivalente a EVM
   Apporta modifiche significative, come la rimozione dei precompilati o l'alterazione della logica di esecuzione, richiedendo la riscrittura delle applicazioni e riducendo la compatibilità con gli strumenti Ethereum-nativi.

Queste categorie illustrano i compromessi tra la fedeltà all'architettura di Ethereum e l'ottimizzazione delle prestazioni per la scalabilità.

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Esempi di catene equivalenti a EVM

Ecco alcune delle principali catene Layer 2 che si collocano tra i più significativi rollup di EVM-equivalenti su Ethereum:

• Ottimismo: Costruito sull'OP Stack, Optimism implementa completamente la semantica degli opcode, la misurazione del gas e le strutture dati di Ethereum, garantendo la compatibilità con gli strumenti di Ethereum e la distribuzione inalterata degli smart contract.
• Orbita dell'Arbitro: Arbitrum Orbit utilizza Geth come client di esecuzione, mantenendo il comportamento degli opcode di Ethereum e l'elaborazione delle transazioni. Il suo sistema a prova di frode convalida le transazioni fuori catena preservando la compatibilità con gli strumenti nativi di Ethereum.
• Linea: Linea rispecchia le specifiche della carta gialla di Ethereum, replicando la semantica degli opcode e le primitive crittografiche come Keccak, consentendo l'implementazione diretta degli smart contract di Ethereum senza modifiche.
• Taiko: Un rollup di zkEVM, Taiko esegue il bytecode di Ethereum in zk-proofs mantenendo le strutture dati e l'hashing nativi di Ethereum, garantendo un allineamento completo con l'ambiente di runtime di Ethereum.
• Scorrere: Scroll implementa zkEVM eseguendo bytecode Ethereum inalterato con primitive crittografiche native, consentendo una distribuzione senza soluzione di continuità utilizzando strumenti Ethereum come Hardhat e Truffle.

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Gli svantaggi dell'equivalenza dell'EVM

L'equivalenza EVM limita la flessibilità nell'ottimizzazione delle prestazioni o della scalabilità attenendosi strettamente all'architettura di Ethereum. 

Componenti come l'hashing Keccak e le Merkle Patricia Tries, pur essendo parte integrante di Ethereum, non sono ottimali per le prove a conoscenza zero, il che porta a una generazione di prove più lenta e a un maggiore overhead computazionale, soprattutto nelle implementazioni zkEVM.

Il mantenimento dell'equivalenza complica anche gli aggiornamenti. L'implementazione di sistemi a prova di frode o l'integrazione di nuove proposte di miglioramento di Ethereum (EIP) richiede uno sforzo supplementare per garantire la piena compatibilità. Questa ulteriore complessità può rallentare lo sviluppo e aumentare la richiesta di risorse rispetto alle architetture ottimizzate per casi d'uso specifici.

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Il futuro dell'EVM Equivalent Scaling

L'equivalenza delle EVM è centrale nella tabella di marcia di Ethereum, con le zkEVM che guidano gli sforzi di scalabilità. Le zkEVM di tipo 1 replicano pienamente Ethereum, ma devono far fronte a inefficienze nella generazione delle prove a causa di componenti non compatibili con ZK come l'hashing Keccak. I progressi nella parallelizzazione e nell'hardware specifico per ZK saranno fondamentali per affrontare queste sfide.

A breve termine, le zkEVM di tipo 2 e 2.5 offrono un equilibrio pratico tra prestazioni e compatibilità. Progetti come Scroll dimostrano come questi approcci consentano prove più rapide, integrandosi con l'infrastruttura esistente e aprendo la strada a un'adozione più ampia e a soluzioni di scalabilità a lungo termine.

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Linea di fondo

L'equivalenza EVM consiste nel bilanciare la compatibilità con Ethereum e la necessità di scalabilità. 

Le soluzioni di tipo 1 offrono una perfetta fedeltà, ma lottano con le inefficienze nella generazione delle prove, mentre quelle di tipo 2 e oltre apportano modifiche pragmatiche per ottimizzare le prestazioni. 

Ogni livello riflette i compromessi in termini di velocità, compatibilità e allineamento dell'ecosistema. Man mano che lo spazio matura, queste innovazioni daranno forma al futuro scalare di Ethereum e ridefiniranno ciò che è possibile fare per le reti decentralizzate.