Что такое EVM ?

EVM гарантирует, что сеть Layer 2 L2) полностью соответствует Ethereum машинеEthereum (EVM), как описано в Ethereum книге» Ethereum . Такое соответствие означает, что сеть воспроизводит среду выполнения Ethereumбез каких-либо собственных модификаций.

L2-сети, EVM, органично интегрируются с инструментами и инфраструктурой Ethereum, поддерживая такие инструменты для разработчиков, как Solidity и Hardhat, а также клиенты для выполнения, например Geth и Besu. Эта совместимость распространяется на предложенияEthereum (EIP) в производственных средах, обеспечивая единый подход к разработке.

Благодаря соответствию архитектуре Ethereumцепочки, EVM, унаследовали безопасность, масштабируемость и сетевые эффекты Ethereum, функционируя так же, как и mainnet расширяя её возможности для инноваций и внедрения.

Типы EVM

EVM классифицируется в зависимости от того, насколько L2 воспроизводит среду выполнения Ethereum, обеспечивая баланс между совместимостью и оптимизацией производительности.

1. Тип 1: Ethereum Ethereum
   Полностью воспроизводит операционные коды, структуры данных и криптографические примитивы Ethereum, что обеспечивает беспроблемную интеграцию с Ethereum и приложениями Ethereum без необходимости их модификации.
2. Тип 2: EVM
   Сохраняет основные EVM , но вносит незначительные изменения, такие как замена хеш-функций или деревьев состояний, для оптимизации генерации доказательств. Эти изменения могут повлиять на совместимость с историческими данными и расширенными инструментами.
3. Тип 3: EVM с Gas gas Gas
   Вносит изменения gas для определенных операций, чтобы упростить формирование доказательств и повысить эффективность. Это может привести к сбоям в работе приложений, использующих модель gas Ethereum.
4. Тип 4: Частично EVM
   Вносит существенные изменения, такие как удаление прекомпиляторов или изменение логики выполнения, что требует переписывания приложений и снижает совместимость с Ethereum инструментами Ethereum.

Эти категории демонстрируют компромиссы между fidelity Ethereumи оптимизацией производительности с целью масштабирования.

Примеры цепочек, EVM

Вот некоторые из ведущих Layer 2 , которые входят в число наиболее значимых роллапов на Ethereum, EVM:

• Optimism: Построенная на OP , Optimism реализует семантику опкодов, gas и структуры данных Ethereum, обеспечивая совместимость с Ethereum и развертывание смарт-контрактов без изменений.
• Arbitrum : Arbitrum использует Geth в качестве клиента выполнения, поддерживая поведение опкодов Ethereumи обработку транзакций. Его система защиты от мошенничества проверяет off-chain , сохраняя при этом совместимость с Ethereum инструментами Ethereum.
• Linea: Linea спецификациям «желтой книги» Ethereum, воспроизводя семантику опкодов и криптографические примитивы, такие как Keccak, что позволяет напрямую развертывать Ethereum без каких-либо изменений.
• Taiko: Taiko — это rollup zkEVM , который выполняет Ethereum в zk, сохраняя при этом Ethereum структуры данных и хеширование Ethereum, что обеспечивает полную совместимость с средой выполнения Ethereum.
• Scroll: Scroll zkEVM выполнения неизмененного Ethereum с использованием нативных криптографических примитивов, что обеспечивает беспроблемное развертывание с помощью таких Ethereum , как Hardhat и Truffle.

Недостатки EVM

EVM ограничивает гибкость при оптимизации производительности или масштабируемости из-за строгого следования архитектуре Ethereum. 

Такие компоненты, как хеширование Keccak и дерево Меркла-Патриции, хотя и являются неотъемлемой частью Ethereum, не являются оптимальными для zero-knowledge , что приводит к замедлению генерации доказательств и увеличению вычислительных затрат, особенно в zkEVM .

Поддержание эквивалентности также затрудняет процесс обновления. Внедрение систем, защищенных от мошенничества, или интеграция новых предложений Ethereum (EIP) требует дополнительных усилий для обеспечения полной совместимости. Эта дополнительная сложность может замедлить разработку и увеличить потребность в ресурсах по сравнению с архитектурами, оптимизированными для конкретных сценариев использования.

Futures масштабирования, EVM

EVM занимает центральное место в rollup Ethereum rollup , при этом zkEVM играют ведущую роль в работе над масштабируемостью. zkEVM типа 1 полностью дублируют Ethereum сталкиваются с проблемами неэффективности при генерации доказательств из-за компонентов, ZK, таких как хэширование Keccak. Для решения этих проблем решающее значение будут иметь достижения в области параллелизации и разработка аппаратного обеспечения ZK.

В ближайшей перспективе zkEVM типов 2 и 2.5 обеспечивают оптимальный баланс между производительностью и совместимостью. Такие проекты, как Scroll , как эти подходы позволяют ускорить проверку доказательств при одновременной интеграции с существующей инфраструктурой, что открывает путь к более широкому внедрению и долгосрочным решениям по масштабированию.

Нижняя линия

EVM заключается в поиске баланса между совместимостью с Ethereum необходимостью масштабируемости. 

Решения типа 1 обеспечивают идеальную fidelity страдают от низкой эффективности при генерации доказательств, в то время как решения типа 2 и более поздних версий включают прагматичные изменения, направленные на оптимизацию производительности. 

Каждый уровень отражает компромиссы между скоростью, совместимостью и интеграцией с экосистемой. По мере развития этой сферы эти инновации будут определять будущее масштабирования Ethereum и переосмысливать границы возможного для децентрализованных сетей.