Эквивалентность EVM объясняется

Что такое эквивалентность EVM?

Эквивалентность EVM гарантирует, что сеть второго уровня (L2) полностью повторяет виртуальную машину Ethereum (EVM), как указано в желтом документе Ethereum. Это означает, что сеть воспроизводит среду выполнения Ethereum без внесения пользовательских изменений.

EVM-эквивалентные L2 легко интегрируются с инструментами и инфраструктурой Ethereum, поддерживая такие инструменты разработчика, как Solidity и Hardhat, а также клиенты исполнения, такие как Geth и Besu. Эта совместимость распространяется и на предложения по усовершенствованию Ethereum (EIP) в реальных средах, обеспечивая единый опыт разработки.

Придерживаясь архитектуры Ethereum, EVM-эквивалентные цепочки наследуют безопасность, масштабируемость и сетевые эффекты Ethereum, функционируя неотличимо от мейннета и одновременно расширяя его возможности для инноваций и внедрения.

‍

Типы эквивалентности EVM

Эквивалентность EVM определяется степенью, в которой сеть L2 копирует среду выполнения Ethereum, балансируя между совместимостью и оптимизацией производительности.

1. Тип 1: Ethereum-эквивалент
   Полностью повторяет операционные коды, структуры данных и криптографические примитивы Ethereum, обеспечивая беспрепятственную интеграцию с инструментами и приложениями Ethereum без внесения изменений.
2. Тип 2: EVM-эквивалент
   Сохраняет основную функциональность EVM, но вносит незначительные изменения, например, заменяет хэш-функции или деревья состояний, чтобы оптимизировать генерацию доказательств. Эти изменения могут повлиять на совместимость с историческими данными и расширенным инструментарием.
3. Тип 3: EVM-совместимость с корректировками газа
   Изменение стоимости газа для конкретных операций с целью упрощения генерации доказательств и повышения эффективности. Это может нарушить работу приложений, полагающихся на модель ценообразования на газ в Ethereum.
4. Тип 4: Частично EVM-эквивалент
   Вносит значительные изменения, например, удаляет прекомпиляцию или изменяет логику выполнения, что требует переписывания приложений и снижает совместимость с инструментами Ethereum-native.

Эти категории иллюстрируют компромисс между верностью архитектуре Ethereum и оптимизацией производительности для масштабирования.

‍

Примеры цепочек эквивалентов EVM

Вот некоторые из ведущих цепочек второго уровня, которые входят в число наиболее значительных ролловеров EVM-эквивалента на Ethereum:

• Оптимизм: Построенный на базе стека OP, Optimism полностью реализует семантику опкодов, учет газа и структуры данных Ethereum, обеспечивая совместимость с инструментарием Ethereum и неизменное развертывание смарт-контрактов.
• Arbitrum Orbit: Arbitrum Orbit использует Geth в качестве клиента исполнения, поддерживая поведение опкодов Ethereum и обработку транзакций. Его система защиты от мошенничества проверяет транзакции вне цепочки, сохраняя совместимость с инструментами, родными для Ethereum.
• Linea: Linea отражает спецификации "желтой бумаги" Ethereum, повторяя семантику опкодов и криптографические примитивы типа Keccak, что позволяет напрямую внедрять смарт-контракты Ethereum без изменений.
• Тайко: Taiko - это роллап zkEVM, выполняющий байт-код Ethereum в zk-proofs, сохраняя при этом структуры данных и хеширование, характерные для Ethereum, что обеспечивает полное соответствие среде выполнения Ethereum.
• Прокрутка: Scroll реализует zkEVM, выполняя неизмененный байткод Ethereum с родными криптографическими примитивами, что обеспечивает бесшовное развертывание с помощью таких инструментов Ethereum, как Hardhat и Truffle.

‍

Недостатки эквивалентности EVM

Эквивалентность EVM ограничивает гибкость в оптимизации производительности или масштабируемости, строго придерживаясь архитектуры Ethereum. 

Такие компоненты, как хэширование Keccak и попытки Патриция Меркла, хотя и являются неотъемлемой частью Ethereum, не являются оптимальными для доказательств с нулевым знанием, что приводит к замедлению генерации доказательств и большим вычислительным затратам, особенно в реализациях zkEVM.

Поддержание эквивалентности также усложняет модернизацию. Внедрение систем, защищенных от мошенничества, или интеграция новых предложений по усовершенствованию 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 случаев использования.

‍

Будущее эквивалентного масштабирования EVM

Эквивалентность EVM занимает центральное место в дорожной карте развития Ethereum, и zkEVM являются лидерами в области масштабирования. ZkEVM первого типа полностью копируют Ethereum, но сталкиваются с неэффективностью генерации доказательств из-за недружественных к ZK компонентов, таких как хеширование Keccak. Достижения в области распараллеливания и аппаратного обеспечения, специфичного для ZK, будут иметь решающее значение для решения этих проблем.

В ближайшей перспективе zkEVM типа 2 и 2.5 предлагают практичный баланс между производительностью и совместимостью. Такие проекты, как Scroll, демонстрируют, как эти подходы позволяют быстрее проводить доказательства, интегрируясь с существующей инфраструктурой, что открывает путь к более широкому внедрению и долгосрочному масштабированию решений.

‍

Нижняя линия

Эквивалентность EVM - это баланс между совместимостью с Ethereum и необходимостью масштабируемости. 

Решения первого типа обеспечивают идеальную точность, но борются с неэффективностью генерации доказательств, в то время как решения второго и последующих типов вносят прагматичные изменения для оптимизации производительности. 

Каждый уровень отражает компромиссы в скорости, совместимости и согласованности экосистем. По мере развития пространства эти инновации будут формировать будущее масштабирования Ethereum и переопределять возможности децентрализованных сетей.