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FUEL:详解 Layer1:Aptos、Sui、如何实现?_Aptos

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时间:1900/1/1 0:00:00

当我们重新审视区块链技术的演变时,可以看到一个强劲的趋势正在显现,即新的L1注重并行执行

这并不是什么新鲜技术,目前Solana就在Sealevel的执行环境中使用

然而,在过去的牛市中,DeFi和NFT令人印象深刻的表现也让人们意识到,技术迫切需要改进

在下轮市场中,一些采用并行执行理念的著名项目即将出现,这些项目的名单是Aptos、Sui、Linera和Fuel

本文将会讨论这些项目的异同,以及它们所面临的挑战

Aptos

Aptos建立在Diem的Move语言和MoveVM的基础上,创建了一个高吞吐量的链,实现了并行执行

Aptos的方法是检测关联关系,同时对用户/开发者透明,也就是说,不要求交易明确声明它们使用哪一部分状态

Aptos使用的是SoftwareTransactionalMemory的修改版,称为Block-STM

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在Block-STM中,交易在块内被预先排序,并在处理器线程之间进行划分,以便被执行

在过程中,交易的执行都是假定没有关联关系。被交易修改的内存位置被记录下来,执行后,所有交易的结果都被验证。在验证过程中,如果一个交易被发现访问了被前面的交易修改过的内存位置,这个交易就会被废止。该交易的结果被刷新,然后重新执行

这个过程不断重复,直到块中的所有事务都被执行

当使用多个处理器核心时,Block-STM会加快执行速度,加速的多少来自于交易的相互关联程度

MATIC突破0.59美元:金色财经报道,行情显示,MATIC突破0.59美元,现报0.6美元,日内跌幅达到20%,行情波动较大,请做好风险控制。[2023/6/11 21:29:03]

Aptos团队的结果表明,使用32个内核可以将高相互关联性能提高8倍,将低相互关联性能提高16倍。如果一个区块中的所有交易都是相互依赖的,那么与顺序执行相比,Block-STM会导致性能上的轻微损失。Aptos声称,这种方法可以实现160,000TPS的吞吐量

Sui

另一种PE方法是要求交易明确声明他们所修改的链状态部分,这种方法目前被Solana和Sui使用

Solana将内存单元称为账户,而交易必须说明它修改了哪些账户。Sui也使用了类似的方法

Sui也通过使用MoveVM建立在Diem的技术之上。然而,Sui使用不同版本的Move语言

SuiMove的实现改变了Diem的核心存储模型和资产权限,这代表了与使用核心DiemMove的Aptos的重大区别

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SuiMove定义了一个状态存储模型,允许更容易识别交易

在Sui中,状态存储被定义为Objects。Objects通常代表资产,并且可以共享,这意味着多个用户可以修改该对象。每个Objects在Sui执行环境中都有一个唯一的ID,并有指向所有者地址的内部指针。通过使用这些概念,很容易通过检查交易是否使用相同的Objects来识别关联

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通过将声明关联关系的工作转移给开发者,使执行引擎的实施变得更容易,这意味着理论上它可以有更好的性能和可扩展性。然而,这是以不太理想的开发者体验为代价的

Sui还没有启动,最近刚刚推出了测试网

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Sui的创始人声称,并行执行的实施以及使用Narwhal和Tusk共识机制导致吞吐量超过100,000tx/秒。这个吞吐量,如果是真的,那么它可能比Solana当前的约2400tx/秒的吞吐量有很大的提升,并且将超过Visa和Mastercard的吞吐量

Linera

Linera是并行处理领域的最新成员,最近宣布了他们的第一轮融资,由a16z领投。关于项目实施的细节不多。然而,根据他们的融资公告帖子,我们知道它是基于同样在Facebook开发的FastPay协议

Fastpay是基于一种叫做ByzantineConsistentBroadcast的技术,这项技术专注于加速的支付,例如发生在销售点网络中的支付。它允许一组验证者确保付款的完整性,只要超过三分之二的验证者是诚实的。快速支付是实时毛额结算系统的一个变种,用于银行和金融机构之间的网络

在FastPay的基础上,Linera正计划建立一个区块链,通过并行执行支付交易,专注于快速结算和低延迟。值得注意的是,Sui也使用ByzantineConsistentBroadcast的方式进行简单的支付。对于其他交易,Sui自己的共识机制Narwhal和Tusk被用于高效处理DeFi交易等更复杂的和有关系性的交易

Fuel

Fuel专注于成为模块化区块链中的执行层,这意味着Fuel不实施共识或将区块链的数据存储在Fuel链上。对于功能性区块链,Fuel与其他链交互以达成共识和数据可用性,例如Ethereum或Celestia

Fuel使用UTXO来创建严格的访问列表,即用一个列表来控制对同一片状态的访问。这个模型建立在规范交易排序的概念之上。在这个方案中,区块中的交易排序导致了检测交易之间的关联关系的显著简化。为了实现这个架构,Fuel公司建立了一个新的虚拟机,称为FuelVM和一种新的语言,称为Sway

FuelVM是对EVM的一种兼容和简化的表现,可以有效地让开发者加入到Fuel的生态系统中

此外,由于Fuel专注于模块化区块链,FuelSC的执行可以在以太坊主网上解决。这种方法与合并后以太坊的愿景一致,即作为以Rollup为中心的结算和数据可用性层。在这种架构中,Fuel可以实现在以太坊上批量和结算的高吞吐量执行

为了验证该概念,Fuel团队已经创建了一个名为SwaySwap的AMM,类似于Uniswap,并在测试网上运行。目的是证明FuelVM与EVM相比性能更高

并行执行方法的挑战

网络的中心化

在高吞吐量的网络中,网络每秒可以处理数以万计的交易

验证节点受到费用和网络奖励的激励来处理这些交易,并投资于专用服务器或可扩展的云架构来处理这些交易。而对于使用链并需要运行完整节点与链交互的公司或个人,情况并非如此。这些实体无法负担复杂的服务器来处理这种大规模的交易负载。这将推动链上用户依赖专门的RPC节点供应商,例如Infura,从而导致更多的中心化

如果不选择使用消费级硬件来运行完整节点,高吞吐量的链可能会变成一个封闭的系统,一小部分实体拥有对网络的绝对权力。在这种情况下,这些实体可以协调审查交易、实体甚至应用程序,例如TornadoCash,它们可以将这些链转变为与Web2没有什么不同的许可系统

目前,在Sui测试网上运营一个完整节点的要求低于Aptos测试网节点的要求。然而,我们预计当主网启动和应用程序开始在链上出现时,这些需求将发生重大变化

去中心化的倡导者们一直在提出解决方案来解决这些预期的问题。这些解决方案包括使用轻型节点,通过使用ZK有效性证明或欺诈证明来验证区块的正确性

Fuel团队在这方面很积极,与以太坊社区关于去中心化重要性的精神相一致。并不清楚Aptos和Sui团队是否优先实施这些方法或其他促进去中心化。Linera团队在他们的介绍帖子中简要地讨论了这些问题,但协议实施尚未确认这一承诺

总结

并行执行引擎是提高智能合约平台吞吐量的有前途的解决方案

结合共识机制的创新,交易的并行执行可以使链的吞吐量接近或超过10万TPS,这样的性能可以与Visa和Mastercard相媲美,可以实现当今最具挑战性的几个用例,例如完全的链上游戏和去中心化小额支付

这些令人印象深刻的吞吐量改进并不是没有挑战,即关于如何确保去中心化,我们期待致力于解决这些问题的创始人

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