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火星独家|以太坊2.0的“换心”:一文了解从EVM到EWASM的升级

标题:火星独家 | 以太坊2.0的“心脏置换”:一文读懂从EVM到EWASM的升级

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来源:火星独家

编译| Bite@Mars 金融应用程序

ETH2.0分片链第二期将运行Ewasm,一个支持智能合约运行的新虚拟机环境。分片链的节点将存储账户、合约和状态信息。届时,分片链也将完成从数据分片到状态分片的转变。这个时候,以太坊可以说是真正实现了扩张。

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简单地说,传统操作系统(Windows/iOS)一次只需要在一个系统上运行。虚拟机(VM) 是基于本地操作系统创建的更高级别的抽象,可用于复制物理机的功能。

虚拟机使用户能够在不同的硬件架构和操作系统上同时运行同一平台,这就是虚拟机非常适合以太坊等去中心化网络的原因。以太坊虚拟机(EVM)的功能就像一台世界计算机,可供世界各地的节点访问。

以太坊EVMEVM 是一个轻量级虚拟机,旨在在以太坊网络上运行智能合约。作为虚拟机,EVM 的功能与Windows 等传统操作系统略有不同。一般来说,虚拟机是一种高级抽象,旨在模拟本机操作系统上的物理机。它们允许同一平台在许多不同的硬件架构和操作系统上运行,使虚拟机成为以太坊等分布式网络的理想选择。 EVM 是为了模拟物理CPU 可以执行的操作而构建的,它还负责以太坊的许多关键功能。

以太坊虚拟机是以太坊区块链的关键组成部分,或者说是通用执行环境。没有它,以太坊智能合约的确定性将无法得到保证。

从这个层次图可以看出,EVM是智能合约运行的基础环境。 EVM之于以太坊就像心脏之于人体一样。

通过运行以太坊虚拟机,计算机成为网络中的一个“节点”,在处理交易时与其他节点具有相同的地位。

您可以将其与Windows 等传统操作系统进行比较。不同之处在于Windows一次只能操作一台机器。以太坊虚拟机需要同时操作很多台机器,模拟一台物理机。

由于当前以太坊虚拟机(EVM)架构缺乏灵活性,以太坊协议的增强存在一定的限制。扩展执行层的方法是引入特殊的“预编译”合约。通过使用WebAssembly 作为虚拟机规范来执行高性能“预编译”合约,简化引入此类合约的过程。

以太坊的EwasmWebAssembly(简称WASM)的设计目标是性能和效率。它是专为Web 开发而构建的高效计算引擎。它是一种新的格式,具有便携、体积小、加载速度快、与Web 兼容等特点。 WebAssembly 拥有一套完整的语义。事实上,WASM 是一种小型且加载速度快的二进制格式,可用于编写Web 代码。它是计算机中的一个虚拟机,可以专门执行优化的命令。该设计的主要目标是性能,适合在区块链项目中使用。它的主要任务是优化执行和加载时间,它通过转换或执行某些命令来实现这一点。

相关信息eWASM 提案eWASM 设计Ewasm 也是以太坊2.0 更新的重要组成部分,将成为解决以太坊可扩展性问题的一部分。以太坊将加入Polkadot、Cardano、EOS、Tron、Spacemesh 和NEAR 协议等已经采用或正在采用Wasm 的项目行列。

Ewasm和EVM以太坊代表了一组狭义的协议,它定义了去中心化应用的平台。其核心是以太坊虚拟机,它可以执行任意算法复杂度的代码。用计算机科学术语来说,以太坊是图灵完备的。开发人员可以使用语法上类似于JavaScript 和Python 的编程语言(Solidity)来创建在EVM 上运行的应用程序。

以太坊虚拟机使用256位机器代码,是一个基于堆栈的虚拟机,用于执行以太坊智能合约。由于EVM是为以太坊系统设计的,因此它使用以太坊账户模型进行价值传输。

从一开始,EVM 的设计就强调正确性而非效率。这意味着网络上的所有节点都必须完全准确地运行EVM。虽然Wasm 与EVM 类似,但它是为网络而发明的,强调效率和快速加载而不是正确性。因此,所有节点都必须完全准确地运行EVM。相反,Ewasm 更注重快速加载时间和效率。 eWasm 比EVM 更快、更安全,而且它支持的语言不仅仅是Solidity。 Ewasm 受益于WASM 生态系统,可以在任何地方执行,这也将增加处理的交易数量。

简单总结一下,两者的区别主要体现在以下三个方面:

(1)速度和效率提升:eWASM相对于EVM最明显的优势就是代码执行速度和效率的大幅提升。执行速度的提高意味着区块每秒可以处理的交易数量和TPS(吞吐量)增加。

(2)预编译:Ewasm的另一大好处是可以减少甚至消除预编译的需要。所谓预编译(预编译合约)是EVM字节码的一个特殊位。如果调用预编译合约,EVM 将执行预定义的本机代码并返回结果。

(3) 互操作性:Ewasm 在性能上超越EVM 的第三个领域是互操作性。 Ewasm 将支持更多语言,并将受益于比EVM 更广泛的工具集。

Ewasm 可以与多种语言交互,并且拥有更广泛的开发者工具集。它将支持C/C++/Rust 语言。 Ewasm 可以帮助开发人员快速且经济高效地创建智能合约,而无需担心硬分叉。Ewasm可以直接转换为编译代码,从而提高加载速度并显着增加每个块可以处理的交易量。

Ewasm还支持更多编程语言进行智能合约开发。这些编程语言拥有比Solidity更广泛的社区开发支持资源,包括编译工具和开发人员。

Ewasm 的目标是什么? Ewasm 的目标是取代EVM。因此,Ewasm与现有的事务处理模型有很大不同,可以极大地提高事务吞吐量。

综上所述,Ewasm比原来的EVM支持更多的开发语言,支持64位数据处理,代码执行速度快,达到硬件级别,需要预编译。 ETH2.0将是一个与以太坊完全不同的系统,两者将并存多年并具有不同的功能集。

参考文章:

以太坊2.0: 完整指南。埃瓦斯姆。

以太坊eWASM 简单解释

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