Explication détaillée d'Artela : pilote EVM+ parallèle, explorant l'évolutivité infinie et la mise en œuvre d'applications à grande échelle de la blockchain

Auteur : Ac-Core, chercheur chez YBB Capital

Avant-propos :

EVM+ est un modèle avancé spécialement conçu pour promouvoir le développement ultérieur de la machine virtuelle Ethereum afin de mieux s'adapter au domaine du cryptage en évolution rapide. Dans ce modèle, à mesure que l'innovation et la productivité du Web2 sont progressivement intégrées dans le Web3, des technologies pratiques telles que l'intelligence artificielle, la sécurité DePIN et DeFi sont également rapidement intégrées dans les applications cryptographiques. EVM+ fournit une toute nouvelle solution qui favorise non seulement le développement d'applications à grande échelle, mais accélère également l'intégration des crypto-monnaies et des applications grand public en intégrant de manière transparente les actifs, les protocoles et l'infrastructure EVM. Il améliore l'évolutivité de la blockchain en implémentant des extensions natives sur la chaîne EVM+WASM, et optimise davantage les capacités de traitement de la blockchain en prenant en charge l'exécution parallèle d'EVM.

Selon Techandtips123, l'EVM parallèle est comme la division du travail lors de l'organisation d'une fête. Supposons que vous deviez préparer un déménagement et que chacun accomplisse ses tâches : A transporte les bagages volumineux, B transporte les objets de valeur, C est responsable du déménagement des objets et D est responsable de l'aménagement sanitaire du nouvel emplacement. Cette division du travail permet à quatre personnes d'effectuer l'ensemble du travail, ce qui permet un gain de temps considérable et une amélioration de l'efficacité.

Le concept d'EVM parallèle est similaire, en attribuant des tâches informatiques à plusieurs unités d'exécution. Dans le réseau Ethereum, de nombreux participants traitent simultanément différentes transactions, et chaque transaction agit comme une tâche indépendante, comme transférer de l'argent ou générer de nouveaux jetons. Chaque participant travaille indépendamment sur une tâche sur l'EVM, tout comme un programme informatique indépendant s'exécutant sur la blockchain. Une fois terminés, les résultats de ces tâches sont regroupés dans le réseau et forment le bloc final. Lorsqu’un seul exécuteur ne peut pas gérer indépendamment un grand nombre de transactions, la vitesse diminue et la difficulté d’utilisation augmente. L'EVM parallèle a été introduit pour résoudre ce problème en permettant à plusieurs exécuteurs de traiter différentes transactions en même temps, le réseau est capable de traiter plus de transactions plus rapidement, réduisant ainsi la congestion et les coûts associés.

L'idée d'introduire de nouvelles "couches" :

图源：Artela — From EVM+ to EVM++

Vitalik Buterin a noté : "L2 est destiné à la mise à l'échelle et L3 est destiné aux fonctionnalités personnalisées telles que la protection de la vie privée. Dans cette vision, personne n'essaie de fournir une évolutivité. "" Au carré "Au lieu de cela, il y a une couche dans la pile qui aide l'application à évoluer, et une autre couche qui répond aux besoins fonctionnels personnalisés pour différents cas d'utilisation. Dans la vision de Vitalik pour Ethereum, il y a clairement des "couches" qui répondent aux besoins non évolutifs. . joue un rôle important. Son point de vue souligne la nécessité pour les réseaux blockchain de prendre en charge des « fonctionnalités personnalisées ». Pour Ethereum, le moyen de répondre à ce besoin pourrait être de créer une nouvelle couche, tandis qu'Artela ajoute des « extensions natives » au-dessus de la couche de base.

En ce qui concerne la blockchain, la fonctionnalité fait référence à la capacité de prendre en charge diverses applications. La machine virtuelle Ethereum (EVM), en tant que moteur d'exécution prenant en charge les contrats intelligents, est le modèle principal de création de DApp pour implémenter des fonctions. EVM a été initialement proposé par Ethereum et a maintenant été adopté par de nombreuses chaînes de contrats intelligents, souvent appelées chaînes compatibles EVM ou chaînes équivalentes EVM. Cependant, les EVM actuels se sont avérés limités dans la prise en charge des fonctionnalités étendues des DApp. Le principal défi est de savoir comment étendre les limites fonctionnelles de la chaîne EVM. En pratique, il existe deux axes d'amélioration :

Remplacement de l'EVM par une meilleure machine virtuelle
Renforcement de l'EVM grâce à des extensions supplémentaires ;
La première méthode contourne les limitations de l'EVM, mais nécessite d'abandonner les contrats intelligents basés sur l'EVM. MoveVM et FuelVM sont des exemples de cette implémentation. Même si des machines virtuelles plus avancées pourraient être nécessaires à l’avenir, il leur faudra un certain temps pour atteindre le même niveau de maturité et de popularité que les EVM.

La deuxième approche consiste à introduire une nouvelle pile qui améliore EVM via des "extensions". Le but est de repousser les limites fonctionnelles de l'EVM au-delà de sa spécification d'origine tout en conservant l'équivalence EVM. Cette approche consiste à améliorer la fonctionnalité DApp au-dessus de l'infrastructure EVM existante. L’exploration des améliorations EVM ouvre la porte à des possibilités passionnantes et à une innovation continue dans la fonctionnalité DApp, conduisant à des innovations émergentes significatives.

Artela :

EVM+ dans le réseau Artela

La mission d'Artela est de créer un réseau blockchain de couche de base pour répondre à la demande croissante d'applications décentralisées à grande échelle. La conception innovante d'Artela permet aux développeurs de créer des extensions natives au-dessus de la couche de base de la blockchain de manière modulaire, augmentant ainsi la programmabilité de la blockchain. Cette approche aidera les développeurs à mettre en œuvre des fonctionnalités personnalisées de manière légère et dynamique, ouvrant ainsi la porte à une innovation plus rapide et à davantage de possibilités.

Artela dispose d'une couche d'extension qui permet l'ajout de modules d'extension natifs définis par l'utilisateur appelés Aspects, améliorant la programmabilité tout en garantissant la compatibilité avec les contrats intelligents EVM existants. Aspect permet aux développeurs d'injecter une logique supplémentaire tout au long du cycle de vie des transactions en dehors des contrats intelligents pour gérer les transactions et les blocs associés.

Artela 已经建立了一个高度可扩展的 EVM+ 网络，利用Aspect编程（见扩展链接1）与EVM兼容的网络上引入了WASM虚拟机，这些虚拟机可以相互操作，实现链上扩展程序的动态添加和执行。EVM+ 使开发人员能够构建高性能协议、模块化 DApp，并针对特定场景定制底层功能。

图源：Artela官方

在 DevNet 和 Public Testnet 期间，Artela与社区的开发人员共同开发，探索 EVM+ 网络的潜力，并由此产生了富有想象力的使用案例：

• 利用 WASM 作为链上协处理器，促进人工智能代理算法和其他高性能模块直接在区块链上执行，同时确保与 EVM 系统的无缝互操作性;

• 参与自主世界的链上人工智能代理，实现可与用户互动的真正可编程链上 NPC;

• 可选择实时执行的链上安全模块，允许 DeFi 协议即时识别和恢复可疑交易。

一个既能完全实现链上协议、人工智能和安全 DeFi，又能保持与 EVM 世界的兼容性和互操作性的新时代即将到来。

从 EVM+ 到 EVM++

Artela 的愿景是建立一个无限可扩展的网络，EVM+ 不是最终目标而是一个起点。Artela 的下一步是 EVM++，这是一个平行的 EVM+ 网络，可以充分释放可扩展区块链的潜力。EVM+ 释放了 EVM 的可扩展性，旨在适应新的加密世界，在这个世界里，Web2 的生产力和创新，以及人工智能、DePIN 和金融科技等实用技术，正在迅速融入 DApps。EVM++ 释放了 EVM 的可扩展性，使这个极具创造力的网络能够进一步促进 DApps 的大规模应用，并加速加密货币与主流应用的整合。

EVM++并行弹性 EVM 网络

Artela 的并行 EVM++ 将分两个阶段实施。

第一阶段涉及在 EVM+ 下并行执行事务。Artela 的网络不仅实现了基本的并行 EVM，还解决了 EVM+ Aspect 下并行执行的难题，这是一个在 WASM 虚拟机上运行的扩展程序，可在事务的生命周期内调用。

在第二阶段，Artela 将利用并行功能，并将其与弹性计算相结合，实现弹性区块空间，这是一种动态机制，允许 DApp 将并行执行的优势最大化。

并行EVM简述

Artela 的水平可扩展架构围绕并行执行而设计，通过弹性计算确保网络节点计算能力的可扩展性，最终实现弹性块空间。

• 并行执行：Artela 上的事务可以并行执行。Artela 网络根据事务依赖性冲突分析，对并行执行的事务进行分组;

• 弹性计算：验证器节点支持横向扩展，网络会根据当前的网络负载或订阅情况自动调整验证器的计算节点。扩展过程由弹性协议协调，确保共识网络中有足够的弹性计算节点;

• 弹性区块空间：基于弹性计算，除了扩展公共区块空间外，有独立区块空间需求的大型 DApp 还可以在网络中申请专用弹性区块空间。

“弹性区块空间”

弹性区块空间指的是可动态扩展的区块空间，为具有高交易吞吐量需求的 DApp 提供具有协议保证的专用区块空间。默认情况下，区块的公共区块空间容量有限。当 DApp 申请独立区块空间时，区块将增加额外空间，该空间只容纳与 DApp 智能合约相关的交易。当区块空间扩大时，验证者需要增加弹性执行节点，以扩大相应的处理能力。

弹性区块空间是区块链的一种扩展机制，可在保持互操作性的同时实现无限扩展。分片区块链、应用链网络、Layer2 等可扩展网络也能提供独立的区块空间，但隔离和区块生成是不同步的。弹性区块空间允许具有独立区块空间的 DApp 通过同一区块中的原子交易进行同步交互，避免了异步跨链通信的需要。

当 Artela 网络中的 DApp 需要高度可扩展性时，它可以订阅弹性区块空间来处理吞吐量的增加。弹性区块空间和本地扩展为 Artela 中的 DApp 提供了可扩展性和定制功能。

Artela 利用本地扩展增强 DApp 功能

通过利用Aspect 编程，开发人员能够创建本地扩展（见扩展链接2），在所有区块链基础层之上将自定义功能纳入 DApp，并与现有的 EVM 智能合约相结合，以增强 DApp 的功能。

图源作者：Joshua Esin

1.增强可扩展性：

在 Artela 中，Aspect 编程的优势之一在于其无与伦比的可扩展性。传统的智能合约在修改或扩展功能时往往会受到限制。Artela 的 Aspect 编程通过提供模块化和可扩展的框架克服了这一障碍。开发人员可以无缝扩展现有合约的功能，而无需修改其核心逻辑。这种可扩展性为更加敏捷和可扩展的 dApp 开发铺平了道路。

2.提高安全性：

在不断发展的区块链安全领域，Artela 的 Aspect Programming 引入了一种模式转变。与传统的白盒安全措施不同，Aspect 编程提供了一个补充性的黑盒安全解决方案。实时监控、主动风险缓解和运行时行为分析有助于建立一个强大的安全框架，防止漏洞并确保协议的连续性。

3.链上意图求解器：

Artela 的 Aspect Programming 引入了链上意图求解器的革命性概念。传统上用户需要指定详细的函数调用来执行事务，有了链上意图解算器，用户可以用人类可读的语言表达所需的结果，从而获得更直观、更可定制的体验。例如，用户可以将其意图指定为 "用 X ETH 兑换 Y USDC"，从而无需调用复杂的函数。

4.准时制（JIT）操作：

JIT 操作是广泛应用于各种场景的强大概念，通过 Artela 的 Aspect Programming这一概念获得了灵活性。在区块生命周期内执行链上逻辑并将其与原子交易中的智能合约相结合，为 JIT 清算、JIT LP 管理和 MEV 捕捉 AMM 策略提供了可能性。

5.本地事件驱动行动：

Artela 中的原生事件驱动操作使用户能够订阅实时链上事件，触发原子任务。这一功能有助于保持链上和链下状态的一致性，实现异步跨链消息通知，并增强区块链自动化。

6.全链游戏：

Artela 的 Aspect Programming 将其影响力扩展到游戏领域，为开发人员提供了增强游戏内资产可编程性的工具。有了 Artela，游戏设备 NFT 可以通过可编程性进行升级，从而在游戏生态系统中开创多功能用户体验的新时代。

7.OnChain MicroServices：

Artela 能够在区块链网络上创建公共链上服务，促进不同用户和组织的集体维护和治理。这种模式促进了资源共享、协同创新，减少了发展障碍，有助于去中心化金融生态系统的发展。

去中心化网络的内置 "功能层"：提升区块链能力。

Artela 的编程模型为区块链网络引入了一个内置的 "功能层"，无需第三方网络或复杂的链外系统。该功能层扩展了基础层的本机功能，包括安全保护、保管员功能、自动化、链外同步。该功能层的集成标志着去中心化网络在协议开发和用户体验方面的飞跃。

结语：

Web3 的基础技术是公共区块链，它首先由中本聪的比特币网络推向世界，后来由以太坊等智能合约平台大大扩展了其功能。有些人认为区块链是去中心化的数据网络，即分布式账本技术。实际上它远不止数据层面这么简单。

区块链更像是一台计算机而不是账本或数据库，如今我们面临的挑战是如何设计出更好的计算机。Artela 区块链是在 Cosmos SDK 的基础上构建的并在引擎层面做了许多改进，其次Artela 与 EVM 兼容，创新是引入了 Aspect Programming（特征编程），以实现链上扩展。除了 EVM，Artela 还添加了第二个基于 WASM 的虚拟机，以支持多种编程语言（汇编脚本、rust、C、C++），并能访问更多的链上资源，因此EVM 适用于通用智能合约，而Aspect VM 适用于特定应用扩展。

扩展链接：

（1）https://docs.artela.network/main/Aspect-Programming/Aspect （Aspect官方解释）

（2）https://docs.artela.network/Core-Concepts/Chain-Native-Pattern （利用Aspect编程本地扩展）

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