„MegaETH“ paaiškinimas: pirmoji pasaulyje realaus laiko EVM blokų grandinė

Be naujų blokų grandinės tinklų atsiradimo kriptovaliutų srityje, ilgalaikė decentralizacijos, mastelio keitimo ir delsos trilema išlieka kritine kliūtimi. Dabar kriptovaliutų pasaulis supažindinamas su kita blokų grandine – „MegaETH“ – nauja, su EVM suderinama, pirmoji pramonėje realaus laiko blokų grandinės infrastruktūra, skirta spręsti blokų grandinės trilemą. Ši „Ethereum Layer 2“ blokų grandinė, žinoma dėl deterministinio mažo delsos vykdymo ir itin didelio pralaidumo, sudaro pagrindą naujos kartos grandinės programoms.

Tačiau kas daro „MegaETH“ pirmąja tikrai „realaus laiko blokų grandine“? Kaip jai pavyksta paleisti visiškai grandinėje veikiančias programas tokiu greičiu, kuris anksčiau buvo laikomas neįmanomu? Ir, svarbiausia, ką tai reiškia įmonėms?

Šiame tinklaraštyje mes pasineriame į „MegaETH“ – blokų grandinės, sukurtos ne tik rytojui, bet ir dabarčiai, – technologijas, viziją ir didžiules pasekmes.

Kas yra MegaETH?

„MegaETH“ yra naujos kartos blokų grandinė, sukurta taip, kad atitiktų našumo lygius, prie kurių esame įpratę tradicinėse „Web2“ aplinkose. Pagalvokite, kaip greitai reaguoja debesijos pagrindu veikiančios programos, tokios kaip „Google Docs“ ar „Slack“ – akimirksniu atnaujina duomenis su minimaliu vėlavimu. Štai ką „MegaETH“ suteikia „Web3“. Tai visiškai su EVM suderinama blokų grandinė, palaikanti tas pačias priemones ir išmaniąsias sutartis kaip ir „Ethereum“, tačiau našumas yra gerokai patobulintas.

„MegaETH Ethereum“ vizija – panaikinti delsą ir apribojimus, kurie paprastai būdingi decentralizuotoms sistemoms. Tradicinės blokų grandinės apdoroja operacijas blokais reguliariais laiko intervalais. Dėl to atsiranda laukimo laikas, ypač esant didelei tinklo apkrovai. Tačiau „MegaETH“ peržengia fizinės įrangos (t. y. pagrindinių serverių ir tinklų) galimybių ribas. Tai leidžia operacijas vykdyti ir patvirtinti beveik iš karto, net ir piko metu.

„MegaETH“ sukurtas taip, kad galėtų efektyviai apdoroti didelius operacijų kiekius ir atlikti sudėtingus skaičiavimus. Tai leidžia kūrėjams kurti realaus laiko, aukšto dažnio programas, tokias kaip dirbtinio intelekto valdomi prekybos robotai, decentralizuoti socialiniai tinklai ar realaus laiko žaidimų platformos, nesijaudinant dėl ​​vėlavimo ar gedimų esant spaudimui.

„MegaETH“ laiko juosta

1 pav.: MegaETH laiko juosta

„MegaETH“ įkūrė Yilong Li, kuris pirmą kartą sugalvojo „MegaETH“ koncepciją 2022 m. Blokų grandinės kūrimas prasidėjo 2024 m. viduryje, po sėkmingo lėšų rinkimo etapo, kuriam vadovavo žinomi į kriptovaliutas orientuoti rizikos kapitalo fondai. Ankstyvasis prototipas demonstravo blokų grandinės galimybes realiuoju laiku, o tai patraukė kūrėjų ir įmonių, ieškančių keičiamo dydžio, mažo delsos blokų grandinės sprendimų, susidomėjimą.

Iki 2024 m. 4 ketvirčio „MegaETH“ paleido savo testavimo tinklą ir sulaukė didžiulio „Ethereum“ kūrėjų bendruomenės dėmesio. Pagrindinio tinklo išleidimas numatomas 2025 m., o apie ankstyvas partnerystes jau pranešama DeFi, žaidimų ir dirbtinio intelekto sektoriuose.

Pagrindinis skirtingų EVM grandinių palyginimas

Blokų grandinės sistemos tapo pakankamai pažangios, kad kūrėjai galėtų kurti naujas grandines minimaliomis pastangomis. Pavyzdžiui, „L2Beat“ užfiksavo daugiau nei 120 antrojo sluoksnio blokų grandinių. Tačiau šis naujų grandinių antplūdis neišsprendė blokų grandinės našumo problemų.

2 pav.: Dujų parametrų palyginimas EVM grandinėse 2024 m. ( Šaltinis )

Iššūkiai dabartinėse EVM grandinėse

Nors kriptovaliutų srityje buvo pristatytos kelios blokų grandinės, kiekviena iš jų vis dar susiduria su greičio, talpos ir reagavimo sunkumais. Kiekviena grandinė turi savų apribojimų, ypač kalbant apie tai, kaip gerai jose gali veikti programos.

• Lėtas operacijų apdorojimas

Dauguma su EVM suderinamų grandinių negali apdoroti daug operacijų vienu metu. Net viena greičiausių EVM grandinių, „opBNB“, apdoroja 100 milijonų dujų vienetų per sekundę. Tačiau tuo pačiu metu ji palaiko tik ~650 swapų per sekundę DeFi platformoje, tokioje kaip „Uniswap“, ir ~3,700 žetonų pervedimų per sekundę (pvz., siunčiant USDT arba ETH). Tuo tarpu „Web2“ debesijos serveriai (naudojami tradicinėse programose) apdoroja daugiau nei 1 milijoną operacijų per sekundę. 

Net ir greičiausios blokų grandinės vis dar gerokai atsilieka nuo tradicinių debesijos sistemų. Dėl to sunku paleisti didelio masto, greitai veikiančias programas, tokias kaip socialiniai tinklai ar prekybos platformos, blokų grandinėje.

• Ribota skaičiavimo galia 

Dabartinės EVM grandinės neturi pakankamai skaičiavimo galios, kad galėtų palaikyti sudėtingas programas. Pavyzdžiui, išmanioji sutartis, kuri apskaičiuoja 100 milijoninį Fibonačio skaičių, EVM naudoja 5.5 milijardo dujų. „opBNB“ tai užtruktų 55 sekundes. Tačiau ta pati logika C kalba (įprastame procesoriuje) užbaigiama vos per 30 milisekundžių! Tai 1,833 kartus greičiau įprastame kompiuteryje, ir įsivaizduokite, kokia galia būtų, jei blokų grandinės naudotų daugiabranduolį apdorojimą. Tai atvertų 100 kartų daugiau skaičiavimo galios ir duris naujos kartos decentralizuotoms programoms.

• Ilgas blokavimo laikas

Dauguma blokų grandinių atnaujina savo duomenis tik kartą per sekundę ar dažniau. Tik kelios (pvz., „Arbitrum One“) atnaujina duomenis šiek tiek greičiau. Tačiau kai kurioms skaitmeninėms programėlėms (dApp), tokioms kaip autonominiai žaidimai (kovos realiuoju laiku, fizika ir kt.) ir aukšto dažnio prekyba (momentinis pavedimų pateikimas / atšaukimas), reikia atnaujinimų per mažiau nei 100 milisekundžių ar net per 10 milisekundžių. Dabartinės blokų grandinių architektūros nėra pritaikytos palaikyti realaus laiko programas, kurioms reikalingi būsenos atnaujinimai per mažiau nei sekundę ir itin maža delsa.

„MegaETH“ architektūrinės inovacijos

Mazgų specializacija

Kompromisas blokų grandinės našumo srityje: greitis ir decentralizacija

Blokų grandinės, ypač pirmojo sluoksnio (L1) kaip „Ethereum“, susiduria su kompromisu. Didesnis našumas (greitis) paprastai reiškia mažesnę decentralizacijos vertę, nes greitesniems mazgams reikia galingos (brangios) įrangos. Tačiau decentralizacija taip pat svarbi, nes ji užtikrina tinklo atvirumą, saugumą ir atsparumą cenzūrai. 

Kaip veikia tradicinės blokų grandinės (L1)

Esamą L1 blokų grandinę iš esmės sudaro du skirtingi komponentai – sutarimas ir vykdymas. Sutarimas nustato naudotojų operacijų eiliškumą, o vykdymas apdoroja šias operacijas nustatyta tvarka, kad atnaujintų blokų grandinės būseną.

Pirmojo sluoksnio (L1) grandinėse, tokiose kaip „Ethereum“ ar „Solana“, visi mazgai atlieka identiškas funkcijas – pasiekia sutarimą ir vykdo operacijas be jokios specializacijos. Tačiau šis vienodumas riboja našumą, nes reikalauja, kad kiekvienas vartotojas išlaikytų visas funkcijas, o tai padidina aparatinės įrangos apkrovą.

Pirmojo lygio mazgai turi nuspręsti, kiek padidinti aparatinės įrangos poreikius neaukodami saugumo ir nepakenkdami cenzūros atsparumui. Vitalikas Buterinas pabrėžia, kad svarbu suteikti paprastiems vartotojams galimybę naudoti pilnus mazgus. Tačiau pirmojo lygio mazgų aparatinės įrangos poreikiai labai skiriasi.

3 pav.: Aparatinės įrangos reikalavimų palyginimas ( šaltinis )

Kaip 2 lygio sprendimai naudoja mazgų specializaciją, kad padidintų našumą

Kita vertus, antrojo sluoksnio mastelio keitimo sprendimai transformuoja žaidimą, atlikdami kažką išmanaus. Jie deleguoja saugumą ir atsparumą cenzūrai baziniam sluoksniui (pvz., „Ethereum“) ir leidžia sau optimizuoti našumą. Kaip? Tai pasiekiama specializuojant mazgus, kai skirtingų tipų mazgai atlieka skirtingas užduotis, siekiant pagerinti efektyvumą. Pavyzdžiui, „ZK-Rollup“ naudoja specialius įrodymus, kurie naudoja GPU kriptografiniams įrodymams generuoti. Šis metodas sumažina skaičiavimo reikalaujančių operacijų apkrovą nuo pagrindinės grandinės ir leidžia pasiekti didesnį pralaidumą bei sumažinti delsą nepakenkiant saugumui.

Pagrindinė „MegaETH“ architektūra ir jos pagrindinių komponentų sąveika

4 pav.: Pagrindiniai „MegaETH“ komponentai ir jų sąveika ( šaltinis )

„MegaETH Ethereum“ atlieka keturis pagrindinius vaidmenis:

• Sekvencijos

Sekvencerių mazgai tvarko naudotojų operacijų eiliškumą ir vykdymą. „MegaETH“ sistemoje vienu metu aktyvus tik vienas sekvenceris, todėl standartinio vykdymo metu efektyviai pašalinamos sutarimo išlaidos.

• Replikos mazgai

Replikos mazgai gauna būsenų skirtumus iš šio sekvencerio per p2p tinklą ir tiesiogiai pritaiko skirtumus, kad atnaujintų vietines būsenas. Užuot pakartotinai vykdę operacijas, jie netiesiogiai patvirtina blokus, naudodami kriptografinius įrodymus, kuriuos sugeneruoja įkalčių generatoriai.

• Pilni mazgai

Pilni mazgai iš naujo vykdo kiekvieną operaciją, kad patvirtintų blokus. Šis procesas yra labai svarbus našiems dalyviams, tokiems kaip tiltų operatoriai ir rinkos formuotojai, kuriems reikalingas greitas galutiškumas, nors jam reikia galingesnės įrangos, kad neatsiliktų nuo sekvencerio.

• Provers

Galiausiai, patvirtinimo mazgai asinchroniškai ir ne eilės tvarka patvirtina blokus, tiesiog naudodami be būsenos patvirtinimo mechanizmą.

Realaus laiko blokų grandinės kūrimas

Kodėl galingų serverių nepakanka

Klaidingas įsitikinimas, kad „MegaETH“ didelį pralaidumą pasiekia naudodama centralizuotus, didelio našumo sekvencerius, pernelyg supaprastina sistemos dizainą. Nors didelės RAM ir procesoriaus specifikacijos (pvz., 512 GB RAM) padeda, jos neišsprendžia pagrindinių našumo problemų. Pavyzdžiui, empiriniai bandymai su „Reth“ klientu tiesioginės sinchronizacijos režimu rodo maždaug 1000 TPS ribą dėl skaičiavimo sąnaudų, reikalingų „Ethereum“ „Merkle Patricia Trie“ (MPT) palaikymui.

Iš tiesų, MPT atnaujinimai sukelia maždaug 10 kartų didesnes išlaidas nei neapdorotų operacijų vykdymas. Tai reiškia, kad mastelio keitimas reikalauja architektūrinių inovacijų, o ne vien aparatinės įrangos mastelio keitimo.

MegaETH – sisteminė projektavimo filosofija

„MegaETH“ taiko principinį inžinerinį požiūrį, pagrįstą pilno steko sistemų mąstymu. Užuot izoliavusi optimizavimą mikrolyginamųjų testų lygmeniu, „MegaETH“ kriptovaliuta daugiausia dėmesio skiria našumui nuo pradžios iki pabaigos ir supratimui, kad blokų grandinės pralaidumą galiausiai riboja lėčiausias sistemos komponentas.

Pagrindiniai principai:

• Profiliavimas prieš prototipo kūrimąVisi našumo klausimai yra kiekybiškai įvertinami prieš priimant sprendimus dėl projektavimo.
• Švarūs dizainaiUžuot sluoksniavusi pataisas senesnėse sistemose, „MegaETH“ siekia architektūrinių pertvarkymų, kuriais siekiama apriboti techninę įrangą.

Toks metodas užtikrina reikšmingus patobulinimus, kurie išlieka net ir po laboratorinių tyrimų ir teigiamai veikia realaus pasaulio delsą bei mastelio keitimą.

Kaip vyksta operacija „MegaETH“ sistemoje 

5 pav.: Vartotojo operacijos kelias ( šaltinis )

Operacijos gyvavimo ciklas prasideda RPC galiniuose taškuose ir tęsiasi per sekvencerius, vykdymo aplinkas ir būsenos patvirtinimo sluoksnius.

• Sekvenceris tvarko operacijų užsakymą ir vykdymą.
• Dažna kritika žemą našumą priskiria EVM. Tačiau profiliavimas naudojant „revm“ (efektyvią EVM įgyvendinimą) naujausiuose „Ethereum“ pagrindinio tinklo blokuose rodo iki 14 000 TPS vykdymo greitį istorinio sinchronizavimo metu, naudojant tą pačią aparatinę įrangą kaip ir atliekant 1000 TPS tiesioginės sinchronizacijos testą.

Tai rodo, kad vykdymo našumui didelę įtaką daro ne vien EVM interpretavimo greitis, o saugojimo sluoksnio neefektyvumas, ypač būsenos bandymų atnaujinimai.

Išvada: blokų grandinė, sukurta dabarčiai

„MegaETH“ žymi blokų grandinės inžinerijos paradigmos pokytį, kuris pertvarko sistemą realaus laiko, didelio masto ir daug skaičiavimo reikalaujančioms programoms. Tokios inovacijos kaip „MegaETH“ atveria visiškai naujus naudojimo atvejus. 

Naujų grandinių kupinoje aplinkoje „MegaETH“ išsiskiria kaip geriausia antrojo sluoksnio blokų grandinė „Ethereum“ platformoje, sprendžianti vieną iš sudėtingiausių blokų grandinės problemų: kaip suderinti decentralizaciją ir realaus laiko našumą. Nėra nė menkiausios abejonės, kad „MegaETH“ atveria duris programuojamai ekonomikai, realaus laiko programoms ir naujos klasės skaitmeninėms programėlėms (dApp), kurios veikia akimirksniu, yra išmanios ir be galo keičiamo dydžio.

„Antier“ pripažįsta milžinišką realaus laiko blokų grandinės architektūrų, tokių kaip „MegaETH Ethereum“, potencialą. Būdami patikima blokų grandinės kūrimo įmone , padedame į ateitį orientuotoms įmonėms ir startuoliams kurti, plėtoti ir diegti sprendimus, kurie išnaudotų naujos kartos grandinių galią. Nesvarbu, ar kuriate didelio našumo „DeFi“ programas, decentralizuotus dirbtinio intelekto agentus, ar įtraukiančias „Web3“ patirtis, „Antier“ pilno steko kūrimo paslaugos užtikrina, kad išliktumėte priekyje šioje sparčiai besivystančioje erdvėje.

Pasiruošę pradėti kitą realaus laiko blokų grandinės inovacijų bangą? Leiskite „Antier“ būti jūsų partneriu, paverčiančiu galimybes našumu.