LD Capital:随着Sei的加速发展,EVM新叙事的并行积极运作

EVM SEI 发展 运营 2024-01-14 63

摘要:一、基本面分析1、基本情况Sei 基于 Cosmos SDK 和 Tendermint Core 构建,是针对 DeFi 领域的 Layer 1 区块链,旨在将订单簿模型带到链上,进而缩小 DEX 和 CEX 之间的速度差距,成为“加密纳斯达克”。...

LD Capital:随着Sei的加速发展,EVM新叙事的并行积极运作

一、基本面分析

1、基本情况

Sei 基于 Cosmos SDK 和 Tendermint Core 构建,是针对 DeFi 领域的 Layer 1 区块链,旨在将订单簿模型带到链上,进而缩小 DEX 和 CEX 之间的速度差距,成为“加密纳斯达克”。

Sei 是一条专注于交易的通用链,而不是专门针对特定应用程序的应用链。换句话说,Sei 是一个针对交易优化的区块链,通过订单匹配系统,原生撮合引擎,双涡轮共识、交易并行性等特点来实现该定位:

(1)核心-订单匹配系统与原生撮合引擎:

作为一个 “为交易而生” 的 Layer 1 ,在处理交易时 Sei 并没有单一采用 AMM 或传统订单簿机制的任何一种,而是选择了一组折衷方案 — — 中央订单簿(CLOB)。CLOB 在链这一更底层的结构中构建了订单撮合引擎,通过在链 “内置” 订单簿来试图解决这一问题(Sei 不管理订单簿,但它只是提供一个订单匹配框架)。Sei 之上的各种 DeFi 协议都可以利用这个订单匹配引擎,现有 DeFi 生态系统的一大问题是每个 DeFi 协议的流动性都是碎片化的,但有了 Sei,所有 DeFi 协议共享一个可以提供深度流动性的订单撮合引擎。

举一个简单的例子,假设 SEI 上有“Red Dex”和“Blue Dex”。如果用户 A 在 Red Dex 上提交了以 2, 000 美元的价格出售 1 ETH 的订单,而用户 B 在 Blue Dex 上提交了以市场价格购买 1 ETH 的订单,Sei 的订单撮合引擎将匹配这两个订单。一般来说,DeFi 网络存在流动性碎片化的问题,因为每个 DeFi 往往都维持自己的流动性,但 Sei 提供了一个非常深的流动性池,将所有与撮合引擎相关的流动性汇集在一起,最大限度地减少用户因滑点等附带影响而造成的财务损失。

(2)双涡轮共识:

Twin-Turbo 共识包括两个功能: 1)智能区块传播,用于高效区块传播;2)乐观区块处理,通过减少区块时间来提高可扩展性。

1)智能区块传播:

在典型的区块链网络中,区块提议者将交易收集在其本地内存池中,将它们形成一个区块,并将其传播到网络。在此过程中,包含所有交易数据的单个块被传播到网络,这意味着即使全节点已经拥有几乎所有交易,常规区块链网络仍然在传播具有相同交易数据的块。这是对带宽的一种浪费。

在 Sei 中,区块提议者在区块提案中不包含交易数据,而是交易的哈希值,以及 区块 ID,它是对区块的引用。交易的哈希值是对现有交易数据进行汇总的哈希函数,因此具有体积小的优点。区块提议者首先将区块提议传播到网络,如下图所示,然后将完整的区块分成小块传播。如果从区块提议者接收到区块提议的验证者已经在其本地内存池中拥有与该哈希值相对应的所有交易,那么他们将从本地内存池中重建该区块,而不是等待完整的区块到达它们。如果某个特定验证器在其本地内存池中丢失了一笔交易(概率非常小),那么它可以等待整个区块到达它。

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来源:Four Pillars,Jay-Sei Labs

这种智能区块传播过程的好处是,它大大减少了验证者接收区块所需的时间。据联合创始人 Jay 称,这一过程已被证明可以将 Sei 的整体可扩展性提高 40% 。

2)乐观区块处理:

Sei 使用 Tendermint 核心,但进行了一些修改,以显着减少出块时间并提高可扩展性。Tendermint 核心是一个共识引擎,结合了委托权益证明 (DPoS) 和 PBFT 共识算法。Tendermint BFT 共识流程为:Propose — — Prevote(2/3 共识) — — Precommit(2/3 共识) — — Commit

Sei 的 Optimistic Block Processing 将 Tendermint BFT 流程修改,在 BFT 的一般流程中 Precommit 和 Commit 之间有一个块处理过程,假设恶意节点很少,验证者已经从 Prevote 阶段收到了在 Propose 阶段计算所需的数据。因此,为了进一步减少出块时间,Sei 开始与 Prevote 并行处理计算。通过乐观块处理减少块时间应该不是问题,因为大多数时候块的有效性没有问题,但如果在执行计算时的预投票和预提交过程中块被网络拒绝,可以简单地丢弃。

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来源:Four Pillars,Jay-Sei Labs

举一组 Sei 的数据,按照正常的 Tendermint BFT 方法,总出块时间为 200+ 150+ 150+ 400+ 100 ,即 1000 ms。如果进行乐观块处理会节省了 300 毫秒的预投票和预提交时间,将出块时间减少到 700 毫秒。如果区块大小不变,出块时间从 1000 ms 减少到 700 ms 意味着在相同的时间内有 1000/700 个区块,即多出约 1.43 倍,可扩展性提高了 43% 

(3)事务并行化处理:

Sei 用来增强可扩展性的另一种方法是事务的并行化。以太坊虚拟机(EVM)是区块链行业最流行的虚拟机,它按顺序处理交易,这本质上限制了可扩展性。默认情况下,Sei 所基于的 Cosmos SDK 也以串行方式处理交易。在 Cosmos 应用链中,当收到区块时,验证器按顺序执行 BeginBlock 逻辑、DeliverTx 和 EndBlock 逻辑,而 Sei 则修改 DeliverTx 和 EndBlock 以并行处理交易。

首先,DeliverTx 流程处理代币转移、治理提案和智能合约调用等交易,重要的是要确保并行处理的交易不会引用相同的密钥。例如,A 向 B 发送 X 代币和 C 向 D 发送 Y 代币的两笔交易可以并行处理,但 A 向 B 发送 X 代币和 B 向 C 发送 X 代币的两笔交易不能并行处理,因此它们将被连续处理。

为了并行化多个事务,需要确保它们不引用相同的键,为此,Sei 构建了一个 DAG(有向无环图)来在执行事务之前检查事务之间的依赖关系。在下图中,假设 DAG 显示中间的 R 3 依赖于第一列中的 R 2 ,第三列中的 R 3 依赖于中间的 W 1 。结果,交易将如右图所示进行处理。

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来源:Four Pillars,Jay-Sei Labs

在区块的最后一部分 EndBlock 中,与撮合引擎相关的交易由原生订单撮合引擎执行。同样,与匹配引擎相关的交易不是按串行顺序处理的,而是在确认它们彼此不相关后并行处理。

默认情况下,网络被设计为假设所有交易都是不相关的,并立即处理它们,如果存在相关交易,则只有这些交易会失败。因此,基于 Sei 订单匹配引擎的应用程序开发人员必须首先过滤掉哪些交易相关,哪些交易不相关。在 Sei 上进行并行化实验的数据,与没有并行化的情况相比,它在出块时间、TPS 等方面的性能提高了 60 – 90% 。

2、并行 EVM 新叙事

自 2023 年 8 月 16 日 Sei 的公共主网 Pacific-1 的正式上线, 2023 年 11 月 29 日发布了 Sei-V2版本的规划,将支持第一个并行 EVM。

Sei 目前允许使用用 Rust 编写的 Cosmwasm 智能合约,随着 Sei 继续吸引更多开发人员的兴趣和生态拓展,开发人员最大的要求是 Sei 支持的执行环境具有更高的灵活性。通过并行 EVM 的支持,Sei 可供全球 EVM 开发人员使用。

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来源:Sei Labs

(1)什么是并行 EVM?

并行 EVM( Ethereum Virtual Machine)是一个旨在改进现有 EVM 性能和效率的概念,EVM 是以太坊的核心,负责运行智能合约和处理交易。目前的 EVM 有一个非常重要的特征:交易是按照顺序执行的。

顺序执行确保了交易和智能合约能够以确定性顺序执行,从而更容易管理和预测区块链的状态。这个设计选择优先考虑了安全性,并减少了与并行执行相关的潜在复杂性和漏洞,但在面临高负载的情况下,可能会导致网络拥堵和延迟。

将 EVM 的原始设计想象成单车道上的车辆一辆接一辆地前进,每辆车辆都必须按照前车的速度行驶,一旦有车辆(交易)发生拥堵,后续其他车辆就会全堵在路上;而并行 EVM,就像是将这条单行道扩展成多车道高速公路,允许多辆车同时行驶。从技术角度说,并行 EVM 允许不同的独立交易或智能合约同时进行,大大提高了 EVM 处理速度和系统吞吐量。

一般性的并行 EVM 处理方法:

- 分区或分片:将交易分区或分组,使得它们可以并行执行。这意味着不同的交易可以同时在不同的处理单元上执行,而不是一个接一个。此外, Solana 的 SVM 就采用了类似的处理逻辑。

- 优化算法:开发新的调度算法和优化技术,以有效管理和执行并行任务,同时保持交易的正确性和顺序。

- 安全和一致性保障:实现复杂的同步机制和一致性模型,确保即使在并行处理的情况下,也能保持整个系统的安全和数据一致性。

总之,通过并行处理交易,可以让 EVM 在同一时间处理更多的交易,显著提高 TPS,减轻网络拥堵情况,并且提高扩展性。

(2)sei v2实现的关键

1)EVM 智能合约的向后兼容性 — 允许开发人员从 EVM 兼容的区块链部署经过审计的智能合约,而无需更改代码,支持熟悉且广泛使用的应用程序和工具(例如 Metamask)的可重用性:

向后兼容性意味着新产品在设计时考虑了以前的产品,并且可以按原样使用,即使它是为以前的产品制作的。Sei V2 的设计中的向后兼容性,意味着以太坊上现有的大多数智能合约都可以部署在 Sei 区块链上,而无需更改任何代码。

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来源:Sei Labs

2)乐观并行化 — — 允许链支持并行化,而不需要开发人员定义任何依赖项:

Sei V2 并行处理事务,假设所有操作都有效,首先执行它们,然后在验证过程中出现问题时重新运行。处理的结果应该与顺序处理的结果相同。简而言之,Sei V2 采用乐观的方法,首先处理交易,并利用出现的任何问题的信息来处理交易,而不是提前验证交易的关系。乐观并行化将适用于在 Sei 上运行的所有事务,包括 Sei 原生事务、Cosmwasm 事务和 EVM 事务

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来源:Sei Labs

3)与现有链的互操作性,允许 EVM 与 Sei 支持的任何其他执行环境之间的无缝组合

由于 Sei 是一条集成链,所有进入 Sei 不同组件(Cosmwasm、EVM、银行、质押)的交易都能够相互通信。尽管这些交易服务于不同的目的,但它们最终具有许多相似的特征,例如 gas、发送者和交易主体。当链接收到这些交易时,它们被作为 Sei 本机交易进行处理,并转发到适当的存储部分(即 CosmWasm 交易被发送到 wasm 模块并执行)。这带来了更加无缝的开发人员体验 — EVM 开发人员可以轻松访问本机代币和其他链功能(例如质押)

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来源:Sei Labs

4)SeiDB — 对存储层的改进,以防止状态膨胀,提高状态读/写性能,并使新节点更容易状态同步和赶上

(3)并行 EVM 的的意义在哪里?

前 Polygon 联合创始人 JD 此前曾在社媒上表示,预感 2024 年每一个 L2 都会将自己重新进行品牌包装,贴上“并行 EVM”的标签,而 Paradigm 的 CTO Georgios 也认为, 2024 将会是“并行 EVM 之年”,同时表示 Paradigm 内部也在做相关技术的探索和设计。

对于开发者而言,区块链开发一直相当不友好,每次出现不同的虚拟机或使用不同的语言时,构建者都必须适应新的环境。如果区块链的客户是建设者,那么这些行为就没有考虑到客户的便利性,最终,区块链注定会改变它们所提供的内容,以适应构建者的需求和环境,而目前,EVM 生态系统是最活跃的,而并行 EVM 可以解决该问题。

Sei V2支持 EVM 并不意味着放弃 WASM。它计划同时支持这两个虚拟机,甚至支持这两个虚拟机之间的互操作性,从而提供无缝的开发环境。如果 V2 成功,Sei V2 可能成为支持多个虚拟机的最成功的集成区块链。

Sei Labs 联创 Jay 23 年末 在社交媒体发文表示,Sei v2 通过使用有状态预编译和链级消息调度,EVM 和 Cosmwasm 合约也将能够相互调用。审核完成后,该升级将于 2024 年第一季度在公共测试网中发布,并将于 2024 年上半年部署到主网。

3、链上生态发展

Sei Mainnet 近 30 日数据中,总交易量 72.8 万,独立用户 6.25 万,平均每日交易 2.35 万笔,交易数和用户数呈现上涨状态。

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来源:Flipside

近 30 日数据中显示,Sei Mainnet 上当前用户与交易量较大,比较活跃的应用排名前四的为 Astroport、Tatami、Dagora、Webump。

来源:Flipside

Astroport(Dex):Astroport 的愿景是成为主流的下一代 AMM,为 Cosmos 生态系统提供深厚的流动性池和巨大的交易量。更好的定价将使 Astroport 吸引更多的流动性,从而形成自我强化的循环。最终,Astroport 的目标是作为 Cosmos 的基础流动性层来运作。当前 Astroport 在 Sei、Neutron、Terra 2、Injective 四条链上运行。

Tatami(Gaming):Tatami 满足了 Web3 领域的一个突出需求 — — 专门的游戏发行商。由于无数游戏分散在各个链中,Tatami 为用户提供了一个在单一平台上玩游戏、收集资产和完成任务的独特位置, 带来了游戏开发、市场集成和启动板服务的独特融合,旨在改变游戏在 Web3 空间中体验、

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