通过 UTXO 模型实现并行执行:FuelVM 的独特优势解析

随着以太坊网络使用量的急剧增长,以太坊虚拟机(EVM)的性能瓶颈逐渐显现。以太坊目前每秒仅能处理15-30笔交易,面对高峰时段,交易费用飙升,用户体验大打折扣。同时,状态数据的快速膨胀也增加了全节点的运行和维护成本,限制了以太坊对大规模去中心化应用的支持能力。为了解决这些问题,Layer 2 解决方案如 Rollups 应运而生,通过将大部分计算和存储工作转移到链外来提高效率和降低成本。然而,这些解决方案依旧受到 EVM 架构的限制。

Fuel 团队为此开发了更高效的虚拟机架构——FuelVM,通过引入 UTXO 模型,FuelVM 实现了并行处理,从而显著提升了交易处理速度和系统性能。

FuelVM 的独特优势

1. UTXO 模型实现并行处理
UTXO(未花费交易输出)模型最早应用于比特币。在这种模型中,资产以有向无环图(DAG)的形式存储在不同地址间,每笔交易都会消耗未花费的输出以生成新的输出。FuelVM 利用 UTXO 模型来实现并行处理,因为 UTXO 模型将状态划分为独立的元素,允许多个不冲突的交易同时执行。此外,FuelVM 通过引入谓词(Predicates)和脚本(Scripts)概念增强了智能合约的图灵完备性。谓词定义了 UTXO 的使用条件,而脚本用于执行多个智能合约调用。这种模型有效地减轻了区块链上的状态膨胀问题,降低了运行节点的成本。

2. 访问列表避免并行交易冲突
FuelVM 引入了访问列表机制,每个事务必须明确指定将访问的 UTXO。通过访问列表,FuelVM 可以预知每个事务将影响的状态,从而在多个 CPU 线程上并行执行不冲突的事务,避免了交易间的冲突。

3. 原生资产系统
FuelVM 在虚拟机层面直接处理原生资产,每种资产通过特定的操作码定义,执行资产的创建、转移和销毁操作,而无需为每种资产编写和部署智能合约。这种方式减少了智能合约调用的次数和复杂性,从而降低了交易的 gas 成本。这对于频繁进行资产转移的应用场景尤为重要,同时也减少了潜在的智能合约漏洞风险。

4. 支持账户抽象
账户抽象功能允许开发者在应用层定义自定义的交易验证方案,如多重签名、多因子认证等,而不依赖于协议预设的验证规则。在 FuelVM 中,谓词作为一种验证条件,可以编程决定 UTXO 是否可以被花费。由于谓词不需要在链上存储状态,它们仅在交易验证时进行评估,这有效减少了链上状态的增长。

FuelVM 的挑战

为了最大化 FuelVM 的架构优势,Fuel 项目团队开发了专为 FuelVM 设计的编程语言 Sway 和开发工具链 Forc。Sway 是一种受 Rust 和 Solidity 启发的新编程语言,提供了现代编程语言的特性。Forc 工具链则提供了包括包管理器、VSCode 插件和测试基础设施在内的一体化解决方案。然而,由于 FuelVM 使用新的编程语言和虚拟机架构,开发者的早期采纳可能会受到影响。Fuel 项目需要建立一个强大的开发者社区,并提供迁移工具和资源,帮助开发者将现有应用迁移到 FuelVM 平台。

此外,FuelVM 还需在已有的 Rollups 解决方案中竞争,证明其独特的技术优势和市场价值。这包括更低的状态膨胀和智能合约攻击风险,虽然这种新的虚拟机架构需要时间来验证其性能和稳定性。

未来展望

并行执行已成为区块链技术发展的必然趋势。随着 DApps 的快速增长,传统的单线程执行模式已无法满足大规模应用的需求。通过利用多核 CPU 的计算能力,并行执行可以在不牺牲安全性和一致性的前提下,大幅提升交易处理速度和系统性能。FuelVM 作为并行执行的创新实践,通过结合 UTXO 模型提升了网络的吞吐量和性能。它特别适合需要高频交易和低延迟的应用场景,如衍生品交易所和全链游戏。同时,通过减少状态膨胀和提高资源利用效率,FuelVM 为去中心化应用提供了更具可扩展性和高效的执行环境。

免责声明:本文所述数据和信息均基于 Fuel Network 的资料,所有观点仅供参考,不应视为投资建议。

24小时热点

热点专题

Gem和Genie功能大对比

2022年4月25日,OpenSea官方发推宣布收购NFT交 ...

2397889

TopHolder 头号藏家

Genie 就是一个 NFT 市场的交易聚合器

Web3 中的「聚合器」是一个非常重要的组件,例如 1inc ...

2363077

嗨艺购

一个pi币现在值多少人民币?pi币2024年可以交易吗?

近年来,加密货币市场迅速发展,各种新型数字资产层出不穷。其中 ...

1625055

Alameda Research

USDT是什么币?新手如何购买和交易?

USDT是什么币?新手如何购买和交易?USDT是什么?USD ...

1301292

Cosmos Art

2024年pi币多少钱一个?介绍pi币历年价格

Pi币是一种新兴的数字货币,它的概念于2019年由一位斯坦福 ...

1287487

Alameda Research

CORE未来能涨到多少钱?core2024大约能涨到多少钱?

在数字货币市场中,CORE 作为一种加密货币,在过去的一段时 ...

878479

BitKeep钱包

欧科集团设立1000万元疫情防治专项基金 联合中华慈善总会共同支援一线防护工作

这个春节,新型冠状病毒疫情牵动着大家的心。1月26日0—24 ...

832338

TokenInsight

举报:PAXG币 (PAX Gold)涉嫌违法?

PAXG币(PAX Gold)是一种基于以太坊区块链网络创建 ...

780914

NewsBTC

什么是Polygon(Matic)网络?

由于网络拥堵仍然是以太坊区块链的一个问题,像Polygon这 ...

774002

树图链

ZT交易所介绍

ZT交易所介绍 ZT是为全球用户提供最优质数字资 ...

759409

ZT GLOBAL 交易所