轉發原文標題《ARTELA: PROVIDING SCALABILITY AND EXTENSIBILITY WITH “EVM++”》

Artela簡介

Artela是一款設計給開發者使用的可擴展Layer-1區塊鏈網路，它支持在與EVM兼容的環境下構建模塊化、豐富功能、可伸縮和可個性化的應用。Artela推出了“EVM++”這一方案，”++”象徵着Artela在擴展性和可擴展性方面對EVM現有局限的突破，向開發者開放了更多原生鏈級的可能性。

EVM已成爲開發去中心化應用（dApps）的行業標準，並在衆多智能合約鏈上得到廣泛應用，這些鏈被統稱爲EVM兼容鏈。但是，EVM等虛擬機針對特定的用途進行了優化，這在一定程度上限制了開發者在應用設計上的靈活度。比如，EVM重視安全和易用性，致力於保持網路的穩定。但是，要擴展EVM的功能，必須經過以太坊改進提案（EIP）流程，並獲得以太坊基金會的批準，這一過程往往耗時且繁瑣，限制了開發者自由創新和在用戶層面自定義組件的能力。

爲了繞開這些限制，一些開發者轉而創建特定應用鏈（app-chains），以此擴展功能。這種做法雖然提供了更大的自定義空間，但同時也意味着更高的開發和運營成本，並犧牲了鏈上的可組合性。盡管如MoveVM和FuelVM等替代方案試圖提供超越EVM的更優虛擬機解決方案，但對於習慣了EVM環境的開發者而言，轉移到這些新平台可能會面臨一定的轉換成本。而且，鑑於目前絕大多數鎖定流動性都集中在基於EVM的應用中，這些新虛擬機要達到EVM相同的生態成熟度，可能需要較長時間，因爲它們失去了與現有開發工具和EVM基礎應用的兼容性。

Artela 通過解決目前 EVM（以太坊虛擬機）在可定制性方面的局限性，致力於擴展其功能，避免迫使去中心化應用（dApps）進行妥協或依賴於碎片化的應用鏈。通過引入“切面編程”技術，Artela 爲開發者提供了一種創新方式，即創建稱爲“切面”的原生擴展，這些擴展能夠在 WebAssembly（WASM）運行時環境中執行定制代碼。利用 WASM 提高 EVM 的擴展性，開發者能在不犧牲性能及其它 EVM 優勢的情況下，開發出實際的應用程序。

進一步地，Artela 採用並行執行技術來克服 EVM 固有的性能挑戰，使得可以同時處理多個交易。這大幅度提升了系統的處理吞吐量和擴展能力，特別是在系統高負荷運行時。此項特性使得開發者能夠更高效地利用資源，加快交易處理速度。此外，通過提供彈性區塊空間，Artela 減輕了網路擁堵問題，允許大型 dApps 訂閱獨立的區塊空間。這樣不僅減少了擁堵的影響，還確保了無需依賴於特定的應用鏈就可以實現擴展。

在概述了 Artela 通過其技術設計來解決的挑戰後，本文將深入討論這些技術細節。

Artela 採用 EVM+WASM 解決方案來實施原生擴展功能

什麼是擴展？

擴展是一種軟件模塊，用以擴大或增強應用程序的功能。在操作系統領域，通常操作系統將內核模式與用戶模式區分開來，而用戶應用主要在用戶模式下運行，依賴內核模式下的程序提供的功能。然而，Mac OS X 允許應用開發者將其程序獨立部署至內核模式中，從而拓展內核功能，無須等待 MacOS X 核心團隊針對開發者的普遍需求提供封裝的功能。Mac OS X 的核心機制包括“內核擴展”和“系統擴展”，讓開發者在一定的安全模式下，能夠利用更高權限的功能來開發出普通用戶模式應用無法實現的特性。

在 Uniswap v4 通過 Hooks 功能實現應用特性擴展的視角下

正如 Mac OS X 通過內核擴展增強應用程序功能一樣，Uniswap v4 引入的鉤子功能爲 Uniswap 應用帶來了功能上的擴展。這一機制允許開發者在交易池的關鍵環節加入自定義的功能。通過這種方式，開發者不僅可以在交易開始之前設立鏈上的限價訂單，還能在交易和流動性提取時收取費用，同時爲流動性提供者（LP）創造額外的 MEV 收益。鉤子功能的加入爲交易池開闢了新的可能性，使得開發者能夠根據用戶的多樣化需求開發定制化的擴展功能。

盡管 Uniswap v4 的這些創新特性充滿潛力，但目前它們還未完全得到利用。鉤子雖然提供了定制化功能的可能性，但創新速度仍受限於以太坊虛擬機（EVM）的現有約束。就像回到了“內核”與“用戶”模式的比喻，要想進一步提升這些功能，開發者需要等待以太坊改進提案（EIP）流程中的升級，而這一流程是由以太坊基金會負責監管的。

Artela 的原生擴展

受到 Mac OS X 系統架構的啓發，Artela 團隊提出，在區塊鏈協議支持智能合約的基礎上，引入一種類似於內核擴展的本地化擴展機制，稱爲 Aspects。這些 Aspects 如何爲 EVM 擴展功能呢：

1. 它們具備訪問底層基礎層 API 的權限，並能與智能合約及其他 Aspects 進行組合。
2. 它們通過 WASM 執行代碼，比 EVM 的執行環境高效得多。
3. 它們的執行過程是安全隔離的，不會影響到區塊鏈的安全性和穩定性。
4. 在管理層面，這些 Aspects 不是由核心團隊，而是由應用團隊來負責部署和維護。

通過利用 Aspects，應用開發者可以根據自己的需求定制底層功能，無需等待核心團隊的封裝。得益於其可組合性，開發者可以使用現成的 Aspects，在 Artela 上構建出功能豐富的應用。Artela 團隊將這種方法稱爲“本地化擴展範式”。

進一步地，Aspects能夠在底層直接訪問系統級的API，使其能夠原生地集成如自動化等核心功能，而無需依賴第三方服務，比如Chainlink。這樣的鏈內置擴展性降低了引入第三方服務提供者時面臨的信任與成本的折中問題。當引入第三方服務，如自動化保管網路來執行鏈上任務時，不僅增加了用戶的成本，還因爲依賴外部實體而降低了信任度。Aspects則能夠提供內置的自動化功能，通過WASM觸發，在交易或區塊執行時激活，同時可以編程使其在指定的區塊高度執行既定的任務。通過直接將這種功能擴展到底層，隨着對gas的需求增加，價值直接在區塊鏈內流轉。

自動化功能僅僅是Artela的Aspect編程的衆多實用應用中的一個例子。通過WASM，它的EVM+WASM解決方案極大地增強了分布式應用的功能性，同時保持了與EVM的兼容性。

Artela爲開發者提供了dApp應用層和區塊鏈底層性能的高度定制能力。

功能定制：

智能合約 + 原生擴展 = 功能豐富的 dApp

在Artela中，應用邏輯可以分爲兩部分（核心業務和增強功能）：

1. 智能合約承擔起了 dApp 核心業務邏輯的大旗，涵蓋交易、借貸或投票等關鍵操作。
2. Aspect 則着眼於對核心業務邏輯之外的屬性進行增強，如添加新功能等，以補充而非取代智能合約的作用。

該設計允許 Artela 在兩個層面上同步執行：一方面，EVM 仿若 CPU，專注處理核心合約邏輯；另一方面，運行在 WASM 虛擬機上的 Aspects 則類似 GPU，負責增強功能的執行，而不會幹擾到智能合約的狀態。這兩者在同一網路節點上運行，並採用相同的共識機制，確保了無需額外信任假設下的安全共享。

重新聚焦於我們之前介紹的 Uniswap V4，Artela 的 Aspect 機制和 Uniswap V4 中的 Hook 機制頗有幾分相似，允許在區塊和交易處理的多個關鍵時刻進行激活。在 Artela 中，這些激活點被稱爲 Join Points，而執行這些 Hook 的代碼即爲 Aspect，它能夠在不同的 Join Points 中靈活插入多樣化的功能。

通過定制的WASM運行時提升dApp性能

Artela採用了專門爲執行Aspects設計的定制WASM運行時，這一策略爲應用程序能力的增強帶來了多重實際好處。首先，得益於其性能優化和底層代碼的表現形式，它能夠高效地處理復雜的邏輯和計算任務。通過利用WASM，Aspects使開發者能夠在不犧牲性能的前提下構建應用，這一點對於保證去中心化應用的可伸縮性和快速響應非常關鍵。此外，WASM支持多種編程語言並且具備模塊化設計，這爲開發者提供了極大的靈活性，並且使得與現有的軟件生態系統的集成變得更加容易。由於獲得了谷歌、Mozilla和蘋果等技術巨頭的支持，WASM已經被廣泛採納，並因其豐富的開發工具和資源庫而成爲了熱門選擇。

並行執行策略增強了網路的擴展能力

爲了解決網路延遲問題並提高處理能力，Artela採用了並行執行技術。通過分析交易，Artela能夠識別出哪些交易可以同時進行處理，而不會互相影響。通過把這些可以兼容的交易分組，Artela能夠同時執行多個任務組，從而顯著提高了在特定時間內可以處理的交易量和數量。這種處理方式與以太坊的順序執行截然不同，後者是逐一處理交易，尤其在交易高峯期可能會導致處理瓶頸。

並行執行消除了交易需要等待長時間確認或支付高額費用以優先處理交易的需求。更短的確認時間有助於更快地達到交易最終性，這對於對延遲敏感的應用程序，如遊戲或拍賣來說是有益的。例如，像《英雄聯盟》這樣的流行多人在線戰鬥競技場（MOBA）遊戲，需要低延遲以準確反映玩家的亞秒級輸入。同樣，對於企業級平台而言，高交易吞吐量至關重要，使得像Visa和Mastercard這樣的主要金融網路能夠每秒處理成千上萬筆交易。

就短期內而言，以太坊（Ethereum）引入並行執行看起來不太可能，因爲它專注於一個以Rollups爲中心的策略。然而，在EVM（以太坊虛擬機）生態系統內部，存在並行執行的潛力，像Monad和Eclipse這樣的項目正在探索並行執行。同樣，Sei V2正尋求將並行執行能力與EVM兼容性結合起來，允許以太坊合約在Sei上無需修改即可無縫重新部署。這種方法與Artela增強可擴展性同時確保與EVM向後兼容的策略相呼應。

Artela整合了並行執行和Aspects，這代表了其基礎設施的戰略增強。這解決了當前對可擴展性和效率的要求，同時爲開發者提供了一個靈活的框架。該框架使開發者能夠創建能滿足各種用例需求的去中心化應用程式，如動態遊戲環境和高容量金融服務。

具有彈性區塊空間的可擴展性

當一個協議在Artela網路中增長時，它可以訂閱彈性區塊空間以應對協議用戶和吞吐量的增長。彈性區塊空間爲具有高交易吞吐需求的dApps提供獨立的區塊空間，使它們能夠隨着增長而擴展。本質上，區塊空間決定了區塊鏈每個區塊可以存儲的數據量，直接影響交易吞吐量。當dApps經歷交易需求激增時，訂閱彈性區塊空間變得有助於有效處理增加的負載，而不影響底層區塊鏈。

一個理解區塊空間重要性及其對交易成本影響的例子是Yuga Labs的Otherside NFTs發布，導致gas價格急劇增加（高達500 gwei）。在那個事件期間，以太坊交易的總gas花費爲2.25億美元。對區塊空間的需求顯著超過了可用供應。這意味着，訪問以太坊上其他應用的用戶也必須面對同樣高的gas費用，盡管只有一個應用擁堵了網路。

我們已經知道，在以太坊上增加每個區塊的交易是可能的，但升級EVM需要一個漫長的EIP過程和開發時間。此外，以太坊網路故意確保大多數參與者能夠訪問計算的硬件要求。因此，如果每個區塊的數據增加，驗證者的存儲和計算要求也會增加，創建更高的進入障礙，可能會妥協以太坊的去中心化精神。

Solana通過一個獨特的解決方案來應對這一挑戰——實施“本地”費用市場。在交易交換激增或NFT下降等活動期間，與特定活動相關的交易面臨費用漲。例如，在一個NFT下降中，NFT發行者將迅速消耗每個帳戶的計算單元（CU）限制。進一步的交易必須競價提高優先費用，以便在該帳戶有限的空間內。這種方法防止任何單一活動壟斷稀缺區塊空間，限制時間費用激增，並減少網路範圍的擁堵。

Artela通過啓用dApps來確保額外的區塊空間以預期交易需求，增強了Solana所見的本地化費用市場概念，從而防止網路範圍的費用激增和擁堵。這種方法不僅緩解了突發需求激增的負面影響，還確保了穩定的交易成本和網路效率。通過爲dApps提供一種機制來根據預測的需求擴展它們的區塊空間，Artela的彈性區塊空間使協議能夠處理協議用戶和吞吐量的高速增長。展望未來，可以看到一個促進區塊空間市場的Aspect，其中dApp團隊可以買賣區塊空間。這個市場可能會提供對dApps更具成本效益或便利的套餐，可能包括提前購買區塊空間時的折扣率選項，類似於能源市場。

用例

加密貨幣市場正在經歷一個突破性的時刻，用戶對鏈上產品功能的需求不斷增長。鏈上編程的限制變得越來越明顯，安全DeFi、加密AI和完全鏈上遊戲等領域凸顯了對編程擴展性的需求。Artela在AI、完全鏈上遊戲、DeFi安全等領域擁有獨特的優勢和創新潛力。它有可能克服純EVM區塊鏈難以實現的挑戰。

通過Aspects防止漏洞利用

Aspects在交易的特定連接點執行，防止智能合約被黑客攻擊的一個具體用例。Aspects監控並跟蹤調用棧，設置風險控制規則，能夠檢測到重復調用，這是潛在重入攻擊的一個跡象。如果檢測到攻擊，Aspects可以回滾惡意交易，有效地停止攻擊並防止任何資金損失。

這在原生智能合約中不太可能實現，因爲Solidity無法訪問完整的交易上下文，包括狀態變化和調用棧。即使爲此類檢測提供數據，相關的gas成本也會使其變得不可行。

使用Aspects部署像這樣的安全策略顯著提高了區塊鏈的安全標準。隨着區塊鏈技術的廣泛採用，成爲規模化金融交易的平台，我們也預期Aspects能夠在開發企業級鏈上風險控制邏輯方面發揮作用。當前解決方案聚焦於鏈下風險管理工具，帶來固有風險，比如依賴外部實體，例如預言機或第三方服務，引入信任依賴。通過使安全和風險管理的鏈上方法更加健壯，Aspects爲大型機構考慮將區塊鏈技術作爲其技術基礎設施的一個可行組成部分鋪平了道路，從而擴大區塊鏈技術在更主流和關鍵應用中的採用和實用性。

完全基於鏈上的遊戲

Artela的技術設計選擇非常適合支持在其區塊鏈上開發和托管完全基於鏈上的遊戲。完全基於鏈上的遊戲可以從Aspects的靈活性和Artela區塊鏈的高性能特性中受益。這可以帶來創新的遊戲設計，利用區塊鏈固有的互操作性和不變性特徵。

Aspects的一個有趣用例是構建一個具有持續世界環境的大型多人在線（MMO）遊戲。從傳統MMO遊戲如Eve Online中汲取靈感，後者吸引了5000萬玩家，證明了玩家驅動的敘述和經濟在沙盒環境中的需求。完全基於鏈上的遊戲可以通過將每個玩家的行動及其後果永久嵌入到區塊鏈中，將這一概念推向更遠。

然而，考慮到EVM固有的可定制性和交易處理約束，許多區塊鏈遊戲工作室採用的方法要麼將其遊戲邏輯完全保持在鏈下，同時結合鏈上組件如NFT或代幣，要麼採用一種混合的鏈上/鏈下模型。爲了優化完全基於鏈上的遊戲的開發，需要兩個關鍵因素：（1）將高級功能包含到遊戲邏輯中的能力，以及（2）確保低延遲以提供無縫的用戶體驗。

回到持續世界的例子，Aspects可以自動化由玩家行爲觸發的遊戲狀態變化。我們來考慮一個在線多人遊戲，其中玩家的行爲觸發遊戲地圖或環境的變化。這要求遊戲狀態在預定義的間隔內自動刷新。挑戰在於，爲了實現這一點，計算需求可能變得不切實際。Artela利用WASM虛擬機有效地克服了EVM固有的計算約束。通過將特定的邏輯和狀態更新委托給WASM，EVM可以專注於更簡單的功能，如NFT和代幣的轉移。這種效率使得持續的鏈上世界能夠自主執行批量計算和更新，而不會影響遊戲玩法或交易速度。由於WASM執行環境的高性能特性，這爲需要低延遲的更多種類的完全基於鏈上的遊戲開闢了可能性。

人工智能

人工智能與區塊鏈技術的結合顯示出了巨大的潛力，尤其是在提升數據安全性和透明度方面。零知識機器學習（zkML）將零知識證明應用於機器學習，使得能夠在不暴露底層數據或模型細節的情況下驗證計算或預測。正如Vitalik Buterin所強調的，“密碼學小工具，尤其是通用型的，比如ZK-SNARKs和MPC，具有很高的開銷”。Modulus Labs進一步闡述了這一挑戰，指出zkML過程的資源消耗是直接計算的千倍以上，而使用RISC Zero生成平均證明時間爲173秒。與Risc Zero類似，Artela可以利用WASM來增加復雜ML算法的執行速度，並管理大型數據集。盡管有了WASM的優化，平均證明生成時間仍然相當長，且相關成本繼續挑戰着將zkML作爲一種有競爭力的解決方案的可行性。

然而，Artela引入了一個名爲“異質方面（Heterogeneous Aspects）”的創新框架來解決這些限制。異質方面利用計算資源和網路訪問的多樣性，可能簡化了zkML中涉及的加密操作的執行。通過更有效地分配和處理這些計算密集型任務，異質方面能夠顯著降低與零知識證明和MPC相關的開銷。

雖然異質方面是一個新興概念，但其提高zkML計算效率和降低部署門檻的潛力表明，這是一個有前景的途徑，用於在區塊鏈平台上整合AI模型，從而增強這些技術對更廣泛應用場景的可訪問性和可行性。

結論

總結而言，Artela爲區塊鏈開發者打造了一個促進快速創新與適應性的理想平台。通過融合原生擴展功能和Aspect編程，它成功突破了EVM的局限，開闢了實踐應用的廣闊天地。利用WASM執行的Aspects不僅在性能和可擴展性上與應用鏈相媲美，還能夠兼容EVM基礎上的應用和工具集。更重要的是，Aspects的可組合性極大地簡化了分布式應用的開發流程，開發者可以輕鬆訪問已有的功能庫或在底層添加新功能，相當於在單個應用內集成了第三方服務的功能。鑑於這些顯著的優勢，我們有理由相信，Artela的開發者社區將迎來快速增長。

Artela在種子輪融資中已成功籌集逾600萬美元，此輪融資由Shima Capital領投，Aves Lair、A&T Capital、Big Brain Holdings、SevenX Ventures、Dispersion Capital、Amino Capital等多家知名投資機構參與。

特此感謝Artela團隊對本文的寶貴見解和貢獻。要了解更多關於Artela的信息，請點擊這裏。

關於Aves Lair

Aves Lair：一個全球早期VC生態系統，匯集了願景家、領先的初創公司、行業領袖、科學家和投資者，共同開創Web3行業的創新新浪潮。

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