Singkatnya;

1. Parallel EVM mewakili narasi baru yang muncul saat volume transaksi on-chain mencapai tingkat tertentu. Mereka terutama dibagi menjadi blockchain monolitik dan blockchain modular, dengan yang monolitik lebih dikategorikan menjadi L1 dan L2. Rantai publik L1 paralel dibagi menjadi dua kubu: EVM dan non-EVM. Saat ini, narasi EVM paralel berada dalam tahap awal pengembangan.
2. Jalur implementasi teknis dari EVM paralel termasuk mesin virtual dan mekanisme eksekusi paralel. Dalam konteks blockchain, mesin virtual adalah mesin virtual proses yang mengvirtualisasikan mesin keadaan terdistribusi untuk mengeksekusi kontrak.
3. Eksekusi paralel mengacu pada memanfaatkan prosesor multicore untuk menjalankan beberapa transaksi secara bersamaan sebanyak mungkin sambil memastikan bahwa keadaan akhir konsisten dengan apa yang akan dicapai melalui eksekusi serial.
4. Mekanisme eksekusi paralel dibagi menjadi tiga kategori: pengiriman pesan, memori bersama, dan daftar akses status ketat. Memori bersama dibagi lebih lanjut menjadi model kunci memori dan paralelisasi optimis. Terlepas dari mekanisme tersebut, masing-masing meningkatkan kompleksitas teknis.
5. Naratif tentang EVM paralel tidak hanya memiliki pendorong intrinsik pertumbuhan industri tetapi juga memerlukan praktisi untuk memperhatikan masalah keamanan potensial secara cermat.
6. Setiap proyek EVM paralel menyediakan pendekatan uniknya sendiri untuk eksekusi paralel, menunjukkan kesamaan teknis dan inovasi yang berbeda.

1. Gambaran industri

1.1 Evolusi historis

Kinerja telah menjadi hambatan bagi pengembangan lebih lanjut di industri ini. Jaringan Blockchain menciptakan dasar kepercayaan baru dan terdesentralisasi untuk transaksi antara individu dan perusahaan.

Jaringan blockchain generasi pertama, yang diwakili oleh Bitcoin, menjadi perintis dalam mode transaksi mata uang elektronik terdesentralisasi dengan teknologi teknologi buku besar terdistribusi, merevolusi era baru. Generasi kedua, yang diwakili oleh Ethereum, sepenuhnya memanfaatkan imajinasi untuk mengusulkan aplikasi terdesentralisasi (dApps) melalui pendekatan mesin keadaan terdistribusi.

Sejak saat itu, jaringan blockchain telah memulai perkembangan cepat mereka sendiri selama lebih dari satu dekade, dari infrastruktur Web3 ke berbagai jalur seperti DeFi, NFT, jaringan sosial, dan GameFi, melahirkan banyak inovasi dalam teknologi dan model bisnis. Industri yang berkembang membutuhkan terus menarik pengguna baru untuk berpartisipasi dalam ekosistem aplikasi terdesentralisasi, yang pada gilirannya meningkatkan persyaratan yang lebih tinggi untuk pengalaman produk.

Web3, sebagai bentuk produk novel yang "belum pernah ada dalam sejarah," harus berinovasi dalam memenuhi kebutuhan pengguna (persyaratan fungsional) sambil menyeimbangkan antara keamanan dan kinerja (persyaratan non-fungsional). Sejak awalnya, berbagai solusi telah diusulkan untuk mengatasi masalah kinerja.

Solusi-solusi ini umumnya dapat dikelompokkan menjadi dua jenis: solusi penskalaan on-chain, seperti sharding dan Directed Acyclic Graphs (DAGs), dan solusi penskalaan off-chain, seperti Plasma, Lightning Networks, sidechains, dan Rollups. Namun, solusi-solusi ini masih jauh dari dapat mengikuti pertumbuhan pesat transaksi on-chain.

Terutama setelah DeFi Summer tahun 2020 dan pertumbuhan pesat dalam inskripsi dalam ekosistem Bitcoin menuju akhir 2023, industri dengan mendesak membutuhkan solusi peningkatan kinerja baru untuk memenuhi permintaan akan "kinerja tinggi dan biaya rendah." Blockchain paralel lahir di tengah-tengah latar belakang ini.

Ukuran pasar 1.2

Cerita paralel EVM menandakan lanskap kompetitif di mana dua pemain utama mendominasi dalam bidang blockchain paralel. Ethereum memproses transaksi secara serial, menjalankannya satu demi satu, yang mengakibatkan penggunaan sumber daya yang rendah. Beralih dari pemrosesan serial ke paralel dapat secara signifikan meningkatkan kinerja.

Pes rival Ethereum seperti Solana, Aptos, dan Sui, semuanya memiliki kemampuan pemrosesan paralel bawaan dan telah mengembangkan ekosistem yang kuat. Kapitalisasi pasar token masing-masing telah mencapai $45 miliar, $3.3 miliar, dan $1.9 miliar, membentuk kubu non-EVM paralel. Menyikapi tantangan-tantangan ini, ekosistem Ethereum tidak kalah, dengan berbagai proyek maju untuk memperkuat EVM, sehingga menciptakan kubu EVM paralel.

Sei, dalam proposal peningkatan versi 2-nya, telah dengan keras menyatakan bahwa akan menjadi “blockchain EVM paralel pertama,” dengan kapitalisasi pasar saat ini sebesar $2,1 miliar dan potensi untuk pertumbuhan yang lebih besar lagi. Blockchain EVM paralel baru Monad, saat ini paling diminati dalam kegembiraan pemasaran, sangat difavoritkan oleh investor dan memiliki potensi yang signifikan. Sementara itu, blockchain L1 Canto, dengan kapitalisasi pasar sebesar $170 juta dan infrastruktur publik gratisnya sendiri, juga telah mengumumkan proposal peningkatan EVM paralelnya.

Selain itu, beberapa proyek L2 tahap awal sedang meningkatkan kinerja lintas-ekosistem dengan mengintegrasikan kemampuan beberapa rantai L1. Selain Neon, yang telah mencapai nilai pasar beredar sebesar $69 juta, proyek lain masih kurang memiliki data yang relevan. Diperkirakan bahwa lebih banyak proyek L1 dan L2 akan bergabung dalam medan perang blockchain paralel di masa depan.

Tidak hanya ada potensi pertumbuhan pasar yang signifikan untuk narasi EVM paralel, tetapi sektor lebih luas dari blockchain paralel yang menjadi bagian dari EVM paralel juga memiliki potensi pertumbuhan pasar yang substansial, menjanjikan prospek pasar yang luas.

Saat ini, total kapitalisasi pasar untuk Layer 1 dan Layer 2 adalah $752.123 miliar, dengan blockchain paralel memiliki kapitalisasi pasar sebesar $52.539 miliar, yang mewakili sekitar 7%. Dalam hal ini, proyek-proyek terkait naratif EVM paralel memiliki kapitalisasi pasar sebesar $2.339 miliar, hanya menyumbang 4% dari kapitalisasi pasar blockchain paralel.

1.3 Peta Industri

Industri umumnya membagi jaringan blockchain ke dalam struktur empat lapisan:

Layer 0 (Jaringan): Ini adalah lapisan jaringan blockchain yang mendasar yang menangani protokol komunikasi jaringan dasar.

Layer 1 (Infrastruktur): Lapisan ini bergantung pada berbagai mekanisme konsensus untuk memvalidasi transaksi dalam jaringan terdesentralisasi.

Layer 2 (Ekspansi): Bergantung pada Layer 1, ini melibatkan berbagai protokol lapisan kedua yang bertujuan untuk mengatasi keterbatasan Layer 1, terutama dalam hal skalabilitas.

Layer 3 (Aplikasi): Bergantung pada Layer 2 atau Layer 1, lapisan ini digunakan untuk membangun berbagai aplikasi terdesentralisasi (dApps).

Proyek naratif Parallel EVM (Ethereum Virtual Machine) terutama dibagi menjadi blockchain monolitik dan blockchain modular, dengan blockchain monolitik lebih lanjut dibagi menjadi L1 dan L2. Dari jumlah total proyek dan perkembangan beberapa jalur utama, dapat dilihat bahwa ekosistem rantai publik parallel EVM L1 masih memiliki ruang yang signifikan untuk pertumbuhan dibandingkan dengan ekosistem Ethereum.

Di trek DeFi, ada permintaan untuk “kecepatan tinggi dan biaya rendah,” sementara trek game menuntut “interaksi real-time yang kuat”; keduanya membutuhkan kecepatan eksekusi tertentu. EVM paralel akan tak terhindarkan membawa pengalaman pengguna yang lebih baik ke proyek-proyek ini, mendorong perkembangan industri ke tahap baru.

L1 mewakili rantai publik baru dengan kemampuan eksekusi paralel bawaan dan berfungsi sebagai infrastruktur berkinerja tinggi. Dalam faksi ini, proyek-proyek seperti Sei v2, Monad, dan Canto secara independen merancang EVM paralel, yang kompatibel dengan ekosistem Ethereum dan menyediakan kemampuan throughput transaksi tinggi.

L2, dengan mengintegrasikan kemampuan rantai L1 lainnya, menawarkan kapasitas yang diperluas untuk kerja sama lintas ekosistem dan merupakan contoh yang menonjol dari teknologi rollup. Dalam faksi ini, Neon bertindak sebagai emulator EVM di jaringan Solana, sementara Eclipse mengeksekusi transaksi di Solana tetapi penyelesaiannya ada di EVM. Lumio mirip dengan Eclipse, kecuali bahwa lapisan eksekusi telah beralih ke Aptos.

Selain solusi blockchain mandiri yang disebutkan di atas, Fuel telah memperkenalkan konsep blockchain modularnya sendiri. Pada versi kedua, tujuannya adalah untuk memposisikan diri sebagai sistem operasi rollup Ethereum, menawarkan kemampuan eksekusi modular yang lebih fleksibel dan komprehensif.

Fuel berfokus pada mengeksekusi transaksi, sementara mengoutsourcing komponen lain ke satu atau lebih lapisan blockchain independen, sehingga memungkinkan kombinasi yang lebih fleksibel: dapat berfungsi sebagai Lapisan 2, Lapisan 1, atau bahkan sebagai sidechain atau saluran keadaan. Saat ini, ada 17 proyek dalam ekosistem Fuel, yang terutama berfokus pada DeFi, NFT, dan infrastruktur.

Namun, hanya Orally cross-chain oracle yang telah digunakan secara praktis. Platform peminjaman terdesentralisasi Swaylend dan platform perdagangan kontrak perpetual SPARK telah diluncurkan di testnet, sementara proyek-proyek lain masih dalam pengembangan.

2. Jalur Implementasi Teknis

Untuk mencapai eksekusi transaksi terdesentralisasi, jaringan blockchain harus memenuhi empat tanggung jawab:

• Pelaksanaan: Melakukan dan memvalidasi transaksi.
• Ketersediaan Data: Mendistribusikan blok baru ke semua node dalam jaringan blockchain.
• Mekanisme Konsensus: Memverifikasi blok dan mencapai konsensus.
• Penyelesaian: Menyelesaikan dan mencatat keadaan akhir transaksi.

EVM paralel terutama berfokus pada optimalisasi kinerja lapisan eksekusi. Ini dibagi menjadi solusi Layer 1 (L1) dan solusi Layer 2 (L2). Solusi L1 memperkenalkan mekanisme eksekusi transaksi paralel, memungkinkan transaksi dieksekusi secara paralel dalam mesin virtual sebanyak mungkin. Solusi L2 pada dasarnya memanfaatkan mesin virtual L1 yang sudah diparalelkan untuk mencapai beberapa tingkat "eksekusi off-chain + penyelesaian on-chain."

Oleh karena itu, untuk memahami prinsip-prinsip teknis dari EVM paralel, penting untuk memecahnya: pertama, memahami apa itu mesin virtual (VM), dan kemudian memahami apa yang diperlukan oleh eksekusi paralel.

2.1 Mesin virtual

Dalam ilmu komputer, mesin virtual mengacu pada virtualisasi atau emulasi dari sistem komputer.

Ada dua jenis mesin virtual: mesin virtual sistem, yang dapat membuat virtualisasi satu mesin fisik menjadi beberapa mesin yang menjalankan sistem operasi yang berbeda, sehingga meningkatkan pemanfaatan sumber daya; dan mesin virtual proses, yang memberikan abstraksi untuk beberapa bahasa pemrograman tingkat tinggi tertentu, memungkinkan program komputer yang ditulis dalam bahasa-bahasa ini berjalan secara independen di platform yang berbeda.

JVM adalah mesin virtual proses yang dirancang untuk bahasa pemrograman Java. Program-program yang ditulis dalam Java pertama kali dikompilasi menjadi bytecode Java (keadaan biner perantara), yang kemudian diinterpretasikan oleh JVM: JVM mengirim bytecode ke interpreter, yang menerjemahkannya ke dalam kode mesin untuk mesin yang berbeda, dan kemudian menjalankannya di mesin.

Mesin virtual blockchain adalah jenis mesin virtual proses. Dalam konteks blockchain, mesin virtual mengacu pada virtualisasi mesin status terdistribusi yang digunakan untuk eksekusi terdistribusi kontrak, menjalankan dApps. Analog dengan JVM, EVM adalah mesin virtual proses yang dirancang untuk bahasa Solidity, di mana kontrak pintar pertama kali dikompilasi menjadi bytecode opcode, kemudian diinterpretasikan oleh EVM.

Rantai publik yang muncul di luar Ethereum sering kali mengadopsi mesin virtual berbasis bytecode WASM atau eBPF. WASM adalah format bytecode yang ringkas, cepat dimuat, portabel berdasarkan mekanisme keamanan sandbox. Pengembang dapat menulis kontrak pintar dalam berbagai bahasa pemrograman (C, C++, Rust, Go, Python, Java, atau bahkan TypeScript), mengompilasinya menjadi bytecode WASM, dan menjalankannya. Kontrak pintar yang dieksekusi pada rantai Sei menggunakan format bytecode ini.

eBPF berasal dari BPF (Berkeley Packet Filter), awalnya digunakan untuk penyaringan paket jaringan yang efisien, dan berkembang menjadi eBPF, menawarkan set instruksi yang lebih lengkap.

Ini adalah teknologi revolusioner yang memungkinkan intervensi dinamis dan modifikasi perilaku kernel sistem operasi tanpa mengubah kode sumber. Kemudian, teknologi ini melampaui kernel, mengarah pada pengembangan runtime eBPF ruang pengguna, yang sangat performa, aman, dan portabel. Kontrak pintar yang dieksekusi di Solana dikompilasi ke bytecode eBPF dan dijalankan pada jaringan blockchain-nya.

Rantai publik L1 lain seperti Aptos dan Sui menggunakan bahasa pemrograman kontrak pintar Move, dikompilasi ke dalam bytecode milik yang dieksekusi pada mesin virtual Move. Monad telah merancang mesin virtual sendiri yang kompatibel dengan bytecode opcode EVM (fork Shanghai).

2.2 Eksekusi Paralel

Eksekusi paralel adalah teknik yang memanfaatkan keunggulan dari prosesor multi-core untuk menangani beberapa tugas secara bersamaan, sehingga meningkatkan throughput sistem. Hal ini memastikan bahwa hasil transaksi identik dengan hasil yang diperoleh saat transaksi dieksekusi secara serial.

Di jaringan blockchain, TPS (Transaksi Per Detik) umumnya digunakan sebagai indikator teknis untuk mengukur kecepatan pemrosesan. Mekanisme eksekusi paralel kompleks dan menimbulkan tantangan bagi keterampilan teknis pengembang, sehingga sulit untuk dijelaskan. Di sini, kami akan menggunakan contoh dari sebuah “bank” untuk menjelaskan apa itu eksekusi paralel.

(1) Pertama, apa itu eksekusi serial?

Skenario 1: Jika kita memandang sistem ini seperti bank dan CPU pemrosesan tugas sebagai sebuah loket, maka eksekusi tugas serial mirip dengan bank ini hanya memiliki satu loket tersedia untuk pelayanan. Dalam hal ini, pelanggan (tugas) yang datang ke bank harus membentuk antrian panjang dan menyelesaikan urusannya satu per satu. Untuk setiap pelanggan, staf loket harus mengulangi tindakan yang sama (mengeksekusi instruksi) untuk melayani pelanggan. Pelanggan harus menunggu giliran mereka, yang menyebabkan waktu transaksi yang diperpanjang.

(2) Jadi, apa itu eksekusi paralel?

Skenario 2: Jika bank melihat bahwa itu terlalu ramai, mungkin akan membuka beberapa meja layanan untuk menangani bisnis, dengan empat petugas bekerja di meja layanan secara bersamaan. Hal ini meningkatkan kecepatan sekitar empat kali lipat dibandingkan dengan yang asli, dan waktu yang dihabiskan pelanggan dalam antrian juga berkurang menjadi sekitar seperempat dari yang asli. Dengan demikian, kecepatan menangani bisnis di bank meningkat.

(3) Apa kesalahan yang terjadi jika tidak ada perlindungan dan dua orang secara bersamaan mentransfer uang ke orang lain?

Skenario 3: Mari pertimbangkan A, B, dan C, yang masing-masing memiliki 2 ETH, 1 ETH, dan 0 ETH di akun mereka. Sekarang, A dan B masing-masing ingin mentransfer 0,5 ETH ke C. Dalam suatu sistem yang menjalankan transaksi secara serial, tidak akan terjadi masalah (tanda panah kiri "<=" menunjukkan pembacaan dari buku besar, dan panah kanan "=>" menunjukkan penulisan ke buku besar, sama seperti di bawah ini):

Namun, eksekusi paralel tidak semudah yang terlihat. Ada banyak detail halus yang dapat menyebabkan kesalahan serius jika tidak ditangani dengan hati-hati. Jika transaksi A dan B yang ditransfer ke C dieksekusi secara paralel, urutan langkah dapat menghasilkan hasil yang inkonsisten:

Tugas Paralel 1 melakukan transfer dari A ke C, dan Tugas Paralel 2 melakukan transfer dari B ke C. Langkah-langkah yang ditandai dengan asterisk bermasalah: karena tugas-tugas tersebut dieksekusi secara paralel, pada Langkah 2, perhitungan saldo yang dilakukan oleh Tugas Paralel 1 belum ditulis ke buku besar. Pada Langkah 3, Tugas Paralel 2 membaca saldo rekening C (yang masih 0) dan melakukan perhitungan saldo yang salah berdasarkan ini pada Langkah 5. Kemudian, dalam operasi pembaruan buku besar pada Langkah 6, itu secara keliru memperbarui saldo rekening, yang sudah diperbarui menjadi 0.5 pada Langkah 4, kembali menjadi 0.5 lagi. Hal ini menyebabkan saldo rekening C hanya menjadi 0.5 ETH, meskipun baik A maupun B telah mentransfer masing-masing 0.5 ETH, efektif membuat 0.5 ETH lainnya menghilang.

(4) Jika tidak ada perlindungan yang tersedia, dua tugas yang tidak bergantung satu sama lain dapat dieksekusi secara paralel tanpa kesalahan

Skenario 4: Tugas Paralel 1 menjalankan transfer 0.5 ETH dari A (saldo 2 ETH) ke C (saldo 0 ETH), dan Tugas Paralel 2 menjalankan transfer 0.5 ETH dari B (saldo 1 ETH) ke D (saldo 0 ETH). Jelas bahwa tidak ada ketergantungan antara kedua tugas transfer ini. Terlepas dari bagaimana langkah-langkah kedua tugas tersebut diselingi, mereka tidak akan menghadapi masalah yang dijelaskan di atas:

Dari perbandingan dari skenario-skenario ini, dapat dianalisis bahwa selama ada ketergantungan antara tugas-tugas, kesalahan dalam pembaruan status dapat terjadi selama eksekusi paralel; sebaliknya, tidak akan terjadi kesalahan. Sebuah tugas (transaksi) dianggap memiliki hubungan ketergantungan jika memenuhi salah satu dari dua kondisi berikut:

1. Sebuah tugas menulis ke alamat output yang dibaca oleh tugas lain sebagai alamat input;
2. Dua tugas output ke alamat yang sama.

Masalah ini tidak unik untuk sistem terdesentralisasi. Setiap skenario yang melibatkan eksekusi paralel dapat mengalami inkonsistensi data karena akses yang tidak dilindungi terhadap sumber daya bersama (seperti 'ledger' dalam contoh bank atau memori bersama dalam sistem komputer) antara beberapa tugas yang saling bergantung, yang dikenal sebagai perlombaan data.

Industri telah mengusulkan tiga mekanisme untuk menyelesaikan masalah perlombaan data dalam eksekusi paralel: mekanisme pengiriman pesan, mekanisme memori bersama, dan mekanisme daftar akses status yang ketat.

2.3 Mekanisme Pengiriman Pesan

Skenario 5: Pertimbangkan sebuah bank dengan empat loket layanan yang beroperasi secara bersamaan untuk pelanggan. Setiap teller di loket ini diberikan sebuah buku besar unik, yang hanya mereka yang dapat memodifikasinya. Buku besar ini mencatat saldo rekening pelanggan yang dilayani oleh mereka.

Setiap kali seorang teller menangani transaksi, jika informasi pelanggan tersedia di buku besar mereka, mereka langsung melanjutkan. Jika tidak, mereka memanggil teller lain untuk memberi tahu mereka tentang kebutuhan transaksi pelanggan, dan teller yang mendengar mengambil alih tugas tersebut.

Ini menggambarkan prinsip model pengiriman pesan. Model Aktor adalah jenis model pengiriman pesan, di mana setiap entitas yang menangani transaksi adalah aktor (teller), masing-masing dengan akses ke data pribadi mereka (ledger eksklusif). Mengakses data pribadi orang lain hanya dapat dicapai melalui pengiriman pesan.

Kelebihan Model Aktor:

Setiap aktor hanya memiliki akses ke data pribadi mereka, sehingga menghindari masalah kondisi perlombaan.

Kelemahan Model Aktor:

Setiap aktor hanya dapat mengeksekusi tugas secara berurutan. Dalam beberapa skenario tertentu, hal ini tidak memanfaatkan keuntungan paralelisme. Misalnya, jika teller No. 2, 3, dan 4 secara bersamaan mengirim pesan untuk menanyakan kepada teller No. 1 tentang saldo rekening pelanggan A, teller No. 1 hanya dapat memproses permintaan ini satu per satu, meskipun sebenarnya bisa ditangani secara paralel.

Tidak ada tampilan global dari status sistem saat ini. Jika operasi sistem kompleks, menjadi menantang untuk memahami situasi secara keseluruhan, menemukan, dan memperbaiki bug.

2.4 Mekanisme Memori Bersama

Model Kunci Memori 2.4.1

Skenario 6: Bayangkan sebuah bank dengan hanya satu buku besar yang mencatat saldo rekening semua nasabahnya. Di sebelah buku besar, hanya ada satu pulpen yang tersedia untuk melakukan modifikasi padanya.

Dalam skenario ini, persaingan antara empat teller bank menjadi perlombaan kecepatan: satu teller pertama kali (mengunci) mengambil pena dan mulai memodifikasi buku besar, sementara tiga teller lainnya harus menunggu. Begitu teller selesai dan meletakkan pena (membukanya), tiga teller berikutnya bergegas untuk mengambil pena. Siklus ini berulang, menggambarkan model kunci memori.

Sebuah penguncian memori memungkinkan tugas-tugas yang berjalan secara paralel mengunci sumber daya bersama sebelum mengaksesnya. Setelah sumber daya terkunci, tugas-tugas lain harus menunggu sampai dimodifikasi dan terbuka kembali sebelum mereka dapat mengunci dan mengaksesnya lagi.

Model kunci tulis-baca menawarkan pendekatan yang lebih halus, memungkinkan beberapa tugas sejajar untuk menambahkan kunci baca ke sumber daya bersama dan mengakses data secara berulang kali. Selama ini, modifikasi tidak diizinkan; namun, kunci tulis dapat diterapkan hanya oleh satu orang pada satu waktu, dan setelah diterapkan, memberikan akses eksklusif kepada pemegang sumber daya.

Platform Blockchain seperti Solana, Sui, dan Sei v1 menggunakan model memori bersama berdasarkan kunci memori. Mekanisme ini mungkin terlihat sederhana, tetapi kompleks untuk diimplementasikan dan membutuhkan pengembang memiliki keterampilan yang canggih dalam pemrograman multithreading. Kealpaan dapat menyebabkan berbagai bug:

Skenario 1: Sebuah tugas mengunci sumber daya bersama tetapi crash selama eksekusi, membuat sumber daya tidak dapat diakses.

Skenario 2: Sebuah tugas mengunci sumber daya tetapi akhirnya menguncinya lagi karena logika bisnis bersarang, mengakibatkan kebuntuan di mana ia menunggu pada dirinya sendiri.

Model kunci memori rentan terhadap masalah seperti deadlock, livelock, dan starvation:

1. Deadlock terjadi ketika beberapa tugas sejajar bersaing untuk beberapa sumber daya bersama, dengan setiap tugas memegang sebagian dari mereka dan menunggu agar yang lain melepaskan bagian mereka.
2. Livelock terjadi ketika tugas-tugas paralel mendeteksi bahwa tugas-tugas lain aktif dan dengan sukarela melepaskan kendali mereka atas sumber daya bersama, mengakibatkan siklus kontinu penyerahan.
3. Kelaparan terjadi ketika tugas-tugas berprioritas tinggi secara konsisten mendapatkan akses ke sumber daya bersama, sementara tugas-tugas berprioritas rendah harus menunggu dalam jangka waktu yang lama.

2.4.2 Optimistic Parallelism

Scenario 7

Di bank, empat teller masing-masing memiliki kemampuan untuk secara independen mengakses dan memodifikasi buku besar selama transaksi, terlepas dari apakah teller lain menggunakan buku besar. Saat menggunakan buku besar, setiap teller menetapkan label pribadi pada entri yang mereka akses atau modifikasi. Setelah menyelesaikan transaksi, mereka meninjau entri lagi; jika mereka menemukan label yang bukan milik mereka, itu menunjukkan bahwa entri telah dimodifikasi oleh teller lain, dan transaksi harus dibatalkan dan diproses ulang.

Ini menggambarkan prinsip dasar paralelisme optimis. Ide inti dari paralelisme optimis adalah mengasumsikan awalnya bahwa semua tugas independen. Tugas-tugas dijalankan secara paralel, dan kemudian setiap tugas divalidasi. Jika sebuah tugas gagal divalidasi, maka tugas tersebut dijalankan kembali hingga semua tugas selesai. Misalkan ada delapan tugas paralel yang dilakukan dengan cara paralelisme optimis, memerlukan akses ke dua sumber daya bersama, A dan B.

Selama Fase 1, tugas 1, 2, dan 3 dijalankan secara paralel. Namun, tugas 2 dan 3 mengakses sumber daya bersama B secara bersamaan, menyebabkan konflik, sehingga tugas 3 dijadwalkan ulang untuk fase berikutnya. Pada Fase 2, tugas 3 dan 4 sama-sama mengakses sumber daya B, mengakibatkan tugas 4 dijadwalkan ulang, dan begitu seterusnya, sampai semua tugas selesai. Seperti yang dapat dilihat, tugas-tugas yang mengalami konflik dijalankan ulang secara berulang.

Model Paralel Optimis

Model paralelisme optimis menggunakan struktur data multi-versi di dalam memori untuk mencatat setiap nilai yang ditulis dan informasi versinya (mirip dengan label yang digunakan oleh teller bank).

Pelaksanaan setiap tugas paralel dibagi menjadi dua fase: pelaksanaan dan validasi. Selama fase pelaksanaan, semua tindakan pembacaan dan penulisan data direkam, membentuk kumpulan baca dan kumpulan tulis. Pada fase validasi, kumpulan baca dan kumpulan tulis dibandingkan dengan struktur data multi-versi. Jika perbandingan mengungkapkan bahwa data bukan yang terbaru, validasi gagal.

Model paralelisme optimis berasal dari Software Transaction Memory (STM), mekanisme pemrograman bebas kunci di bidang basis data. Karena jaringan blockchain secara inheren menjaga urutan transaksi yang pasti, konsep ini telah diperkenalkan dan berkembang menjadi mekanisme Blok-STM. Platform blockchain seperti Aptos dan Monad telah mengadopsi Blok-STM sebagai mekanisme eksekusi paralel mereka.

Perlu dicatat bahwa rantai publik Sei, dalam versi v2 yang akan datang, telah meninggalkan model kunci memori asli demi model paralelisme optimis. Blok-STM menjalankan transaksi dengan kecepatan yang sangat cepat; dalam lingkungan uji, Aptos mencapai kecepatan eksekusi transaksi yang mengesankan sebesar 160k transaksi per detik (tps), yang 18 kali lebih cepat dari pemrosesan transaksi sekuensial.

Block-STM mendelegasikan eksekusi transaksi kompleks dan validasi kepada tim pengembangan inti, memungkinkan pengembang menulis kontrak pintar dengan mudah seolah-olah mereka sedang memprogram di lingkungan eksekusi sekuensial.

2.5 Daftar Akses State Strict

Mekanisme pengiriman pesan dan memori bersama didasarkan pada model data akun/saldo, yang mencatat informasi saldo setiap akun di blockchain. Ini mirip dengan bagaimana buku besar bank menunjukkan bahwa Pelanggan A memiliki saldo 1.000 unit dan Pelanggan B memiliki saldo 600 unit. Transaksi diproses dengan cara yang sederhana, yaitu dengan memperbarui status saldo akun.

Atau, seseorang juga dapat mencatat rincian setiap transaksi pada saat transaksi, menciptakan buku besar transaksi. Buku besar ini dapat digunakan untuk menghitung saldo rekening. Sebagai contoh:

• Pelanggan A membuka rekening dan melakukan deposit 1.000 unit;
• Pelanggan B membuka rekening (0 unit);
• Pelanggan A mentransfer 100 unit ke Pelanggan B.

Dengan membaca dan menghitung buku besar, dapat ditentukan bahwa Pelanggan A memiliki saldo 900 unit, dan Pelanggan B memiliki saldo 100 unit.

UTXO (Unspent Transaction Output) mirip dengan model data ledger transaksi ini. Ini mewakili metode penunjukan mata uang digital dalam Bitcoin, blockchain generasi pertama. Setiap transaksi memiliki input (bagaimana dana diterima) dan output (bagaimana dana dihabiskan), dan UTXO dapat dipahami sebagai penerimaan dana yang belum dihabiskan.

Sebagai contoh, jika Pelanggan A memiliki 6 BTC dan mentransfer 5.2 BTC ke Pelanggan B, sehingga tersisa 0.8 BTC, dari sudut pandang UTXO terlihat seperti ini: 6 UTXO bernilai 1 BTC masing-masing dihancurkan, dan B menerima UTXO baru senilai 5.2 BTC, sementara A menerima UTXO baru senilai 0.8 BTC sebagai kembalian. Dengan demikian, 6 UTXO dihancurkan untuk membuat 2 UTXO baru.

Input dan output dari sebuah transaksi saling terhubung dan menggunakan tanda tangan digital untuk mencatat informasi kepemilikan, sehingga membentuk model UTXO. Blockchain yang mengadopsi model data ini perlu menjumlahkan semua UTXO untuk alamat rekening tertentu untuk menentukan saldo rekening saat ini. Strict State Access List (SSAL) didasarkan pada model UTXO dan memungkinkan eksekusi paralel. Ini melakukan perhitungan sebelumnya untuk alamat rekening yang akan diakses setiap transaksi, membentuk daftar akses.

Daftar akses memiliki dua tujuan:

1. Penilaian Keamanan Transaksi: Jika transaksi mengakses alamat yang tidak ada dalam daftar akses, maka eksekusi akan gagal.
2. Eksekusi Paralel dari Transaksi: Menurut daftar akses, transaksi dikelompokkan ke dalam beberapa set. Karena tidak ada ketergantungan (tidak ada persilangan) antara set pada daftar akses, set transaksi ini dapat dieksekusi secara paralel.

3. Pendorong Pertumbuhan Industri

Dari perspektif intrinsik, perkembangan segala sesuatu biasanya berlangsung dari konsepsi hingga penyempurnaan, dan hasrat manusia terhadap kecepatan adalah abadi. Untuk mengatasi masalah kecepatan eksekusi dalam jaringan blockchain, berbagai solusi, baik on-chain maupun off-chain, telah muncul. Solusi off-chain, seperti rollups, telah sepenuhnya diakui nilainya, sementara narasi tentang Mesin Virtual Ethereum (EVM) paralel masih menawarkan peluang eksplorasi yang signifikan.

Secara historis, dengan persetujuan SEC terhadap ETF Bitcoin spot dan acara pemotongan Bitcoin yang akan datang, ditambah dengan potensi pemangkasan suku bunga oleh Federal Reserve, diperkirakan bahwa mata uang kripto akan memasuki pasar bullish yang signifikan. Pertumbuhan kuat industri memerlukan infrastruktur jaringan blockchain yang mampu menangani throughput yang lebih tinggi sebagai dasar yang kokoh.

Dalam hal manajemen sumber daya, jaringan blockchain tradisional memproses transaksi secara serial, metode yang langsung namun tidak efisien yang menyia-nyiakan sumber daya prosesor. Sebaliknya, blockchain paralel memanfaatkan sepenuhnya sumber daya komputasi, secara signifikan mengekstraksi potensi kinerja dari prosesor multikore, dengan demikian meningkatkan efisiensi keseluruhan jaringan blockchain.

Mengenai perkembangan industri, meskipun berbagai inovasi teknologi dan model bisnis terus muncul, potensi pertumbuhan di Web3 sebagian besar masih belum tergarap. Jaringan terpusat dapat menangani lebih dari 50.000 pesan per detik, mengirim 3,4 juta email, menyelesaikan 100.000 pencarian Google, dan mendukung puluhan ribu pemain online secara bersamaan, pencapaian yang belum dapat dicapai oleh jaringan terdesentralisasi. Untuk sistem terdesentralisasi bersaing dan memahami wilayahnya, optimasi terus-menerus dari mekanisme eksekusi paralel dan peningkatan throughput transaksi sangat penting.

Dari sudut pandang aplikasi terdesentralisasi, menarik lebih banyak pengguna memerlukan upaya signifikan dalam meningkatkan pengalaman pengguna. Optimisasi kinerja adalah salah satu arah kunci untuk meningkatkan pengalaman pengguna. Bagi pengguna DeFi, memenuhi tuntutan kecepatan transaksi tinggi dan biaya rendah sangat penting. Bagi pengguna GameFi, interaksi real-time diperlukan. Semua persyaratan ini didukung oleh kekokohan eksekusi paralel.

4. Masalah yang Ada

“Trilema blockchain” menyatakan bahwa desentralisasi, keamanan, dan skalabilitas hanya dapat memenuhi dua dari tiga atribut secara bersamaan. Karena “desentralisasi” adalah tiang yang tidak bisa digerakkan, meningkatkan “skalabilitas” mengimplikasikan pengurangan “keamanan.” Karena kode ditulis oleh manusia, itu rentan terhadap kesalahan. Kompleksitas teknis yang diperkenalkan oleh komputasi paralel menyediakan tempat berkembangnya potensi kerentanan keamanan.

Pemrograman multithread sangat menantang karena dua masalah utama: pertama, rentan terhadap kondisi perlombaan akibat penanganan yang tidak tepat dari berbagai operasi kontrol konkuren yang kompleks; kedua, dapat menyebabkan crash dengan mengakses alamat memori yang tidak valid, bahkan dapat menyebabkan kerentanan buffer overflow yang dapat dieksploitasi oleh penyerang.

Setidaknya ada tiga sudut pandang untuk menilai keamanan suatu proyek:

1. Latar Belakang Tim: Tim dengan pengalaman dalam pemrograman sistem terampil dalam pemrograman multithreaded dan dapat menangani 80% masalah kompleks. Pemrograman sistem umumnya melibatkan area berikut:

• Sistem operasi
• Berbagai driver perangkat
• Sistem file
• Database
• sistem terbenam
• Kriptografi
• Codec multimedia
• Manajemen Memori
• Jaringan
• Virtualisasi
• Permainan
• Bahasa pemrograman lanjutan

2. Kode Pemeliharaan: Menulis kode yang mudah dirawat mengikuti metodologi yang jelas, seperti memiliki desain arsitektur yang jelas, memanfaatkan pola desain untuk menerapkan keterpakain kode, menerapkan teknik pengembangan berbasis tes untuk menulis tes unit yang cukup, dan menghilangkan kode yang redundan melalui refactoring yang berpikir.

3. Bahasa Pemrograman yang Digunakan: Beberapa bahasa pemrograman canggih dirancang dengan penekanan yang kuat pada keamanan memori dan konkurensi tinggi. Kompiler memeriksa kode untuk masalah konkuren atau akses potensial ke alamat memori yang tidak valid, yang mengakibatkan kegagalan kompilasi jika terdeteksi, sehingga memaksa pengembang untuk menulis kode yang tangguh.

Bahasa Rust ini sangat baik dalam hal ini, itulah mengapa kita melihat bahwa sebagian besar proyek blockchain paralel dikembangkan dalam Rust. Beberapa proyek bahkan meminjam desain dari Rust untuk menerapkan bahasa kontrak pintar mereka sendiri, seperti bahasa Sway dari Fuel.

5. Pengaturan Target

5.1 Berdasarkan model paralelisasi optimis

5.1.1 Dari kunci memori hingga paralelisme optimis

Sei adalah blockchain publik tujuan umum berbasis teknologi open-source, didirikan pada tahun 2022. Para pendiri adalah alumni dari Universitas California, Berkeley, dan anggota tim lainnya juga memiliki latar belakang dari universitas terkemuka di luar negeri.

Sei telah menerima pendanaan dalam tiga putaran: putaran biji sebesar $5 juta, putaran pembiayaan strategis pertama sebesar $30 juta, dan putaran pembiayaan strategis kedua di mana jumlahnya tidak diungkapkan. Jaringan Sei juga telah mengumpulkan total $100 juta dalam dana untuk mendukung pengembangan ekosistemnya.

Pada Agustus 2023, Sei diluncurkan pada mainnet-nya, mengklaim sebagai blockchain publik L1 tercepat, mampu memproses 12.500 transaksi per detik, dengan finalitas dicapai hanya dalam 380 ms. Saat ini, memiliki kapitalisasi pasar hampir $2,2 miliar.

Saat ini, ekosistem Sei terdiri dari 118 proyek, yang terutama berfokus pada DeFi, infrastruktur, NFT, gaming, dan dompet. Komunitas saat ini memiliki 650.000 anggota di Twitter, 600.000 di Discord, dan 40.000 di Telegram.

Pada akhir November 2023, Sei mengumumkan di blog resminya bahwa mereka akan memulai upgrade versi terbesar sejak peluncuran mainnet pada paruh pertama 2024: Sei v2. Sei v2 diklaim sebagai blockchain EVM paralel pertama. Upgrade versi ini akan memperkenalkan fitur-fitur baru berikut:

• Kompatibilitas mundur untuk kontrak pintar EVM: Pengembang dapat bermigrasi dan mendeploy kontrak pintar EVM tanpa memodifikasi kode.
• Kemungkinan untuk menggunakan kembali alat/aplikasi umum seperti Metamask.
• Paralelisasi optimis: Sei v2 akan meninggalkan mekanisme akses bersama dari kunci memori demi paralelisasi optimis.
• SeiDB: Optimisasi lapisan penyimpanan.
• Dukungan untuk interoperabilitas yang lancar antara Ethereum dan rantai lainnya.

Pada awalnya, eksekusi paralel transaksi Sei Network didasarkan pada model kunci memori. Sebelum eksekusi, semua ketergantungan antara transaksi tertunda diselesaikan dan sebuah DAG dihasilkan, kemudian berdasarkan DAG, urutan eksekusi transaksi diatur dengan tepat. Metode ini meningkatkan beban pikiran pada pengembang kontrak karena mereka harus menyatukan logika ke dalam kode selama pengembangan.

Seperti yang diperkenalkan dalam bagian prinsip-prinsip teknis di atas, dengan adopsi paralelisasi optimis dalam versi baru, pengembang sekarang dapat menulis kontrak pintar seolah-olah mereka menulis program yang dieksekusi secara berurutan. Mekanisme kompleks seperti penjadwalan, eksekusi, dan verifikasi transaksi ditangani oleh modul-modul yang mendasarinya. Desain proposal optimisasi tim inti juga memperkenalkan peningkatan kemampuan eksekusi paralel melalui pengisian dependensi sebelumnya.

Secara khusus, ini melibatkan pengenalan generator ketergantungan dinamis yang menganalisis operasi tulis transaksi sebelum eksekusi dan mengisi mereka ke dalam struktur data memori multi-versi, mengoptimalkan potensi kontensi data. Setelah analisis, tim inti menyimpulkan bahwa sementara mekanisme optimisasi seperti itu tidak menguntungkan dalam skenario terbaik untuk pemrosesan transaksi, itu secara signifikan meningkatkan efisiensi eksekusi dalam skenario terburuk.

5.1.2 Potensial Disruptor di Lintasan L1: Monad

Jika Anda melewatkan perkembangan blockchain publik yang disebutkan di atas, maka Anda pasti tidak boleh melewatkan Monad. Ini dijuluki sebagai potensi disruptor di jalur L1.

Monad didirikan oleh dua insinyur senior dari Jump Crypto pada tahun 2022. Proyek tersebut menyelesaikan putaran pendanaan awal sebesar $19 juta pada Februari 2023. Pada Maret 2024, Paradigm memimpin negosiasi untuk putaran pendanaan sebesar lebih dari $200 juta untuk Monad. Jika berhasil, ini akan menjadi pendanaan cryptocurrency terbesar sejak awal tahun.

Proyek ini telah mencapai tonggak sejarah peluncuran testnet internal dan sedang menuju langkah berikutnya untuk membuka testnet publik.

Monad sangat difavoritkan oleh modal karena dua alasan utama: salah satunya adalah latar belakang teknis yang solid, dan yang lainnya adalah keahliannya dalam pemasaran berlebihan. Tim inti Monad Labs terdiri dari 30 anggota, yang semuanya memiliki puluhan tahun pengalaman mendalam dalam perdagangan frekuensi tinggi, driver kernel, dan teknologi keuangan, serta pengalaman pengembangan yang luas dalam sistem terdistribusi.

Operasi harian proyek juga sangat “tertanam”: terus terlibat dalam “pemasaran ajaib” dengan 200.000 pengikutnya di Twitter dan 150.000 anggota di Discord. Misalnya, mengadakan kontes meme mingguan, mengumpulkan berbagai emoji hewan ungu yang aneh atau video dari komunitas, untuk melakukan “penyebaran spiritual.”

Visi Monad adalah menjadi platform kontrak pintar untuk pengembang, memberikan peningkatan kinerja ekstrim ke ekosistem Ethereum. Monad memperkenalkan dua mekanisme ke Mesin Virtual Ethereum: yang pertama adalah pipelining superskalar, dan yang lainnya adalah mekanisme paralel optimis yang ditingkatkan.

Pipelining superskalar memparallelkan fase eksekusi transaksi. Contoh ilustratif yang diberikan dalam dokumentasi resmi adalah mencuci pakaian, yang mirip dengan bagaimana blockchain memproses transaksi, juga diselesaikan dalam beberapa tahap. Metode tradisional memproses setiap tumpukan pakaian kotor melalui mencuci, mengeringkan, melipat, dan menyimpan sebelum beralih ke tumpukan berikutnya.

Pipelining superskalar, di sisi lain, mulai mencuci tumpukan pakaian kedua sementara tumpukan pertama sedang mengering. Saat tumpukan pertama dilipat, tumpukan kedua dan ketiga masing-masing sedang mengering dan mencuci, sehingga menjaga setiap tahap tetap aktif.

Mekanisme paralel optimis memparalelkan eksekusi transaksi. Monad menggunakan paralelisme optimis untuk eksekusi paralel. Monad juga mengembangkan analisis kode statisnya sendiri untuk memprediksi dependensi antara transaksi, menjadwalkan transaksi berikutnya hanya setelah transaksi dependen prasyarat telah dieksekusi, dengan demikian secara signifikan mengurangi transaksi re-eksekusi akibat validasi yang gagal.

Saat ini, kinerjanya mencapai 10.000 TPS dan dapat menghasilkan blok dalam satu detik. Seiring proyek berjalan, tim inti akan terus menjelajahi mekanisme optimisasi lebih lanjut.

Proyek L1 Canto yang Sangat Terdesentralisasi 5.1.3

Didirikan pada tahun 2022, Canto adalah proyek L1 yang sangat terdesentralisasi yang dibangun di atas Cosmos SDK. Ini beroperasi tanpa yayasan resmi, tidak melakukan penjualan pra, tidak berafiliasi dengan organisasi manapun, tidak mencari pendanaan, dan sepenuhnya didorong oleh komunitas. Bahkan tim inti tetap anonim, bekerja secara longgar terorganisir.

Meskipun ini adalah blockchain umum yang kompatibel dengan EVM, visi utama Canto adalah menjadi platform nilai DeFi yang dapat diakses, transparan, terdesentralisasi, dan gratis. Melalui penelitian yang mendalam di sektor ini, telah ditemukan bahwa setiap ekosistem DeFi yang sehat terdiri dari tiga elemen dasar:

1. Bursa terdesentralisasi (DEX) seperti Uniswap dan Sushiswap;
2. Platform peminjaman seperti Compound dan Aave;
3. Token terdesentralisasi seperti DAI, USDC, atau USDT.

Namun, ekosistem DeFi tradisional pada akhirnya memiliki nasib yang sama: mereka mengeluarkan token protokol governance, yang nilainya bergantung pada seberapa besar biaya penggunaan yang dapat diekstrak oleh ekosistem dari pengguna masa depannya—semakin banyak yang diekstrak, semakin besar nilainya. Ini mirip dengan setiap protokol DeFi yang merupakan tempat parkir milik pribadi yang mengenakan biaya per jam—semakin banyak digunakan, semakin tinggi penilaian.

Canto mengambil pendekatan lain: Bangun infrastruktur publik gratis untuk DeFi (Infrastruktur Publik Gratis), Jadikan diri Anda sebagai tempat parkir gratis untuk proyek-proyek ekologisnya.

Infrastruktur terdiri dari 3 protokol: pertukaran terdesentralisasi Canto DEX, platform peminjaman tergabung Canto Lending Market (CLM) yang diambil dari Compound v2, dan mata uang stabil NOTE yang dapat dipinjam dari CLM melalui aset jaminan.

Canto telah mengadopsi pendekatan yang baru: membangun infrastruktur publik gratis yang ditujukan untuk DeFi, memposisikan dirinya sebagai tempat parkir gratis yang tersedia bagi proyek-ekosistemnya untuk digunakan tanpa biaya.

Infrastruktur terdiri dari tiga protokol: pertukaran terdesentralisasi Canto DEX, platform peminjaman tergabung Canto Lending Market (CLM) yang di-fork dari Compound v2, dan stablecoin NOTE, yang dapat dipinjam dari CLM menggunakan aset yang dijaminkan.

Canto DEX beroperasi secara permanen sebagai protokol tanpa kemampuan di-upgrade, tanpa tata kelola. Ini tidak mengeluarkan tokennya sendiri maupun menagih biaya tambahan. Desain ini mencegah berbagai perilaku mencari keuntungan dalam aplikasi DeFi ekosistem, menghindari permainan zero-sum yang merugikan.

Tata kelola platform peminjaman CLM dikontrol oleh pemangku kepentingan, yang sepenuhnya mendapatkan manfaat dari pertumbuhan ekosistem dan, pada gilirannya, menciptakan lingkungan terbaik bagi pengembang dan pengguna DeFi, memotivasi mereka untuk terus berkontribusi. Bunga yang dihasilkan dari pinjaman yang diterbitkan dalam NOTE dibayarkan kepada peminjam, tanpa protokol mengambil potongan apa pun.

Bagi pengembang, Canto telah memperkenalkan model Pendapatan yang Dijamin Kontrak, yang mengalokasikan persentase tertentu dari biaya yang dihasilkan dari interaksi on-chain dengan kontrak kepada para pengembang. Serangkaian inovasi model bisnis oleh Canto, yang disebut 'membunuh tiga burung dengan satu batu,' mendorong ekosistem yang konstruktif dan berkembang dengan menyediakan infrastruktur keuangan terbuka dan gratis.

Dengan berbagai cara, Canto memberikan insentif kepada pengembang ekosistem dan pengguna untuk bergabung dan terus memperkaya ekosistem. Dengan mengontrol dengan ketat "hak mencetak", Canto menciptakan kemungkinan likuiditas lintas aplikasi di berbagai aplikasi terdesentralisasi. Saat ekosistem berkembang, tokennya meningkat nilainya. Setelah proposal CSR disetujui oleh pemungutan suara komunitas pada 26 Januari 2024, token $CANTO mengalami lonjakan harga.

Setelah serangkaian inovasi model bisnis ini, pada 18 Maret 2024, Canto mengumumkan putaran iterasi teknis terbarunya di blog resminya.

Selain mengadopsi versi baru Cosmos SDK dan mengintegrasikan teknologi baru untuk mengurangi bottleneck akses penyimpanan, Canto juga akan melakukan upgrade ke EVM paralel: memperkenalkan paralelisasi optimis melalui implementasi Cyclone EVM.

SDK Cosmos yang digunakan oleh Canto membagi pemrosesan transaksi menjadi tiga tahap: Proposal, Voting, dan Finalisasi. Sub-proses ProcessProposal selama Voting bertanggung jawab atas eksekusi transaksi secara paralel. Mesin eksekusi paralel menangani eksekusi, sementara mesin deteksi konflik memverifikasi validitas transaksi.

Jika transaksi tidak valid, itu dikirim kembali ke mesin eksekusi untuk dieksekusi ulang; jika valid, itu dijadikan bagian dari alur pemrosesan selanjutnya. Dipercayai bahwa putaran upgrade teknologi ini akan membuat token Canto semakin menarik.

5.2 Berdasarkan Daftar Akses Negara yang Ketat: Bahan Bakar

Fuel, terdiri dari mesin virtual FuelVM, bahasa pengembangan kontrak Sway yang terinspirasi oleh Rust, dan toolchain terkaitnya, adalah "sistem operasi rollup Ethereum" modular yang dibuat khusus. Proyek Fuel didirikan pada tahun 2019, dan pada bulan Desember 2020, Fuel Labs meluncurkan lapisan eksekusi rollup optimis pertama di Ethereum, Fuel v1. Setelah lebih dari tiga tahun pengembangan, proyek ini akhirnya akan meluncurkan mainnet-nya pada kuartal ketiga tahun 2024.

Fuel menyelesaikan putaran pendanaan sebesar $1,5 juta dan $80 juta pada tahun 2021 dan 2022, masing-masing. Tim inti terdiri dari lebih dari 60 insinyur, dengan pendiri John Adler juga menjadi salah satu pendiri solusi ketersediaan data Celestia Labs dan salah satu pendukung awal pendekatan optimistic rollup. Dalam hal operasional, proyek ini memiliki 270.000 anggota di Twitter dan 390.000 di Discord.

Menjalankan transaksi satu per satu di blockchain menimbulkan biaya gas dan bersaing untuk ruang blok berharga, yang lambat. Secara alami, berbagai solusi penskalaan muncul dalam pikiran, seperti pemrosesan transaksi secara berkelompok yang kemudian dikemas bersama dan diselesaikan di rantai untuk mempercepat eksekusi.

Rollup adalah solusi penskalaan yang beroperasi di luar L1, mengeksekusi transaksi dalam batch di luar rantai kemudian mengirimkan data transaksi atau bukti eksekusi ke L1. Ini memastikan keamanan melalui lapisan DA dan menyelesaikan transaksi. Ada dua tipe utama rollups: optimis dan zero-knowledge (ZK).

Optimistic rollups mengasumsikan transaksi valid dan menghasilkan bukti kecurangan untuk membatalkan transaksi jahat atau salah pada L1 ketika terdeteksi. ZK rollups menghasilkan bukti validitas transaksi melalui perhitungan kompleks tanpa mengekspos detail transaksi, dan mempublikasikannya ke L1 untuk menunjukkan bahwa rollup telah menjalankan transaksi dengan benar. Dengan demikian, rollups adalah teknologi lapisan eksekusi blockchain.

Meskipun rollups mempercepat eksekusi transaksi, sebagian besar implementasi yang ada dirancang untuk blockchain monolitik. Pengembang harus membuat berbagai kompromi secara teknis, yang membatasi kinerja penuh rollups. Dengan tren baru menuju blockchain modular, belum ada solusi rollup yang sesuai di industri. Fuel diciptakan untuk mengisi kesenjangan ini.

Fuel menggunakan model data UTXO, yang memiliki keunggulan bahwa output transaksinya hanya memiliki dua status: sudah dihabiskan, tercatat secara permanen dalam riwayat transaksi blok, atau belum dihabiskan, tersedia untuk transaksi di masa depan. Hal ini meminimalkan data status yang disimpan pada setiap node dalam rantai. Berdasarkan ini, Fuel memeriksa informasi akun yang diakses oleh setiap transaksi sebelum eksekusi, mengidentifikasi ketergantungan, dan menjadwalkan transaksi tanpa ketergantungan untuk dieksekusi secara paralel, meningkatkan throughput pemrosesan transaksi.

Integrasi lintas-rantai dari Rantai L1 dengan Solusi L2: Neno, Eclipse, dan Lumio

Solusi L2 memiliki fitur umum: mereka menggabungkan kemampuan dua jenis mesin virtual untuk meningkatkan kecepatan eksekusi transaksi. Secara khusus, ini melibatkan penggunaan L1 paralel untuk mengeksekusi transaksi sambil mempertahankan kompatibilitas dengan rantai lain (dukungan mesin virtual ganda). Namun, mekanisme kompatibilitas yang diadopsi oleh proyek-proyek berbeda-beda. Dalam hal ini, Neon, Eclipse, dan Lumio terutama representatif.

Neon mengklaim sebagai proyek EVM paralel pertama di ekosistem Solana, memungkinkan pengembang untuk bermigrasi dengan lancar proyek-proyek ekosistem Ethereum ke ekosistem Solana. Eclipse adalah protokol lain dalam ekosistem Solana yang kompatibel dengan EVM, dibangun dengan arsitektur modular. Diantara ketiga proyek ini, hanya Neon yang telah mengeluarkan tokennya sendiri, mencapai nilai pasar sirkulasi lebih dari 78 juta.

Kedua proyek lain masih berada dalam tahap awal yang relatif. Lumio menggabungkan Aptos dan Ethereum untuk membuat protokol rollup L2 optimis, menjalankan aplikasi Ethereum secara efisien dengan kecepatan Move VM.

Dalam hal pembiayaan, Neon menyelesaikan penggalangan dana sebesar $40 juta pada November 2021 dan $5 juta pada Juni 2023, dengan total $45 juta. Eclipse menyelesaikan penggalangan dana sebesar $6 juta pada Agustus 2022, $9 juta pada September 2022, dan $50 juta pada Maret 2024, dengan total $65 juta. Lumio belum mengumpulkan dana.

Tiga proyek tersebut belum membentuk ekosistem aplikasi berskala besar, namun mereka memiliki puluhan hingga ratusan ribu pengikut atau anggota di platform media sosial utama, menunjukkan aktivitas komunitas yang signifikan.

Dari perspektif mekanisme, Neon adalah emulator EVM pada jaringan Solana, berjalan sebagai kontrak pintar. Pengembang dapat menggunakan bahasa seperti Solidity dan Vyper untuk menulis aplikasi dApp, dan dapat menggunakan alat-alat Ethereum dan API RPC Ethereum yang kompatibel, akun, tanda tangan, dan standar token, seperti MetaMask, Hardhat, dan Remix. Sementara itu, mereka menikmati manfaat biaya rendah, kecepatan eksekusi transaksi tinggi, dan kemampuan pemrosesan paralel yang dibawa oleh Solana.

Transaksi Ethereum yang dikirim dari frontend Ethereum dApp dikonversi oleh proxy menjadi transaksi Solana, kemudian dieksekusi di emulator, memodifikasi status rantai. Ini seperti emulator permainan yang sering kita gunakan di PC, yang memungkinkan kita memainkan permainan eksklusif dari konsol seperti Switch dan PlayStation di komputer desktop. Neon memungkinkan pengembang Ethereum untuk menjalankan aplikasi Ethereum di jaringan Solana.

Eclipse mengadopsi pendekatan implementasi yang berbeda: menjalankan transaksi melalui SVM dan menyelesaikan transaksi melalui EVM. Eclipse menggunakan arsitektur blockchain modular, di mana ia hanya menangani eksekusi transaksi dan mengoutsourcing tanggung jawab lainnya, membentuk solusi yang terpadu melalui kombinasi modular.

Sebagai contoh, itu menggunakan Celestia untuk mengelola ketersediaan data dan Ethereum untuk mengeksekusi dan menyelesaikan transaksi. Eclipse memastikan kecepatan eksekusi melalui SVM dan keamanan melalui validasi dan penyelesaian Ethereum.

Lumio menerapkan filosofi desain yang independen dari lapisan eksekusi dan penyelesaian, mendukung berbagai mesin virtual dan kompatibel dengan beberapa jaringan L1/L2: Ethereum, Aptos, Optimism, Avalanche, zkSync, dan lainnya. Ini melakukan transaksi melalui Move VM dan menyelesaikannya melalui EVM, sehingga menghubungkan ekosistem Ethereum dan Aptos.

Namun, ambisi Lumio tidak berhenti di situ. Visinya adalah untuk menyediakan panggilan lintas mesin virtual untuk mencapai koneksi likuiditas multi-blockchain dengan kecepatan tertinggi dan tarif terendah.

Di atas adalah proyek-proyek utama saat ini yang terkait dengan narasi EVM paralel, seperti yang ditunjukkan dalam diagram berikut.

6. Kesimpulan dan Prospek

Orang sering menyamakan Bitcoin dengan "buku besar terdistribusi" dan Ethereum dengan "mesin status terdistribusi". Jika kita anggap semua node yang mengoperasikan jaringan blockchain sebagai satu komputer, maka blockchain paralel pada dasarnya mempelajari bagaimana memaksimalkan pemanfaatan sumber daya pemrosesan "komputer" ini untuk mencapai kecepatan eksekusi tercepat.

Ini adalah evolusi yang tak terhindarkan dalam sejarah teknologi komputasi, mirip dengan perkembangan dari prosesor single-core ke multi-core, dan sistem operasi yang berkembang dari single-user single-thread ke multi-user multi-threading. Hal ini memiliki implikasi penting bagi pengembangan terus-menerus industri.

Prinsip-prinsip teknis dari EVM paralel dapat dibagi menjadi dua komponen: mesin virtual dan mekanisme eksekusi paralel. Dalam konteks blockchain, mesin virtual mengintegrasikan serangkaian instruksi untuk mengeksekusi kontrak secara terdistribusi dan menjalankan dApps. Mekanisme eksekusi paralel terutama berfokus pada memaksimalkan kecepatan eksekusi transaksi sambil memastikan keakuratan hasil transaksi.

Di satu sisi, EVM paralel berbagi prinsip teknis yang umum. Pertama, model paralelisasi optimis adalah konsensus untuk blockchain publik L1. Namun, ini tidak berarti bahwa model kunci memori tidak berguna. Superioritas teknologi tidak ada; lebih tepatnya, tingkat keterampilan pengembang yang bervariasi.

Kedua, proyek-proyek seperti Fuel yakin bahwa mekanisme penskalaan off-chain hanya dapat mencapai kinerja maksimum setelah dimodulkan. Akhirnya, banyak proyek L2 mencari untuk meningkatkan throughput transaksi dengan mengintegrasikan dengan blockchain publik L1 paralel, sehingga mencapai kemampuan penskalaan lintas-ekosistem.

Di sisi lain, blockchain paralel memiliki pencapaian teknis unik mereka sendiri. Bahkan ketika mengadopsi model eksekusi paralel yang sama, tim-tim yang berbeda telah menerapkan pola desain arsitektur yang bervariasi, model data, atau mekanisme preprocessing. Eksplorasi teknologi tak ada habisnya, dan proyek-proyek berbeda mengembangkan teknologi yang berbeda berdasarkan visi yang berbeda untuk mendorong praktik ke level yang lebih tinggi.

Mengantisipasi, lebih banyak proyek L1 dan L2 akan bergabung dalam kompetisi di EVM paralel. Jalur L1 akan melihat kompetisi komprehensif antara kamp-kamp EVM paralel dan non-EVM dalam sumber daya pemrosesan, sumber daya penyimpanan, sumber daya jaringan, sumber daya sistem file, dan sumber daya perangkat. Kompetisi ini juga akan melahirkan narasi-narasi baru terkait peningkatan kinerja. Sementara itu, jalur L2 akan berkembang menuju simulator mesin virtual blockchain atau blockchain modular.

Di masa depan, optimasi infrastruktur akan membawa kecepatan yang lebih cepat, biaya lebih rendah, dan efisiensi yang lebih tinggi. Para pengusaha Web3 dapat dengan berani menginovasikan model bisnis untuk menciptakan pengalaman produk terdesentralisasi yang lebih baik di seluruh dunia, lebih lanjut memperkaya ekosistem industri. Bagi para investor Web3, fokus semata-mata pada teknologi tidak mencukupi.

Saat memilih target investasi, investor harus mempertimbangkan narasi, kapitalisasi pasar, dan likuiditas, memilih proyek-proyek dengan "naratif yang baik," "kapitalisasi pasar rendah," dan "likuiditas tinggi." Kemudian, mereka harus meneliti bisnis, latar belakang tim, model ekonomi, pemasaran, dan proyek-proyek ekologis, sehingga mengungkap proyek-proyek potensial dan menemukan jalur investasi yang sesuai.

EVM Paralel masih dalam tahap awal pengembangan, dengan proyek-proyek seperti Neon, Monad, Canto, Eclipse, Fuel, dan Lumio dalam fase di mana nilainya belum sepenuhnya tercapai. Terutama, Monad, Canto, dan Fuel.

Dari gaya pemasaran Monad, tidak hanya patut dicatat sendiri, tetapi proyek meme dalam ekosistemnya juga patut diperhatikan, yang dapat menyebabkan cerita cepat kaya yang didorong oleh hype. Canto memenuhi kondisi "narasi yang baik" dan "valuasi pasar yang rendah," tetapi apakah itu target investasi yang baik masih memerlukan pemeriksaan menyeluruh terhadap berbagai indikatornya. Bahan bakar mewakili arah populer dalam pengembangan blockchain modular dan juga dapat menimbulkan peluang investasi baru, yang semuanya merupakan arah yang patut kita perhatikan.

pernyataan:

1. Artikel ini diambil dari Akademi Gryphsis), judul aslinya adalah "Ten Thousand Words Interpretation of Parallel EVM: How to Break through the Blockchain Performance Bottleneck?", hak cipta adalah milik penulis asli [@leesper6], jika Anda memiliki keberatan terhadap cetak ulang, silakan hubungi Tim Pembelajaran Gate, tim akan menanganinya sesegera mungkin sesuai dengan prosedur yang relevan.

2. Penyangkalan: Pandangan dan opini yang terdapat dalam artikel ini hanya mewakili pandangan pribadi penulis dan tidak merupakan saran investasi apa pun.

3. Versi bahasa lain dari artikel diterjemahkan oleh tim Gate Learn dan tidak disebutkan dalamGate.ioArtikel yang diterjemahkan mungkin tidak boleh direproduksi, didistribusikan, atau diplagiat.