Was ist EVM ?

EVM stellt sicher, dass ein Layer 2 L2) die Ethereum Machine (EVM) vollständig widerspiegelt, wie im Ethereum Paper beschrieben. Diese Konformität bedeutet, dass das Netzwerk die Ausführungsumgebung Ethereumrepliziert, ohne eigene Anpassungen vorzunehmen.

EVM Layer-2-Lösungen lassen sich nahtlos in die Tools und Infrastruktur Ethereumintegrieren und unterstützen Entwicklertools wie Solidity und Hardhat sowie Ausführungs-Clients wie Geth und Besu. Diese Kompatibilität erstreckt sich auch auf Ethereum Proposals (EIPs) in Produktionsumgebungen und gewährleistet so ein einheitliches Entwicklungserlebnis.

Durch die Übernahme der Ethereumprofitieren EVM Blockchains von der Sicherheit, Skalierbarkeit und den Netzwerkeffekten Ethereum. Sie funktionieren praktisch nicht von dem mainnet zu unterscheiden mainnet erweitern mainnet dessen Innovations- und Akzeptanzpotenzial.

Arten der EVM

EVM wird danach eingestuft, inwieweit ein L2 die Ausführungsumgebung Ethereumnachbildet, wobei ein Gleichgewicht zwischen Kompatibilität und Leistungsoptimierungen angestrebt wird.

1. Typ 1: Ethereum
   Repliziert die Opcodes, Datenstrukturen und kryptografischen Primitive Ethereumvollständig und ermöglicht so eine nahtlose Integration mit Ethereum und -Anwendungen ohne Anpassungen.
2. Typ 2: EVM
   Behält EVM bei, führt jedoch geringfügige Änderungen ein, wie beispielsweise den Austausch von Hash-Funktionen oder Zustandsbäumen, um die Generierung von Nachweisen zu optimieren. Diese Anpassungen können sich auf die Kompatibilität mit historischen Daten und fortgeschrittenen Tools auswirken.
3. Typ 3: EVM mit Gas
   Passt gas für bestimmte Vorgänge an, um die Erstellung von Proofs zu vereinfachen und die Effizienz zu steigern. Dies kann zu Störungen bei Anwendungen führen, die auf dem gas Ethereumbasieren.
4. Typ 4: Teilweise EVM
   Führt zu erheblichen Änderungen, wie z. B. dem Wegfall von Precompiles oder der Änderung der Ausführungslogik, was eine Neuprogrammierung der Anwendungen erforderlich macht und die Kompatibilität mit Ethereum Ethereum-Tools einschränkt.

Diese Kategorien veranschaulichen die Abwägungen zwischen fidelity Architektur Ethereumund der Leistungsoptimierung im Hinblick auf die Skalierbarkeit.

Beispiele für EVM Blockchains

Hier sind einige der führenden Layer 2 , die zu den bedeutendsten EVM Rollups auf Ethereum zählen:

• Optimism: Optimism basiert auf dem OP und implementiert die Opcode-Semantik, gas und die Datenstrukturen Ethereum Optimism , wodurch die Kompatibilität mit Ethereum und die unveränderte Bereitstellung von Smart Contracts gewährleistet sind.
• Arbitrum : Arbitrum nutzt Geth als Ausführungsclient und behält dabei das Opcode-Verhalten sowie die Transaktionsverarbeitung Ethereumbei. Sein betrugssicheres System validiert off-chain und gewährleistet gleichzeitig die Kompatibilität mit den Ethereum Tools Ethereum.
• Linea: Linea die Spezifikationen Ethereum-Yellow-PapersLinea , repliziert Opcode-Semantik und kryptografische Primitive wie Keccak und ermöglicht so die direkte Bereitstellung von Ethereum ohne Änderungen.
• Taiko: Als rollup führt Taiko Ethereum in zk aus und behält dabei die Ethereum Datenstrukturen und Hash-Funktionen Ethereum bei, wodurch eine vollständige Kompatibilität mit der Laufzeitumgebung Ethereumgewährleistet wird.
• Scroll: Scroll zkEVM die Ausführung von unverändertem Ethereum mit nativen kryptografischen Primitiven und ermöglicht so eine nahtlose Bereitstellung mit Ethereum wie Hardhat und Truffle.

Nachteile der EVM

EVM schränkt die Flexibilität bei der Optimierung von Leistung oder Skalierbarkeit ein, da sie sich streng an die Architektur Ethereumhält. 

Komponenten wie Keccak-Hashing und Merkle-Patricia-Tries sind zwar ein wesentlicher Bestandteil von Ethereum, für zero-knowledge jedoch nicht optimal geeignet, was insbesondere bei zkEVM zu einer langsameren Proof-Erstellung und einem höheren Rechenaufwand führt.

Die Aufrechterhaltung der Kompatibilität erschwert zudem Upgrades. Die Implementierung betrugssicherer Systeme oder die Integration neuer Ethereum Proposals (EIPs) erfordert zusätzlichen Aufwand, um vollständige Kompatibilität zu gewährleisten. Diese zusätzliche Komplexität kann die Entwicklung verlangsamen und den Ressourcenbedarf im Vergleich zu Architekturen erhöhen, die für bestimmte Anwendungsfälle optimiert sind.

Die Futures EVM Skalierung

EVM spielt eine zentrale Rolle in rollup Ethereum, wobei zkEVMs bei den Bemühungen um Skalierbarkeit eine Vorreiterrolle einnehmen. Typ-1-zkEVMs bilden Ethereum vollständig nach, weisen Ethereum aufgrund von ZK Komponenten wie dem Keccak-Hash-Algorithmus Ineffizienzen bei der Generierung von Nachweisen auf. Fortschritte bei der Parallelisierung und bei ZK Hardware werden entscheidend sein, um diese Herausforderungen zu bewältigen.

Kurzfristig bieten zkEVMs vom Typ 2 und 2.5 ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Leistung und Kompatibilität. Projekte wie Scroll , wie diese Ansätze schnellere Nachweise ermöglichen und sich gleichzeitig in die bestehende Infrastruktur integrieren lassen, was den Weg für eine breitere Akzeptanz und langfristige Skalierungslösungen ebnet.

Unterm Strich

Bei EVM geht es darum, die Kompatibilität mit Ethereum die Notwendigkeit der Skalierbarkeit in Einklang zu bringen. 

Lösungen vom Typ 1 bieten perfekte fidelity , haben fidelity mit Ineffizienzen bei der Beweiserzeugung zu kämpfen, während Lösungen vom Typ 2 und darüber hinaus pragmatische Änderungen vornehmen, um die Leistung zu optimieren. 

Jede Ebene spiegelt Kompromisse hinsichtlich Geschwindigkeit, Kompatibilität und Anpassung an das Ökosystem wider. Mit zunehmender Reife des Sektors werden diese Innovationen die Zukunft der Skalierung Ethereum prägen und die Möglichkeiten dezentraler Netzwerke neu definieren.