Che cos'è EVM ?

EVM garantisce che una rete Layer 2 L2) rispecchi pienamente la Ethereum Machine (EVM), come descritto nel Ethereum paper Ethereum . Ciò significa che la rete replica l'ambiente di esecuzione Ethereumsenza introdurre modifiche personalizzate.

Le L2 EVM si integrano perfettamente con gli strumenti e l'infrastruttura Ethereum, supportando strumenti di sviluppo come Solidity e Hardhat, oltre a client di esecuzione quali Geth e Besu. Questa compatibilità si estende alle Ethereum Proposals (EIP) negli ambienti operativi, garantendo un'esperienza di sviluppo unificata.

Seguendo l'architettura Ethereum, le catene EVM ereditano la sicurezza, la scalabilità e gli effetti di rete Ethereum, funzionando in modo indistinguibile dalla mainnet ampliandone mainnet la capacità di innovazione e diffusione.

Tipi di EVM

EVM viene classificata in base al grado in cui una L2 riproduce l'ambiente di esecuzione Ethereum, bilanciando la compatibilità con le ottimizzazioni delle prestazioni.

1. Tipo 1: Ethereum Ethereum
   Replica integralmente gli opcode, le strutture dati e le primitive crittografiche Ethereum, consentendo una perfetta integrazione con Ethereum e le applicazioni Ethereum senza necessità di modifiche.
2. Tipo 2: EVM
   MantieneEVM core EVM ma introduce modifiche minori, come la sostituzione delle funzioni hash o degli alberi di stato, per ottimizzare la generazione delle prove. Questi adeguamenti possono influire sulla compatibilità con i dati storici e con gli strumenti avanzati.
3. Tipo 3: EVM con Gas
   Modifica gas per operazioni specifiche al fine di semplificare la generazione delle prove e migliorare l'efficienza. Ciò potrebbe causare malfunzionamenti nelle applicazioni che si basano sul modello gas Ethereum.
4. Tipo 4: Parzialmente EVM
   Apporta modifiche significative, come la rimozione delle precompilazioni o l'alterazione della logica di esecuzione, rendendo necessaria la riscrittura delle applicazioni e riducendo la compatibilità con gli strumenti Ethereum.

Queste categorie illustrano il compromesso tra fidelity Ethereume l'ottimizzazione delle prestazioni ai fini della scalabilità.

Esempi di catene EVM

Ecco alcune delle principali Layer 2 che figurano tra i rollup EVM più importanti su Ethereum:

• Optimism: Basato su OP , Optimism implementa Optimism la semantica degli opcode, gas e le strutture dati Ethereum, garantendo la compatibilità con Ethereum e l'implementazione inalterata degli smart contract.
• Arbitrum : Arbitrum utilizza Geth come client di esecuzione, mantenendo il comportamento degli opcode e l'elaborazione delle transazioni Ethereum. Il suo sistema a prova di frode convalida off-chain preservando al contempo la compatibilità con gli strumenti Ethereum.
• Linea: Linea le specifiche del white paper Ethereum, replicando la semantica degli opcode e le primitive crittografiche come Keccak, consentendo l'implementazione diretta degli Ethereum contract Ethereum senza modifiche.
• Taiko: Taiko, un rollup zkEVM , esegue Ethereum in zk mantenendo le strutture dati e l'hashing Ethereum, garantendo un allineamento completo con l'ambiente di runtime Ethereum.
• Scroll: Scroll zkEVM Ethereum senza modifiche con primitive crittografiche native, consentendo un'implementazione senza soluzione di continuità utilizzando Ethereum come Hardhat e Truffle.

Svantaggi dell EVM

EVM limita la flessibilità nell'ottimizzazione delle prestazioni o della scalabilità, poiché segue rigorosamente l'architettura di Ethereum. 

Componenti come l'hash Keccak e gli alberi di Merkle Patricia, pur essendo fondamentali per Ethereum, non sono ottimali per zero-knowledge , il che comporta una generazione più lenta delle prove e un maggiore carico computazionale, specialmente nelle zkEVM .

Il mantenimento dell'equivalenza complica inoltre gli aggiornamenti. L'implementazione di sistemi a prova di frode o l'integrazione di nuove Ethereum Proposals (EIP) richiede uno sforzo aggiuntivo per garantire la piena compatibilità. Questa maggiore complessità può rallentare lo sviluppo e aumentare il fabbisogno di risorse rispetto alle architetture ottimizzate per casi d'uso specifici.

Il Futures ridimensionamento EVM

EVM è fondamentale nella rollup Ethereum, con gli zkEVM in prima linea negli sforzi di scalabilità. Gli zkEVM di tipo 1 replicano integralmente Ethereum presentano delle inefficienze nella generazione delle prove a causa di componenti ZK, come l'algoritmo di hashing Keccak. I progressi nella parallelizzazione e nell'hardware ZK saranno fondamentali per affrontare queste sfide.

Nel near , gli zkEVM di tipo 2 e 2.5 offrono un equilibrio pratico tra prestazioni e compatibilità. Progetti come Scroll come questi approcci consentano di ottenere prove più rapide integrandosi al contempo con l'infrastruttura esistente, aprendo la strada a una più ampia diffusione e a soluzioni di scalabilità a lungo termine.

Linea di fondo

EVM consiste nel trovare un equilibrio tra la compatibilità con Ethereum l'esigenza di scalabilità. 

Le soluzioni di tipo 1 offrono fidelity perfetta, fidelity presentano delle inefficienze nella generazione delle prove, mentre quelle di tipo 2 e successive apportano modifiche pragmatiche per ottimizzare le prestazioni. 

Ogni livello riflette un compromesso tra velocità, compatibilità e integrazione nell'ecosistema. Man mano che il settore matura, queste innovazioni plasmeranno il futuro della scalabilità Ethereum e ridefiniranno le possibilità delle reti decentralizzate.