Введение в Artela

Artela - это расширяемая блокчейн-сеть уровня 1, созданная для разработчиков с целью создания модульных, функциональных, масштабируемых и настраиваемых приложений в среде, совместимой с EVM. Artela продвигает решение под названием "EVM++", где "++" означает, что Artela преодолеет ограничения EVM с точки зрения масштабируемости и расширяемости, предоставляя разработчикам больше цепных возможностей.

EVM стал стандартной платформой для разработки децентрализованных приложений (dApps) и широко применяется на различных цепочках смарт-контрактов, известных как совместимые с EVM. Тем не менее, виртуальные машины, подобные EVM, оптимизированы для конкретных случаев использования, что может ограничить гибкость разработчиков в проектировании приложений. Например, EVM отдает приоритет безопасности и доступности, нацеливаясь на стабильность сети. Расширение функциональности EVM требует одобрения через процесс Предложения по Улучшению Эфира (EIP), управляемый Фондом Эфира. Этот процесс, который может занять много времени, замедляет темп инноваций, ограничивая возможность разработчиков свободно изменять или создавать определенные компоненты на пользовательском уровне.

Разработчики, стремящиеся обойти эти ограничения, прибегают к созданию цепочек приложений (app-chains) для расширения функциональности. Несмотря на то, что такой подход обеспечивает большую кастомизацию, разработчики не только сталкиваются с более высокими затратами на разработку и эксплуатацию, но и теряют компонуемость в сети. В то время как другие альтернативы, такие как MoveVM и FuelVM, нацелены на то, чтобы предложить более совершенные виртуальные машины (ВМ) по сравнению с EVM, переход на эти платформы может повлечь за собой затраты на переход для разработчиков, привыкших к среде EVM. Кроме того, достижение того же уровня зрелости экосистемы, что и EVM, может занять значительное время из-за потери компонуемости с существующими инструментами разработчика и приложениями на основе EVM, которые в настоящее время аккумулируют большую часть заблокированной ликвидности.

Artela стремится расширить функциональность EVM, устраняя его текущие ограничения в настраиваемости, не требуя от dApps компромиссов или работы на фрагментированных цепочках приложений. Представляя 'Aspect programming', Artela позволяет разработчикам создавать собственные расширения или 'Аспекты', выполняя настраиваемый код в среде выполнения WebAssembly (WASM). Используя WASM для расширения EVM, разработчики могут создавать практические приложения, не жертвуя производительностью и преимуществами пребывания на EVM.

Кроме того, Artela решает проблемы производительности, присущие EVM, путем внедрения параллельного выполнения, облегчающего одновременную обработку нескольких транзакций. Это значительно повышает пропускную способность и масштабируемость, особенно в периоды пикового использования. Разработчики получают выгоду от этой функции, поскольку она оптимизирует использование ресурсов и улучшает скорость транзакций. Кроме того, Artela смягчает сетевую конгестию с помощью упругого блочного пространства, позволяющего крупным dApps подписываться на независимые блочные пространства, тем самым смягчая влияние конгестии и обеспечивая масштабируемость без необходимости в приложении-цепочке.

Теперь, когда мы определили проблемы, с которыми Artela сталкивается через свой технический дизайн, статья более подробно рассмотрит эти аспекты.

Artela Реализует Нативные Расширения С Использованием Решения EVM+WASM

Что такое Расширение?

Расширение - это программный модуль, который расширяет или улучшает функциональность приложений. В контексте операционных систем обычно различают между режимом ядра и пользовательским режимом, причем пользовательские приложения обычно работают в пользовательском режиме, используя функциональность, предоставляемую программами в режиме ядра. Однако Mac OS X позволяет разработчикам приложений автономно развертывать программы в режим ядра для расширения функциональности ядра без необходимости, чтобы команда ядра MacOS X инкапсулировала функциональность на основе общих потребностей разработчиков. Основные механизмы, предоставляемые Mac OS X, - это 'Расширения ядра' и 'Системные расширения'. Эти два типа расширений позволяют разработчикам разрабатывать расширения ядра в определенных режимах безопасности, используя функциональность с повышенными привилегиями для создания функций, которые не могут быть реализованы в чисто пользовательских приложениях.

Функциональность приложения через призму крючков Uniswap v4

Подобно тому, как Mac OS X расширяет функциональность приложений через ядерные расширения, Uniswap v4 вводит функцию хуков, которая расширяет функциональность приложения Uniswap. Хуки предоставляют разработчикам возможность добавлять настраиваемые функции на определенных этапах в торговых пулах. Эта функциональность значительно повышает операционную гибкость и свободу, давая разработчикам возможность выполнять действия, такие как установка ордеров с лимитом на цепочке перед началом торгов, извлечение комиссий за обменные операции и выводы ликвидности, а также позволяет держателям LP зарабатывать дополнительный доход MEV. Введение функции хуков расширяет возможности в пределах торговых пулов, облегчая создание настраиваемых расширений для удовлетворения разнообразных потребностей пользователей.

Несмотря на потенциал функций Uniswap v4, он пока не был полностью оперативно внедрен. Хотя хуки позволяют настраивать функционал, темп инноваций все еще ограничен ограничениями Ethereum Virtual Machine (EVM). Возвращаясь к примеру 'ядра' и 'пользовательского' режима, для дальнейшего расширения своих возможностей разработчики должны ожидать обновлений через процесс Предложений по Улучшению Ethereum, за который отвечает Ethereum Foundation.

Расширения Artela Native

Под влиянием архитектуры системы Mac OS X команда Artela предложила, что помимо поддержки 'умных контрактов' в протоколе блокчейн, Aspects, похожие на ядровые расширения, являются встроенными расширениями в блокчейне Artela. Вот как Aspect может расширять функциональность EVM:

1. У него есть доступные базовые разрешения на доступ к API и он может комбинироваться с умными контрактами и другими аспектами.
2. Его код выполняется с использованием WASM, создавая среду выполнения, которая на порядки эффективнее, чем у EVM.
3. Его выполнение безопасно изолировано, не влияя на безопасность и стабильность блокчейна.
4. В плане управления им управляет не основная команда, а команда приложения для развертывания и обслуживания.

Используя Аспекты, разработчики приложений могут настраивать необходимые для своих приложений базовые функциональные возможности, не ожидая, когда основная команда их инкапсулирует. Благодаря его комбинируемости, разработчики приложений могут использовать заранее созданные Аспекты для создания функционально насыщенного приложения на Artela. Команда Artela подводит итоги этого парадигмы как парадигмы Нативного Расширения.

Более того, поскольку Aspects могут получать доступ к API на уровне системы на базовом уровне, они могут интегрировать фундаментальные функции, такие как функциональность автоматизации, без использования стороннего поставщика, такого как Chainlink. Эта расширяемость, характерная для цепочки, снижает компромиссы между доверием и стоимостью, связанные с привлечением сторонних поставщиков услуг в сеть. При использовании стороннего сервиса, например сети автоматизации хранителей, для выполнения задач на цепочке вводятся дополнительные затраты для пользователей и снижается доверие из-за зависимости от внешней стороны. Aspects могут обеспечить функциональность автоматизации встроенным образом, где WASM может быть запущен во время транзакции или выполнения блока, в то время как Aspect может быть запрограммирован для выполнения предопределенных задач в определенной высоте блока. Расширяя эту функциональность непосредственно на базовый уровень, захват значимости напрямую проходит через блокчейн, поскольку увеличивается количество запросов на газ.

Функциональность автоматизации - всего лишь один пример практических применений аспектного программирования Artela. Его решение EVM+WASM в конечном итоге улучшает функциональность dApp через WASM, сохраняя композиционность с EVM.

Artela дает разработчикам широкие возможности настройки как прикладного уровня dApps, так и базовой производительности блокчейна.

Настройка функциональности:

Умный контракт + Нативное расширение = Функциональное приложение

В Artela логика приложения может быть разделена на две части (основной бизнес и дополнительные функции):

1. Смарт-контракты в основном отвечают за обработку основной бизнес-логики dApp, такой как логика транзакций, кредитования или голосования.
2. Aspect обрабатывает функции, которые не напрямую влияют на основную бизнес-логику, но могут улучшить другие атрибуты приложения (дополнительные функции). Aspect дополняет смарт-контракты, а не заменяет их.

Этот механизм означает, что Artela имеет два исполнительных слоя, работающих синхронно. EVM действует как ЦП, обрабатывая основную логику контракта, в то время как Aspects, работающие на виртуальной машине WASM, похожи на ГПУ, обрабатывающие расширенные функциональности, не затрагивая состояние смарт-контрактов. И EVM, и Aspects работают на тех же узлах и механизме консенсуса, поэтому нет дополнительных доверительных предположений, и они делят одинаковый уровень безопасности.

Возвращаясь к нашему первоначальному знакомству с Uniswap V4, подобно механизму Hook в Uniswap V4, Аспекты Артелы позволяют активироваться в нескольких точках жизненного цикла блока и обработки транзакций. Hooks в Artela называются Точками Присоединения, а выполняющий код Hook называется Аспектом, динамически вставляющим функциональности в различные Точки Присоединения.

Оптимизация возможностей dApp через WASM Runtime

Artela использует специально разработанное WASM-время выполнения, предназначенное для выполнения аспектов. Он предлагает несколько практических преимуществ для расширения возможностей приложения. Во-первых, это позволяет эффективно выполнять сложную логику и вычисления благодаря оптимизации производительности и низкоуровневому представлению кода. Через WASM Aspects позволяет разработчикам создавать приложения без ущерба производительности, что важно для обеспечения масштабируемости и отзывчивости децентрализованных приложений. Кроме того, поддержка WASM для нескольких языков программирования и его модульное построение обеспечивают разработчикам гибкость и простоту интеграции с существующими программными экосистемами. Благодаря развитию и поддержке технологических гигантов, таких как Google, Mozilla и Apple, WASM получил широкое распространение и популярность, что привело к богатой экосистеме инструментов и ресурсов для разработчиков.

Параллельное выполнение: увеличение масштабируемости сети

Artela использует параллельное выполнение как решение масштабируемости для снижения задержек сети и увеличения пропускной способности. Artela анализирует транзакции, чтобы определить, какие из них могут быть обработаны одновременно без взаимного влияния. Организуя эти совместимые транзакции в группы, Artela может выполнять несколько наборов одновременно, что значительно увеличивает объем и количество транзакций, которые могут быть обработаны за определенный период. Этот подход отличается от последовательного выполнения в Ethereum, где каждая транзакция обрабатывается одна за другой, что может привести к узким местам, особенно в периоды высокой загруженности.

Параллельное выполнение устраняет необходимость в том, чтобы транзакции ждали продолжительное время для подтверждения или платили избыточные сборы, чтобы приоритизировать транзакции. Более короткие времена подтверждения способствуют более быстрой окончательности транзакций и приносят пользу приложениям, чувствительным к задержкам, таким как игры или аукционы. Например, приложения, подобные League of Legends, популярной многопользовательской онлайн-игре в жанре боевой арены (MOBA), требуют низкой задержки для точного отображения субсекундных вводов игроков. Аналогично, высокая пропускная способность транзакций необходима для платформ на корпоративном уровне, позволяя крупным финансовым сетям, таким как Visa и Mastercard, обрабатывать тысячи транзакций в секунду.

Слияние параллельной обработки в ближайшем будущем в Ethereum кажется маловероятным, так как он сосредоточен на стратегии, ориентированной на rollup. Однако потенциал для параллельной обработки в экосистеме EVM существует, проекты как Monad и Eclipse исследуют параллельную обработку. Точно так же Sei V2 намерен объединить возможности параллельного выполнения с совместимостью EVM, позволяя контрактам Ethereum быть без изменений без проблем развернутыми на Sei. Этот подход повторяет стратегию Artela по улучшению масштабируемости, обеспечивая обратную совместимость с EVM.

Интеграция Artela параллельной обработки и аспектов представляет собой стратегическое улучшение своей инфраструктуры. Это решает текущие требования к масштабируемости и эффективности, предлагая разработчикам гибкий фреймворк. Этот фреймворк позволяет создавать децентрализованные приложения, способные удовлетворять требования различных случаев использования, таких как динамические игровые среды и финансовые услуги высокого объема.

Масштабируемость с упругим блочным пространством

Когда протокол растет в сети Artela, он может подписаться на Эластичное Блочное Пространство, чтобы обработать рост пользователей и пропускной способности протокола. Эластичное Блочное Пространство предлагает независимое блочное пространство для dApps с высокими требованиями к пропускной способности транзакций, позволяя им масштабироваться с их ростом. По сути, блокирование определяет объем данных, который блокчейн может хранить в каждом блоке, что прямо влияет на пропускную способность транзакций. Когда у dApps возникает всплеск спроса на транзакции, подписка на эластичное блочное пространство становится полезной для эффективной обработки увеличенной нагрузки без влияния на базовый блокчейн.

Примером для понимания важности блокчейна и его влияния на транзакционные издержки может послужить запуск NFT Otherside Yuga Labs, который привел к резкому увеличению цен на газ (до 500 гвей). Общий объем газа, потраченный на транзакции Ethereum во время этого события, составил 225 миллионов долларов США. Спрос на блокчейн значительно превысил имеющееся предложение. Это означает, что пользователи, обращающиеся к другим приложениям на Ethereum, также столкнулись с высокими комиссиями за газ, несмотря на то, что только одно приложение вызывало перегрузку сети.

Возможно увеличить количество транзакций в блоке на Ethereum, но мы уже знаем, что обновление EVM требует длительного процесса EIP и времени на разработку. Кроме того, сеть Ethereum намеренно обеспечивает доступность вычислительных требований для большинства участников. Таким образом, если объем данных в блоке увеличивается, требования к хранению и вычислениям для валидаторов также увеличиваются, создавая более высокие барьеры для входа и потенциально подвергая риску децентрализованную этику Ethereum.

Solana решает эту проблему с помощью характерного решения - внедрения «локальных» рынков комиссий. Во время действий, таких как всплеск обменных операций или выпуск NFT, транзакции, связанные с конкретной деятельностью, сталкиваются с ростом комиссий. Например, при выпуске NFT эмитент NFT быстро исчерпывает предел вычислительной единицы (CU) на один аккаунт. Дальнейшие транзакции должны повышать приоритетные комиссии, чтобы находиться в пределах ограниченного пространства этого аккаунта. Такой подход предотвращает монополизацию редкого блокчейна любой отдельной деятельностью, ограничивает временные всплески комиссий и снижает общую сетевую перегрузку.

Artela расширяет концепцию локализованных рынков комиссий, как это видно на примере Solana, позволяя децентрализованным приложениям обеспечивать дополнительное пространство для блоков для прогнозирования спроса на транзакции, тем самым предотвращая скачки комиссий и перегрузки по всей сети. Такой подход не только смягчает негативные последствия внезапных скачков спроса, но и обеспечивает стабильные транзакционные издержки и эффективность сети. Предоставляя децентрализованным приложениям механизм масштабирования своего блочного пространства в ответ на прогнозируемый спрос, Elastic Block Space от Artela, позволяет протоколам справляться с быстрым ростом числа пользователей протокола и пропускной способности. Заглядывая в будущее, можно увидеть аспект, который способствует рынку блокчейна, где команды dApp могут покупать и продавать блочное пространство. Этот маркетплейс может предложить пакеты, которые являются более экономичными или удобными для dApps, потенциально включая варианты скидок при покупке блочного пространства заранее, аналогично энергетическим рынкам.

Применение

Криптовалютный рынок находится на рубеже, постоянно возрастающие требования пользователей к функциональности продуктов on-chain. Ограничения программирования on-chain становятся все более значимыми, и секторы, такие как безопасность DeFi, крипто AI и полностью on-chain игры, подчеркивают спрос на программную расширяемость. Artela обладает уникальными преимуществами и инновационным потенциалом в области искусственного интеллекта, полностью on-chain игр, безопасности DeFi и других областях. У нее есть потенциал преодолеть трудности, с которыми чистые блокчейны EVM тяжело справляются.

Предотвращение эксплойтов через аспекты

Один конкретный случай использования Aspect - предотвращение хакерских атак на смарт-контракты путем выполнения Aspect в определенных точках присоединения транзакции. Aspectы отслеживают и отслеживают стек вызовов, устанавливают правила контроля рисков, которые могут обнаружить повторные вызовы, указывающие на потенциальную атаку на повторное вхождение. Если атака обнаружена, аспекты могут откатить злонамеренную транзакцию, эффективно прекратив атаку и предотвратив любые потери средств.

Это маловероятно будет реализовано в нативном смарт-контракте, поскольку Solidity не может получить доступ ко всему контексту транзакции, включая изменения состояния и стек вызовов. Даже если бы данные были предоставлены для такого обнаружения, связанные с ними газовые издержки сделали бы это невозможным.

Использование аспектов для развертывания подобных стратегий безопасности значительно повышает стандарты безопасности блокчейна. По мере того, как технология блокчейн получает все более широкое распространение и становится платформой для финансовых транзакций в больших масштабах, мы также ожидаем, что аспекты могут сыграть роль в разработке логики управления рисками на уровне предприятия, которая находится в блокчейне. С текущими решениями, ориентированными на инструменты управления рисками вне сети, это сопряжено с неотъемлемыми рисками, такими как зависимость от внешних сущностей, таких как оракулы или сторонние сервисы, что приводит к зависимостям доверия. Обеспечивая более надежный ончейн-подход к безопасности и управлению рисками, аспекты прокладывают путь для крупных учреждений к рассмотрению технологии блокчейн в качестве жизнеспособного компонента своей технологической инфраструктуры, тем самым расширяя внедрение и полезность технологии блокчейн в более массовых и критически важных приложениях.

Полностью ончейн-гейминг

Технические решения Artela подходят для поддержки разработки и хостинга полностью ончейновых игр на своем блокчейне. Полностью ончейновые игры могут воспользоваться гибкостью Аспектов и высокой производительностью блокчейна Artela. Это может привести к инновационному дизайну игр, который использует врожденные характеристики блокчейна, такие как взаимодействие и неизменяемость.

Интересное применение аспектов - создание массовой многопользовательской онлайн-игры (ММО), имеющей постоянную игровую среду. Извлекая вдохновение из традиционных ММО, таких как Eve Online, которая собрала 50 миллионов игроков, продемонстрирован спрос на игровые сюжеты и экономики, управляемые игроками в песочнице. Полностью оn-chain игры могли бы уйти дальше, навсегда встраивая действия каждого игрока и их последствия непосредственно в блокчейн.

Однако, учитывая возможность настройки и ограничения на обработку транзакций, присущие EVM, многие студии по созданию игр на блокчейне применяют подходы, которые либо полностью держат логику своей игры вне цепи, в то время как включают в нее компоненты на цепи, такие как NFT или токены, либо используют гибридную модель на цепи/вне цепи. Для оптимизации разработки полностью игровой цепочки необходимы два ключевых фактора: (1) возможность включения расширенной функциональности в логику игры и (2) обеспечение низкой задержки для обеспечения безупречного пользовательского опыта.

Вернемся к примеру постоянных миров, Аспекты могут автоматизировать изменения состояния игры, вызванные действиями игрока. Давайте возьмем онлайн-многопользовательскую игру, где действия игрока вызывают изменения на игровой карте или в окружении. Это требует автоматического обновления состояния игры через определенные интервалы. Проблема в том, что для достижения этого вычислительный спрос может стать неудобным. Использование виртуальной машины WASM Artela эффективно преодолевает вычислительные ограничения, присущие EVM. Делегируя определенную логику и обновления состояния WASM, EVM может сосредоточиться на более простых функциях, таких как передача NFT и токенов. Эта эффективность позволяет постоянным ончейн-миром автономно выполнять пакетные вычисления и обновления без ущерба для геймплея или скорости транзакций. Благодаря высокой производительности среды выполнения WASM открывается возможность более широкого спектра полностью ончейн-игр, требующих низкой задержки.

Искусственный интеллект

Искусственный интеллект и технологии блокчейн обладают многообещающими синергетическими эффектами, особенно в улучшении безопасности данных и прозрачности. Машинное обучение с нулевым разглашением (zkML) применяет доказательства с нулевым разглашением к машинному обучению, позволяя верифицировать вычисления или предсказания без раскрытия исходных данных или деталей модели. Как подчеркивает Виталик Бутерин, "Криптографические устройства, особенно общего назначения, такие как ZK-SNARKs и MPC, имеют высокую нагрузку". Компания Modulus Labs дополнительно иллюстрирует этот вызов, указывая, что процессы zkML требуют более тысячи раз больше ресурсов, чем прямые вычисления, в то время как среднее время генерации доказательства с использованием RISC Zero составляет 173 секунды. Подобно Risc Zero, Artela могла бы использовать WASM для увеличения скорости выполнения сложных алгоритмов машинного обучения и управления большими наборами данных. Несмотря на эти достижения, признается, что, даже с оптимизацией WASM, среднее время генерации доказательства остается существенным, и связанные с этим издержки продолжают представлять вызов для осуществления zkML в качестве конкурентоспособного решения.

Однако Artela представляет инновационную структуру, называемую «Гетерогенные аспекты», чтобы решить эти ограничения. Гетерогенный аспект использует разнообразие вычислительных ресурсов и сетевой доступ для потенциального упрощения выполнения криптографических операций, таких как те, которые участвуют в zkML. Обеспечив более эффективное распределение и обработку этих вычислительно сложных задач, Гетерогенные аспекты могут значительно сократить накладные расходы, связанные с доказательствами в нулевом знании и MPC.

Хотя гетерогенный аспект является новым концептом, его потенциал улучшить эффективность вычислений zkML и снизить барьеры для внедрения предполагает многообещающий путь для интеграции моделей ИИ на блокчейн-платформах, тем самым повышая доступность и жизнеспособность этих технологий для более широкого круга применений.

Заключение

В общем, Artela предоставляет разработчикам платформу, способствующую быстрому развитию и адаптивности в области разработки блокчейна. Его интеграция с нативными расширениями и аспектным программированием позволяет ему преодолевать ограничения EVM, облегчая широкий спектр практических применений. Производительность и расширяемость, предлагаемые аспектами, выполненными через WASM, представляют собой конкурентоспособное решение, сравнимое с приложениями-цепочками, позволяя при этом получить доступ к приложениям и инструментам, основанным на EVM. Более того, композиционность аспектов упрощает разработку dApp, предоставляя разработчикам доступ к библиотеке готовых функций и возможность создавать новые функции на уровне базового уровня, имитируя функциональность сторонних поставщиков услуг в рамках одного приложения. Учитывая эти практические преимущества, мы ожидаем значительного роста в экосистеме разработчиков Artela.

Artela привлекла более $6 миллионов в ходе первого раунда финансирования, возглавляемого Shima Capital, с участием Aves Lair, A&T Capital, Big Brain Holdings, SevenX Ventures, Dispersion Capital, Amino Capital и других.

Особая благодарность команде Artela за их бесценные идеи и вклад в статью. Чтобы узнать больше об Artela, нажмите здесь.

О Aves Логово

Логово Aves: Глобальный венчурный капитал с экосистемой, где собираются видавшие виды, передовые стартапы, лидеры отрасли, ученые и инвесторы, чтобы внести новую волну инноваций в индустрию Web3.

Отказ от ответственности:

1. Эта статья перепечатана из [aveslairВсе авторские права принадлежат оригинальному автору[Иван Сю、Philipp Hamer]. Если есть возражения по поводу этого переиздания, пожалуйста, свяжитесь с Gate Learnкоманда, и они незамедлительно решат эту проблему.
2. Ответственность за отказ: Взгляды и мнения, выраженные в этой статье, являются исключительно мнениями автора и не являются инвестиционными советами.
3. Переводы статьи на другие языки выполняются командой Gate Learn. Если не указано иное, копирование, распространение или плагиатство переведенных статей запрещено.