富兰克林曾经说过一句名言：“在这个世界上，只有死亡和税收是逃不掉的“。

本篇文章的原标题是，死亡、税收和并行EVM。

当并行EVM成为加密世界里逃不掉的趋势，一个用上并行EVM的加密世界会是怎样的？

Reforge Research 从技术和应用的视角对这个设想进行了探讨。

在当今的计算机系统中，使事情更快、更高效往往意味着并行完成任务，而不是按顺序进行。这种现象称为并行化，是由现代计算机多核处理器架构的出现所催化的。传统上以逐步方式执行的任务现在是通过同时性的视角来处理，最大限度地发挥处理器的能力。同样，在区块链网络中，这种一次执行多个操作的原则应用在交易级别，尽管不是利用多个处理器，而是利用网络中众多验证器的集体验证能力。一些早期的实现示例包括：

2015年，Nano (XNO)实现了一个块格结构，每个账户都有自己的区块链，可以进行并行处理，并消除了对网络范围内交易确认的需要。

2018年，Block-STM (Software Transactional Memory)并行执行引擎的区块链网络论文发表，Polkadot通过多链架构接近并行化，EOS推出了他们的多线程处理引擎。

2020年，Avalanche为其共识引入了并行处理（而不是序列化的EVM c链），Solana引入了类似的创新，称为Sealevel。

对于EVM来说，自其诞生以来，交易和智能合约执行一直是按顺序进行的。这种单线程执行设计限制了整个系统的吞吐量和可扩展性，尤其是在网络需求高峰期间尤为明显。随着网络验证者面临增加的工作量，网络不可避免地变慢，用户面临更高的成本，在拥挤的网络环境中竞相出价以优先处理他们的交易。

以太坊社区长期以来一直探讨并行处理作为解决方案，最初是从Vitalik在2017年的EIP开始。最初的目的是通过传统的分片链或分片化来实现并行化。然而，L2 rollup的快速发展和采用，这些更简单且提供更即时的可扩展性好处的L2 rollup，使以太坊的焦点从分片化转向了现在所称的danksharding。通过danksharding，分片主要用作数据可用性的层，而不是用于并行执行交易。然而，随着danksharding的完全实施尚未实现，注意力已转向几个关键的替代并行化L1网络，这些网络与EVM兼容性突出，特别是Monad、Neon EVM和Sei。

鉴于软件系统工程的传统演变和其他网络的可扩展性成功，EVM的并行执行是不可避免的。虽然我们对这一转变充满信心，但在此之后的未来仍然不确定但极具潜力。当前以超过800亿美元的总锁定价值为傲的全球最大智能合约开发者生态系统的影响是显著的。当由于优化的状态访问而导致Gas价格暴跌至几分之一美分时，会发生什么？应用层开发人员的设计空间会变得多么广阔？以下是我们对后并行EVM世界可能的看法。

扩展区块链是一个多维度的问题，并行执行为更多关键基础设施开发铺平了道路，例如区块链状态存储。

对于致力于并行EVM的项目来说，主要挑战不仅在于使计算能够同时运行；而是确保在并行化环境中优化状态访问和修改。问题的核心在于两个主要问题：

以太坊客户端和以太坊本身使用不同的数据结构进行存储（B树/LSM树与Merkle Patricia Trie），将一个数据结构嵌入另一个数据结构时会导致性能不佳。

通过并行执行，进行异步输入/输出（异步I/O）以进行事务读取和更新的能力至关重要；进程可能会因为互相等待而陷入僵局，浪费任何速度增益。

与检索或设置存储值的成本相比，添加大量额外的SHA-3哈希或计算等额外的计算任务都是次要的。为了减少交易处理时间和Gas价格，数据库本身的基础设施必须得到改善。这超出了简单地采用传统的数据库架构作为原始键值存储的替代方案（即SQL数据库）。使用关系模型实现EVM状态会增加不必要的复杂性和开销，导致与使用基本键值存储相比的'sload'和'sstore'操作成本更高。EVM状态不需要像排序、范围扫描或事务语义等特性，因为它只执行点读取和写入，写入发生在每个块的末尾时分开进行。

因此，这些改进的要求应该集中在解决诸如可扩展性、低延迟读写、高效并发控制、状态修剪和存档以及与EVM的无缝集成等主要考虑因素上。例如，Monad正在从头开始构建一个自定义状态数据库，称为MonadDB。它将利用最新的内核支持进行异步操作，同时在磁盘和内存中本地实现Merkle Patricia Trie数据结构。

我们预计将进一步重塑底层键值数据库，并对支持大部分区块链存储能力的第三方基础设施进行重大改进。

随着DeFi向更高保真度的状态转变，CLOB将成为主导的设计方法。

自2017年首次亮相以来，自动做市商（AMM）已经成为DeFi的基石，提供了简单性和独特的引导流动性能力。通过利用流动性池和定价算法，AMM彻底改变了DeFi，成为传统交易系统（如订单簿）的最佳替代方案。尽管中央限价单（CLOB）在传统金融中是一个基本构建模块，但当引入以太坊时，它们遇到了区块链可扩展性限制。它们需要大量的交易，因为每次订单提交、执行、取消或修改都需要一个新的链上交易。由于以太坊的可扩展性努力尚不成熟，与此要求相关的成本使CLOB在DeFi早期并不适用，并导致了EtherDelta等早期版本的失败。然而，即使AMM广受欢迎，它们也面临着自己固有的局限性。随着DeFi多年来吸引了更多复杂的交易者和机构，这些局限性变得越来越明显。

意识到CLOB的优越性后，将CLOB为基础的交易所纳入DeFi的努力开始在其他替代、更可扩展的区块链网络上增加。诸如Kujira、Serum（RIP ）、Demex、dYdX、Dexalot以及最近的Aori和Hyperliquid等协议，旨在提供相对于其AMM对手更好的链上交易体验。然而，除了针对特定领域的项目（如dYdX和Hyperliquid为永续合约）之外，这些替代网络上的CLOB除了可扩展性之外，还面临着自己的一系列挑战:

流动性的分散：以太坊上高度可组合和无缝集成的DeFi协议所实现的网络效应使得其他链上的CLOB很难吸引足够的流动性和交易量，从而阻碍了它们的采用和可用性。

Meme币：引导链上 CLOB 的流动性需要限价订单，对于像 meme 这样的新资产和鲜为人知的资产来说，这是一个更具挑战性的先有鸡还是先有蛋的问题。

但是，L2呢？现有的以太坊L2堆栈相对于主网在交易吞吐量和Gas成本方面都有显着改进，尤其是在最近的Dencun硬分叉之后。通过用轻量级的二进制大对象（blob）替换Gas密集型的calldata，费用大幅降低。根据growthepie的数据，截至4月1日，Arbitrum和OP的费用分别为0.028美元和0.064美元，而Mantle最便宜，为0.015美元。这与坎昆升级之前相比有很大的差异，因为以前的calldata占据了70%-90%的成本。不幸的是，这还不够便宜，因为0.01美元的后续/取消费用仍被认为是昂贵的。例如，机构交易商和市场制造商通常有很高的订单与交易比率，即他们放置的订单数量相对于实际执行的交易数量较多。即使在今天的L2费用定价下，为订单提交付费，然后在多个账本上修改或取消这些订单，也会对机构参与者的盈利能力和战略决策产生重大影响。想象一下以下的例子：

公司A：每小时的标准基准是10,000个订单提交，1,000个交易，9,000个取消或修改。如果公司在一天内在100个账本上运作，那么总活动量可能很容易导致超过150,000美元的费用，即使一个交易量低于0.01美元也是如此。

随着并行EVM的出现，我们预计DeFi活动将激增，主要是由链上CLOB的可行性引发的。但不只是任何CLOB - 可编程中央限价单（pCLOB）。鉴于DeFi本质上是可组合的，可以与无限数量的协议进行交互，可以创建大量的交易排列组合。利用这一现象，pCLOB 可以在订单提交过程中启用自定义逻辑。这个逻辑可以在订单提交之前或之后调用。例如，pCLOB 智能合约可以包含自定义逻辑来：

根据预定义规则或市场条件验证订单参数（例如价格和数量）

执行实时风险检查（例如，确保杠杆交易的足够保证金或抵押品）

根据任何参数（例如，订单类型、交易量、市场波动等）应用动态费用计算

根据指定的触发条件执行条件订单

比现有交易设计更便宜一大步。

及时（JIT）流动性的概念很好地说明了这一点。流动性不会闲置在任何单一交易所上，在订单匹配并从基础平台中提取流动性的那一刻之前，它将在其他地方产生收益。谁不想在为交易寻找流动性之前，先在 MakerDAO 上收获每一点收益呢？Mangrove Exchange 的创新“提供即代码（offer-is-code）”的方法暗示了潜力。当订单中的报价被匹配时，嵌入其中的代码部分将执行唯一的使命，以找到订单接受者所请求的流动性。也就是说L2可扩展性和成本方面仍然存在挑战。

并行EVM还大大增强了 pCLOB 的匹配引擎。pCLOB 现在可以实现一个并行匹配引擎，利用多个“通道”同时处理传入订单并执行匹配计算。每个通道可以处理订单簿的一个子集，因此没有价格-时间优先权的限制，并且仅在找到匹配时执行。订单提交、执行和修改之间延迟的减少允许进行最优效率的订单簿更新。

Monad 的联合创始人兼首席执行官 Keone Hon表示：由于自动做市商具有在流动性不足的情况下持续做市的能力，预计 AMM 将继续被广泛使用于长尾资产；然而，对于“蓝筹”资产，pCLOB 将占主导地位。

在我们与 Monad 的联合创始人兼首席执行官 Keone 的一次讨论中，他认为我们可以预期多个 pCLOB 在不同的高吞吐量生态系统中获得关注。Keone 强调，由于费用更低的影响，这些 pCLOB 将对更大的 DeFi 生态系统产生重大影响。

即使只有少数这些改进，我们预计 pCLOB 将对资本效率的提高产生重大影响，并在 DeFi 内解锁新的类别。

现有和新的应用需要以能够充分利用底层并行性的方式进行架构设计。

除了 pCLOB 外，当前的去中心化应用程序都不是并行的，它们与区块链的互动是按照顺序进行的。然而，历史已经表明，技术和应用程序自然而然地演变，以利用新的进步，即使它们最初并未考虑到这些进步。

Sei 的区块链架构师 Steven Landers表示：当第一款 iPhone 推出时，为其设计的应用程序看起来很像糟糕的电脑应用程序。这里的情况类似。我们正在向区块链添加多核心，这将导致更好的应用程序。

从在互联网上展示杂志目录到存在强大的双边市场的电子商务的发展是一个典型的例子。随着并行EVM的出现，我们将目睹去中心化应用程序的类似转变。这进一步强调了一个关键的限制：没有考虑并行性的应用程序，将不会从并行EVM的效率提升中获益。因此，仅仅在基础架构层具有并行性，并没有重新设计应用层的情况下，是不够的。它们必须在架构上保持一致。

即使没有对应用程序本身进行任何更改，我们仍然预计性能略微提高 2-4 倍，但为什么要止步于此，当可以提高得更多呢？这种转变引入了一个关键的挑战：应用程序需要从根本上重新设计，以适应并行处理的细微差别。

Sei 的区块链架构师 Steven Landers表示：如果你想利用吞吐量，你需要限制交易之间的竞争。

更具体地说，当来自去中心化应用程序的多个交易同时尝试修改相同状态时，将出现冲突。解决冲突需要对冲突交易进行串行化，但这抵消了并行化的好处。

冲突解决有许多方法，我们目前不会讨论，但在执行过程中遇到的潜在冲突数量在很大程度上取决于应用程序开发人员。在去中心化应用程序的范围内，即使是最受欢迎的协议，如 Uniswap，也没有考虑或实施这种限制。Aori的联合创始人0xTaker与我们深入讨论了在并行世界中将发生的主要状态争议。对于一个 AMM 来说，由于它的点对池（peer-to-pool）模型，许多参与者可能同时针对一个单一池。从几个到 100 多个交易都会争夺状态，因此 AMM 设计者将不得不仔细考虑流动性在状态中的分布和管理，以最大程度地发挥池化效益。

Sei 的核心开发人员 Steven 也强调了在多线程开发中考虑竞争的重要性，并指出 Sei 正在积极研究并行化的含义，以及如何确保充分捕捉资源利用率。

MegaETH 的联合创始人兼首席执行官 Yilong 也向我们强调了去中心化应用程序寻求性能可预测性的重要性。性能可预测性指的是去中心化应用程序在某一段时间内能够一致地执行交易，而不受网络拥堵或其他因素的影响。实现这一目标的一种方式是通过应用特定链，然而，虽然应用特定链提供了可预测的性能，但它们牺牲了可组合性。

Aori 的联合创始人 0xTaker表示：并行化提供了通过本地费用市场进行实验的方法，以最小化状态争议。

先进的并行性和多维度的费用机制可以使单个区块链为每个应用程序提供更确定的性能，同时保持整体的可组合性。

Solana 有一个不错的费用市场系统，它是本地化的，因此如果多个用户访问相同的状态，他们将支付更多的费用（高峰定价），而不是在全局费用市场上相互竞价。这种方法特别有利于那些需要性能可预测性和可组合性的松散连接的协议。为了说明这个概念，可以考虑一个具有多条车道和动态收费的高速公路系统。在高峰时段，高速公路可以为愿意支付更高通行费的车辆分配专用快速车道。这些快速车道确保了那些优先速度并愿意支付溢价的人的可预测和更快的行驶时间。与此同时，普通车道对所有车辆开放，保持了高速公路系统的整体连接性。

尽管重新设计协议以与底层并行化相一致可能看起来具有挑战性，但在 DeFi 和其他垂直领域中，可实现的设计空间显著扩大。我们可以期待看到一代新的应用程序，这些应用程序更加复杂、高效，专注于以前由于性能限制而不切实际的用例。

Monad 的联合创始人兼首席执行官 Keone Hon表示：回到 1995 年，唯一的互联网计划是每下载 1MB 的数据支付 0.10 美元，你会谨慎地选择要访问的网站。想象一下从那个时候到无限制，注意人们的行为和所成为可能的事物。

有可能我们会回到类似中心化交易所早期的情景，一场用户获取的战争，DeFi 应用程序，特别是去中心化交易所，将提供推荐计划（即积分、空投）和优越的用户体验作为武器。我们看到一个世界，在链上游戏的任何合理的互动量实际上可能成为一种事情。混合订单簿-AMM 已经存在，但是，与其将 CLOB 排序器作为独立节点并通过治理进行去中心化，不如将其转移到链上，从而实现了去中心化的改进、更低的延迟和增强的可组合性。完全在链上的社交互动现在也是可行的。坦率地说，任何涉及大量人或代理同时进行某种操作的事情现在都在讨论范围之内。

除了人类，智能代理很可能比目前更多地主导链上的交易流。AI 作为游戏中的一部分，已经存在了一段时间，拥有套利机器人和自主执行交易的能力，但它们的参与将成倍增加。我们的理论是，任何形式的链上参与都将以某种程度被人工智能增强。与我们今天设想的相比，代理进行交易的延迟要求将更加重要。

归根结底，技术进步只是一个基础的启用因素。最终的胜利者将取决于能够比他们的同行更好地吸引用户并启动交易量/流动性。不同之处在于，现在开发人员有更多的资源可供使用。

用户体验统一化（UXU）不仅是可行的，而且是必要的，行业肯定会朝着实现这一目标努力。

今天的区块链用户体验是分散且繁琐的，用户需要在多个区块链、钱包和协议之间操作，等待交易完成，可能会遇到安全漏洞或黑客攻击的风险。理想的未来是用户可以安全地无缝交互其资产，而无需担心底层区块链基础设施。我们称之为用户体验统一化（UXU）的过程，是从当前分散的用户体验过渡到统一、简化的体验。

从根本上来说，改善区块链性能，特别是通过降低延迟和费用，可以显著地有助于解决用户体验问题。历史上，性能的提升往往会积极影响我们数字用户体验的各个方面。例如，更快的互联网速度不仅实现了无缝在线交互，还推动了对更丰富、更沉浸式数字内容的需求。宽带和光纤技术的出现促进了高清视频的低延迟流媒体和实时在线游戏，提升了用户对数字平台的期望。这种对深度和质量的不断追求催生了公司在开发下一个重大、引人注目的创新方面的持续创新 - 从先进的交互式网页内容到复杂的基于云的服务，再到虚拟/增强现实体验。提高互联网速度不仅改善了在线体验本身，而且扩大了用户需求的范围。

类似地，区块链性能的提升不仅会通过降低延迟直接增强用户体验，还会通过使统一和提升整体用户体验的协议崛起而间接增强用户体验。性能是它们存在的关键要素。特别是，这些网络，特别是并行 EVM，更具性能和更低的燃气费意味着进出的过程对终端用户来说将更加无摩擦，从而吸引更多的开发人员。在与Axelar互操作性网络联合创始人 Sergey 的交谈中，他设想了一个不仅真正可互操作，而且更加共生的世界。

Sergey表示：如果你在一个高吞吐量链上有复杂的逻辑（例如，并行 EVM），而且由于其高性能，链本身可以“吸收”该逻辑的复杂性和吞吐量要求，那么你可以使用互操作性解决方案以有效的方式将该功能导出到其他链上。

Felix Madutsa，Orb Labs联合创始人表示：随着可扩展性问题的解决和不同生态系统之间的互操作性增加，我们将见证一些将 Web3 用户体验与 Web2 接轨的协议的出现。一些例子包括基于意图的协议的第二代、先进的 RPC 基础设施、链抽象能力以及通过人工智能增强的开放计算基础设施。

随着性能要求的增加，预言机市场将变得热闹起来。

并行 EVM 意味着预言机的性能需求将增加，过去几年一直是一个严重落后的垂直领域。应用层面的需求增长将激活一个充满亚标准性能和安全性的市场，从而改善了 DeFi 组合性能。例如，市场深度和交易量是许多 DeFi 原语的两个强有力的指标，例如货币市场。我们期待像 Chainlink 和 Pyth 这样的大型老牌公司能够相对快速地适应，因为新的参与者挑战了他们在这个新时代的市场份额。在与 Chainlink 的高级成员交谈后，我们的想法是一致的：“Chainlink 的共识是，如果并行 EVM 成为主导，我们可能希望重塑我们的合约以从中捕获价值（例如，减少合约间的依赖关系，使得交易/调用不会不必要地依赖，因此不会被 MEV）但是因为并行 EVM 旨在提高已在 EVM 上运行的应用程序的透明度和吞吐量，所以它不应该影响网络稳定性。”

这表明 Chainlink 理解并行执行对其产品的影响，并且正如先前强调的那样，为了利用并行化的优势，他们将不得不重塑他们的合约。

这不仅仅是一个 L1 的派对；并行 EVM L2 也想加入其中。

从技术角度来看，创建高性能的并行 EVM L2 解决方案比开发 L1 更容易。这是因为在 L2 中，排序器的设置比传统的 L1 系统中使用的基于共识的机制（例如 Tendermint 及其变体）更简单。这种简单性源于并行 EVM L2 设置中的排序器只需维护交易的顺序，而不是基于共识的 L1 系统，其中许多节点必须就顺序达成一致。

更具体地说，我们预计在短期内，基于乐观的并行 EVM L2 将主导其零知识同行。最终，我们预计会通过通用的零知识框架（例如 RISC0）从 OP 基础卷起过渡到 zk-rollup，而不是其他 zk-rollup 中使用的传统方法，这只是时间问题。

目前，Rust 更胜一筹？

编程语言选择将在这些系统的发展中发挥重要作用。我们更倾向于 Rust，以太坊的 Rust 实现 Reth，而不是其他任何替代方案。这种偏好并非是随意的，因为 Rust 相对于其他语言具有许多优势，包括无垃圾收集的内存安全性、零成本抽象和丰富的类型系统等。

在我们看来，Rust 和 C++ 之间的竞争正在成为新一代区块链开发语言中的重要竞争。尽管这种竞争经常被忽视，但不容忽视。选择语言至关重要，因为它影响开发人员构建的系统的效率、安全性和多功能性。

开发人员是将这些系统变为现实的人，他们的偏好和专业知识对于行业的发展方向至关重要。我们坚信 Rust 最终会取得成功。然而，将一个实现迁移到另一个实现远非易事。这需要大量的资源、时间和专业知识，这进一步强调了从一开始选择正确语言的重要性。

在并行执行的背景下，我们不提及 Move 是不合适的。虽然 Rust 和 C++ 经常成为讨论的焦点，但 Move 有几个特性使其同样适合：

Move 引入了“资源”的概念，这是一种只能创建、移动或销毁，但不能复制的类型。这确保资源始终是唯一拥有的，防止了在并行执行中可能出现的常见问题，如竞态条件和数据竞争。

形式验证和静态类型：Move 是一种具有强调安全性的静态类型语言。它包括类型推断、所有权跟踪和溢出检查等功能，有助于防止常见的编程错误和漏洞。这些安全功能在并行执行的环境中尤为重要，因为错误可能更难以检测和重现。语言的语义和类型系统基于线性逻辑，类似于 Rust 和 Haskell，这使得对 Move 程序的正确性进行推理更加容易，因此形式验证可以确保并发操作是安全和正确的。

Move 提倡模块化设计方法，智能合约由更小、可重用的模块组成。这种模块化结构可以更容易地理解各个组件的行为，并且可以通过允许不同模块同时执行来促进并行执行。

虽然我们对并行 EVM 后的链上宇宙绘制了一个非常乐观的画面，但如果不解决 EVM 和智能合约安全性方面的问题，这一切都毫无意义。

与网络经济和共识安全性不同，黑客利用了以太坊 DeFi 协议的智能合约安全漏洞，在 2023 年就非法获取了超过 13 亿美元。因此，用户更喜欢有围墙的 CEX 或混合“去中心化”协议，其中有集中式验证器集合，牺牲了去中心化以换取被认为更安全（和性能更好）的链上体验。

EVM 设计中固有的安全功能缺失是这些漏洞的根本原因。

类比于航空航天业，通过严格的安全标准使航空旅行变得非常安全，我们看到区块链在安全方面的做法有着鲜明的对比。正如人们将生命看得高于一切一样，他们的金融资产的安全性也是至关重要的。诸如全面测试、冗余、容错性和严格的开发标准之类的关键做法支撑了航空业的安全记录。这些关键特性目前在 EVM 中普遍缺失，在大多数情况下，其他 VM 也是如此。

一个潜在的解决方案是采用双 VM 设置，其中一个单独的 VM，如CosmWasm，监视 EVM 智能合约的实时执行，就像杀毒软件在操作系统内部的功能一样。这种结构使得可以进行高级检查，例如调用堆栈检查，专门旨在减少黑客事件。然而，这种方法需要对现有的区块链系统进行重大升级。我们期望像Arbitrum Stylus和Artela这样的新的、定位更好的解决方案能够成功地从一开始实施这种架构。

市场中现有的安全原语往往是对即将到来或已经尝试的威胁进行检查内存池或智能合约代码审计/审核的反应。尽管这些机制有所帮助，但它们未能解决 VM 设计中的潜在漏洞。必须采取更具成效和积极主动的方法来重塑和增强区块链网络及其应用层的安全性。

我们倡导对区块链 VM 架构进行彻底改造，以嵌入实时保护和其他关键的安全功能，可能通过双 VM 设置来实现，以与那些已经成功使用这种做法的行业进行对齐（例如航空航天业）。展望未来，我们渴望支持强调预防性方法的基础设施增强措施，确保安全方面的进展与性能方面的行业进展相匹配（即并行 EVM）。

并行 EVM 的出现标志着区块链技术演变的重要转折点。通过实现事务的同时执行和优化状态访问，并行 EVM 为去中心化应用开启了一个新时代的可能性。从可编程 CLOB 的复苏到更复杂和性能更高的应用的出现，并行 EVM 为更统一和用户友好的区块链生态系统奠定了基础。随着行业接受这一范式转变，我们可以预期看到一波创新浪潮，推动了去中心化技术的可能性边界。最终，这一转变的成功将取决于开发人员、基础设施提供商和更广泛的社区能否适应并与并行执行的原则保持一致，引领着技术无缝地融入我们的日常生活。

并行 EVM 的出现有可能重塑去中心化应用和用户体验的格局。通过解决长期以来阻碍 DeFi 等关键垂直领域增长的可扩展性和性能限制，使得复杂、高吞吐量的应用能够在不牺牲三难问题的情况下蓬勃发展，打开了一扇大门。

实现这一愿景需要的不仅仅是基础设施的进步。开发人员必须从根本上重新思考他们应用程序的架构，以与并行处理的原则保持一致，最大程度地减少状态竞争，最大程度地提高性能可预测性。即使如此，在前方光明的未来之际，我们也必须强调在可扩展性之外，安全性的优先级至关重要。

本文观点仅供参考，不构成投资建议。

币圈波动大，投资需理性。