
سولانا به خاطر سرعت بالای تراکنشها و کارمزدهای پایین، یکی از بازیگران برجسته دنیای بلاکچین بهشمار میآید. برگ برنده سولانا، ماشین مجازی آن است که با طراحی منحصربهفردش، بستر مناسبی را برای عملکرد بهتر قراردادهای هوشمند فراهم کرده است. ماشین مجازی سولانا (SVM) با استفاده از مدل پردازش موازی میتواند در هر ثانیه هزاران تراکنش را برای برنامههای غیرمتمرکز و قراردادهای هوشمند پردازش کند. اگر علاقهمند هستید بدانید ماشین مجازی سولانا چیست، چطور کار میکند و تفاوت SVM با EVM چیست، با این مطلب از میهن بلاکچین همراه باشید.
نکات مهم |
ظهور ماشینهای مجازی
قبل از اینکه ببینیم ماشین مجازی سولانا چیست و چه ویژگیهایی دارد، بهتر است نگاهی به تاریخچه پیدایش ماشینهای مجازی بیندازیم. بلاکچینها در ابتدا به عنوان جایگزینی برای شبکههای پرداخت سنتی طراحی شدند تا افراد بتوانند بدون نیاز به واسطه (مانند بانکها) تراکنشهای مالی را مستقیما و بهصورت همتابههمتا انجام دهند. اما این تراکنشها محدود به انتقال پول بودند. بعد از مدتی، با ظهور ماشینهای مجازی بلاکچین (Virtual Machin) امکان ساخت قراردادهای هوشمند روی بلاکچین فراهم شد. قراردادهای هوشمند (Smart Contracts) کدهایی هستند که برحسب شرایط از پیش تعیینشده بهطور خودکار اجرا میشوند و میتوانند عملکردهای پیچیدهتری را انجام دهند.
به عبارت دیگر، قبل از ماشینهای مجازی، بلاکچین فقط بهعنوان یک شبکه برای انتقال پول و انجام تراکنشهای ساده استفاده میشد. اما با ظهور این ماشینها، بلاکچین به یک لایه پایه تبدیل شد که میتوان روی آن هر نوع برنامهای مانند قراردادهای هوشمند، اپلیکیشنهای غیرمتمرکز (dApps) و سایر برنامهها را توسعه داد.
اتریوم، اولین بلاکچینی بود که ماشین مجازی (EVM) خودش را ساخت. این ماشین به توسعهدهندگان اجازه میدهد بدون نیاز به تغییرات زیاد کدها، برنامهها و قراردادهای هوشمند خود را روی شبکه مستقر کنند. بعد از آن، بلاکچینهای لایه ۱ معروفی نظیر آوالانچ (Avalanche)، بیانبی اسمارت چین (BNB Smart Chain) و ترون (Tron) از EVM بهعنوان الگویی برای ساخت شبکه خود استفاده کردند. علاوهبر لایه ۱ها، بسیاری از شبکههای لایه ۲ نیز سازگار با EVM توسعه پیدا کردند. در کنار همه اینها، سولانا که خودش را قاتل اتریوم میدانست با ماشین مجازی جدیدی به نام “SVM” با تمرکز روی سرعت و کارآیی برای رقابت با EVM وارد میدان شد.
ماشین مجازی سولانا چیست؟
ماشین مجازی سولانا (Solana Virtual Machin) محیطی برای اجرای تراکنشهای قراردادهای هوشمند روی بلاکچین سولانا است. این ماشین با زبان برنامهنویسی “Rust” طراحی شده است. بهگفته توسعهدهندگان، این ماشین برای شرایط با تقاضای بالا بهینهسازی شده تا بتواند هنگام ازدحام شبکه تراکنشها را به بهترین شکل ممکن پردازش کند. ماشین مجازی سولانا بهعنوان یک پردازشگر مجازی عمل میکند و وظیفه اجرای قراردادهای هوشمند، پردازش تراکنشها و پاسخ به درخواستهای قراردادها را برعهده دارد.
تراکنشها در واقع همان درخواستهای تغییر وضعیت هستند که ماشین مجازی سولانا آنها را پردازش و بعد از هر اجرا، وضعیت کلی بلاکچین را بهروزرسانی میکند. به زبان سادهتر، SVM محیط اجرایی بلاکچین سولاناست که با همکاری لایه اجماع یک شبکه پویا را برای ساخت و اجرای برنامههای وب ۳ فراهم میکند.
ماشین مجازی سولانا از انواع برنامههای قرارداد هوشمند مانند دیفای، گیمفای و سایر برنامههای غیرمتمرکز پشتیبانی میکند. SVM شبیه به ماشین مجازی اتریوم یک ماشین ماژولار است که میتوان آن را در کنار سایر اجزا، مانند لایه اجماع یا لایه در دسترس بودن داده مستقر کرد. این ویژگی به توسعهدهندگان اجازه میدهد شبکههای غیرمتمرکز را با کمترین تغییرات در ساختار اصلی بسازند. برای درک بهتر SVM، باید بدانیم ماشین مجازی چیست و چطور عمل میکند.
ماشین مجازی چیست؟
ماشینهای مجازی (VM) یک شبیهسازی نرمافزاری از سیستمهای کامپیوتری هستند که میتوانند سیستمعامل و برنامهها را اجرا کنند. بهعبارت دیگر، ماشینهای مجازی نسخه دیجیتالی سیستمهای کامپیوتری هستند. در حالت سنتی، کاربران از ماشینهای مجازی بهعنوان محیطهای ایزوله استفاده میکنند که کاملا از سیستمعامل اصلی رایانه جدا هستند، اما ماشینهای مجازی بلاکچین نقش لایه اجرایی شبکه را برای برنامههای غیرمتمرکز ایفا میکنند.
این ماشینها بهصورت غیرمتمرکز عمل میکنند. به این صورت که تمام نودهای شبکه یک نسخه از ماشین مجازی بلاکچین را روی دستگاه خود اجرا میکنند، سپس هر نود تغییر وضعیت را محاسبه و تغییرات پیشنهادی از سوی سایر اعتبارسنجها را بررسی میکند تا با سایر نودها به اجماع برسد. این فرآیند تضمین میکند که سوابق تراکنشها بهدرستی در شبکه ثبت میشوند.
عملکرد ماشین مجازی سولانا
کاربران بلاکچین همواره دنبال شبکههای امن هستند تا بتوانند تراکنشها را با سرعت بالا و کمترین هزینه ممکن انجام دهند. ماشین مجازی سولانا با هدف برآورده کردن این نیازها طراحی شده و در عین حال تلاش میکند تعادل را بین سهگانه بلاکچین شامل «تمرکززدایی، مقیاسپذیری و امنیت» حفظ کند. سولانا برای تحقق این هدف از مدل پردازش موازی تراکنشها استفاده میکند. در این روش، تراکنشها بهجای اجرای متوالی، بهصورت همزمان پردازش میشوند.
اجرای موازی با SeaLevel
محیط زمان اجرای سولانا به نام “SeaLevel” یکی از مهمترین اجزای ماشین مجازی است که امکان اجرای موازی تراکنشها را فراهم میکند. برخلاف مدل اجرای متوالی، در مدل پردازش موازی تراکنشها بهصورت همزمان توسط اعتبارسنجهای شبکه پردازش میشوند. این ویژگی باعث افزایش سرعت پردازش شبکه و بهبود مقیاسپذیری میشود.
یکی از چالشهای پردازش موازی این است که اگر دو تراکنش، وضعیت یک حساب کاربری را همزمان تغییر دهند ممکن است محاسبات نهایی دچار خطا شود. برای مثال، فرض کنید موجودی یک کیف پول ۰.۵ واحد SOL است و دو درخواست برای این آدرس وجود دارد؛ یکی واریز ۲ واحد SOL و دیگری برداشت ۱ واحد SOL از این حساب. اگر درخواست برداشت پیش از درخواست واریز پردازش شود، ممکن است خطاهایی رخ دهد. باید بیینیم Sea Level چطور این شرایط را مدیریت میکند!
بلاکچین سولانا با استفاده از SeaLevel میتواند هزاران تراکنش را در محیط اجرای چند رشتهای (Multiple-thread execution) پردازش کند. بهعلاوه، قراردادهای سولانا به گونهای طراحی شدهاند که تاثیرات خود را به وضوح نشان میدهند. به این معنا که هر قرارداد هوشمند مشخص میکند که کدام بخش از وضعیت بلاکچین توسط هر تراکنش تغییر میکند. به لطف این ویژگی، ماشین وضعیت میتواند تراکنشهای وابسته را از تراکنشهای مستقل تفکیک کند. بنابراین، تراکنشهای مستقل که بر حسابهای مختلف تاثیری ندارند، بدون تداخل و همزمان اجرا میشوند. اما تراکنشهای وابسته که یک حساب مشترک را تغییر میدهند، بهصورت ترتیبی پردازش میشوند تا از بروز خطا جلوگیری شود.
مدل پردازش موازی به بلاکچین سولانا کمک میکند از منابع شبکه استفاده حداکثری را ببرد که نتیجه آن پردازش سریعتر و کمهزینهتر تراکنشها است. علاوه بر این، بلاکچین سولانا برای حل مشکل مقیاسپذیری کارمزد که سایر ماشینهای مجازی مانند EVM با آن روبهرو هستند، از یک بازار کارمزد محلی استفاده میکند.
بازار کارمزد محلی
در بازارهای کارمزد جهانی، قراردادهای کل شبکه برای استفاده از منابع پردازشی موجود رقابت میکنند. بنابراین، اگر یک قرارداد هوشمند با تقاضای زیادی روبهرو شود، کل شبکه تحت تاثیر حجم بالای این درخواستها قرار میگیرد و باعث افزایش کارمزدهای کل شبکه میشود. بهطور مثال، همانطور که بارها شاهد بودهایم هنگامی که یک پروژه NFT یا میم کوین خاص محبوب میشود، افزایش تقاضا برای این پروژه خاص، منجر به بالارفتن کارمزدهای کل شبکه میشود.
شبکه سولانا برای جلوگیری از این مشکل، از بازار کارمزد محلی استفاده میکند. در این مدل، هر قرارداد هوشمند ساختار پردازش کارمزد جداگانهای دارد. اگر فعالیت یک قرارداد هوشمند افزایش یابد، تنها تراکنشهای مربوط به آن قرارداد با افزایش کارمزد مواجه میشوند؛ در حالی که مابقی تراکنشهای شبکه همچنان با نرخ عادی محاسبه میشوند. این ویژگی، اثر افزایش فعالیت یک قرارداد هوشمند را محدود میکند و مانع تاثیرگذاری آن روی کل شبکه میشود.
البته در دورههای اوج تقاضا که تمام برنامههای غیرمتمرکز شبکه فعالیت بالایی دارند و رقابت برای فضای باقیمانده در بلاک به شدت افزایش پیدا میکند، کارمزدهای کل شبکه بالا میرود.
پروژههای رولآپ سازگار با SVM
با توجه به عملکرد بالای ماشین مجازی سولانا، برخی پروژههای رولآپ (Rollup) از این ماشین برای اجرای تراکنشها بهره میگیرند تا امنیت و غیرمتمرکز بودن شبکه اصلی را حفظ میکنند. در ادامه، با چند شبکه رولآپ سازگار با SVM آشنا میشویم:
اکلیپس (Eclipse)
اکلیپس یک شبکه لایه ۲ سازگار با EVM است که از فناوری دانش صفر (Zero Knowledge) بهره میبرد و با استفاده از ماشین مجازی سولانا ساخته شده است. به گفته این تیم، اکلیپس با استفاده از مدل SVM برای اجرای سریع رولآپ و تسویه تراکنشها در شبکه اتریوم، ترکیبی از بهترین ویژگیها را ارائه میدهد. درواقع، اکلیپس در عین حال که از سطح امنیت و تمرکزدایی اتریوم بهره میبرد، با استفاده از SVM سرعت پردازش بهتری را نسبت به سایر رولآپهای اتریومی مبتنی بر EVM ارائه میدهد.
اکلیپس برای لایه دسترسپذیری داده (Data Availability) از سلستیا (Celestia) استفاده میکند و قصد دارد با استفاده از این فناوری، یک شبکه پایدار را برای انتقال داده بین محیط اجرایی خود و سیستم اجماع اتریوم ایجاد کند. همچنین، برای محاسبه اثباتهای دانش صفر از ریسک زیرو (RISC Zero) استفاده میکند. اکلیپس امیدوار است با بهرهگیری از سیستم اثبات اعتبار دانش صفر، بتواند دادههای تراکنشها را بهصورت فوری روی میننت تایید کند. در صورت تحقق این هدف، نیاز به سیستمهای اثبات تقلب و دوره انتظار برای تایید روی شبکه اصلی (مانند آنچه که در رولآپهای آپتیمیستیک اتفاق میافتد) از بین میرود.
تا لحظه نگارش این متن، اکلیپس هنوز بهصورت عمومی راهاندازی نشده است. طبق اعلام بنیاد اکلیپس، این پروژه برای پیشبرد توسعه لایه ۲ خود تاکنون ۶۵ میلیون دلار سرمایه جذب کرده است.
میکردائو (MakerDAO)
جامعه میکردائو در آستانه انتقال به یک زنجیره جدید است که در آن کل پروتکل میکر (Maker Protocol) به طور کامل و به صورت بومی روی یک بلاکچین مستقل بازطراحی میشود.
این تصمیم هنوز در مرحله رایگیری حاکمیت جامعه قرار دارد و اطلاعات اندکی درباره آن منتشر شده است؛ از جمله اینکه رون کریستنسن (Rune Christensen)، یکی از بنیانگذاران میکردائو، استفاده از کدبیس سولانا را بهعنوان نمونه اولیه زنجیره جدید پیشنهاد داده است. او در پروپوزال خود یکی از دلایل اصلی این انتخاب را انعطافپذیری بلاکچین سولانا در مواجهه با بحران ناشی از سقوط صرافی FTX و عملکرد آن برای راهاندازی یک شبکه کارآمد عنوان کرده است.
بر اساس پست منتشرشده توسط کامیونیتی، کازموس (Cosmos) یکی دیگر از گزینههای اصلی پیشنهادی است که سابقه درخشانی در ایجاد اپچینها (Appchains) دارد. اما کریستنسن معتقد است که کازموس برخلاف سولانا، اساسا برای افزایش کارایی طراحی نشده است و همین موضوع باعث افزایش هزینههای نگهداری و عملکرد آن میشود.
اگر جامعه میکردائو در نهایت کدبیس سولانا را بهعنوان استاندارد زنجیره جدید خود انتخاب کنند، این انتخاب تاثیر مثبت ماشین مجازی سولانا بر پروژههای بلاکچینی را پررنگتر میکند. کریستنسن تاکید کرده که توسعه یک شبکه بلاکچینی با کدبیس سولانا، فرصت ایدهآلی برای میکر است تا ضمن استفاده از پایداری این شبکه، از جامعه فعال آن هم بهرهمند شود. بهعلاوه، میکردائو به مجموعه بزرگی از توسعهدهندگان و منابع دسترسی پیدا میکند و زمینه برای رشد سریعتر آن مهیا میشود. میکر دائو در تلاش است با استفاده از پلها امکان ارتباط با شبکه سولانا را نیز فراهم کند.
مقایسه ماشین مجازی اتریوم و ماشین مجازی سولانا
هر دو ماشین EVM و SVM برای پردازش تراکنشهای قراردادهای هوشمند طراحی شدهاند، اما تفاوتهای مهمی در ساختار آنها وجود دارد. در ادامه مهمترین تفاوت EVM و SVM را بررسی میکنیم:
زبان برنامهنویسی؛ Rust در برابر Solidity
زبان برنامهنویسی سالیدیتی (Solidity) بهطور اختصاصی برای EVM توسعه یافته است. این زبان بر پایه جاوااسکریپت و بهگونهای طراحی شده است که یادگیری آن آسان باشد. همچنین، بهعنوان یک زبان برنامهنویسی برای قراردادهای هوشمند و EVM، از امنیت بالایی برخوردار است. سالیدیتی یک زبان شیگرا است؛ به این معنا که متغیرها با استفاده از اشیاء و کلاسها تعریف میشوند.
در مقابل، Rust یک زبان برنامهنویسی عمومی است که علاوه بر قراردادهای هوشمند، برای سایر موارد نیز استفاده میشود. اگرچه یادگیری Rust دشوارتر است، اما بهخاطر کارایی بالا و مدیریت بهینه حافظه برای ماشین SVM انتخاب شده است. همچنین، زبان راست به دلیل ارائه عملکرد بالا و اجرای همزمان، کاملا با تمرکز سولانا روی مقیاسپذیری هماهنگ است.
مدل پردازش تراکنش؛ پردازش موازی در برابر پردازش ترتیبی
ماشین مجازی سولانا یک محیط پردازش چندرشتهای است و از منابع موجود در شبکه برای اجرای همزمان تراکنشها استفاده میکند. در این محیط چندین تراکنش بهطور موازی روی هستههای مختلف اعتبارسنج اجرا میشوند. سپس اثباتهای تراکنش برای رسیدن به اجماع به شبکه ارسال میشوند تا شبکه بعد از هر اجرا به وضعیت یکنواختی برسد. همانطور که پیشتر اشاره شد، شبکه سولانا به کمک مدل SeaLevel، مشکلات ناشی از پردازش موازی را به حداقل میرساند و عملکرد هماهنگ و پایداری را ارائه میدهد.
در مقابل، ماشین مجازی اتریوم از پردازش ترتیبی استفاده میکند؛ به این صورت که تراکنشها به ترتیب در صف قرار میگیرند و یکی پس از دیگری پردازش میشوند. شبکه برای بررسی تراکنشها فقط از یک هسته اعتبارسنج استفاده میکند. مدل پردازش موازی، بهویژه در شبکه سولانا، نشان داده که توان عملیاتی بسیار بالاتری نسبت به مدل پردازش ترتیبی دارد. طبق گزارشها، بلاکچین سولانا میتواند هزاران تراکنش را در هر ثانیه پردازش کند که این مقدار بسیار بیشتر از سرعت پردازش بلاکچین اتریوم و سایر نمونههای EVM مانند شبکههای لایه ۲ یا زنجیرههای جانبی اثبات کار است.
کارایی؛ سرعت تراکنش در برابر هزینه تراکنش
بر اساس دادههای اکسپلوررهای رسمی شبکه سولانا، سرعت پردازش تراکنشها در این شبکه بیش از ۲٬۴۰۰ TPS است و هزینه هر تراکنش فقط ۰.۰۰۱ دلار است. در مقابل، شبکههای مبتنی بر ماشین مجازی اتریوم مانند بیس (Base) سرعت پردازشی حدود ۴۷ TPS و هزینه تراکنشی حدود ۰.۰۳ دلار دارند. اگرچه اجرای پروپوزال EIP-4844 باعث کاهش هزینه تراکنش در شبکه بیس شده و نسبت به لایه ۱ اتریوم بهبود یافته است، اما این هزینه همچنان از شبکه سولانا بالاتر است. البته به یاد داشته باشید که این اعداد ممکن است بسته به شرایط شبکه تغییر کنند. بهگفته تیم توسعهدهنده سولانا این شبکه توانایی پردازش بیش از۶۰٬۰۰۰ تراکنش در ثانیه را دارد.
ماشین مجازی سولانا ماشین مجازی اتریوم پردازش تراکنشها محیط پردازش چندرشتهای محیط پردازش تکرشتهای مدیریت داده قراردادهای هوشمند سولانا تمامی وضعیتهایی را که یک تراکنش در هنگام اجرا خوانده یا نوشته میشود، مشخص میکنند. تراکنشها به ترتیب اجرا میشوند و نیازی به اعلام وضعیت قبل از اجرا نیست. زبان برنامهنویسی Rust و ++C Solidity ،Vyper ،JavaScript کارآيی پردازش سریعتر تراکنشها پردازش نسبتا کندتر بهدلیل استفاده از مدل تکرشتهای پذیرش سولانا، نیترو، اکلیپس بسیاری از سایدچینها، شبکههای لایه ۱ و لایه۲ بازار کارمزد بازار کارمزد محلی و جهانی بازار کارمزد جهانی
جمعبندی
ماشین مجازی سولانا (SVM) یک محیط پردازشی پیشرفته برای اجرای قراردادهای هوشمند است که با تمرکز بر سرعت، کارایی و مقیاسپذیری طراحی شده است. این ماشین مجازی از زبان برنامهنویسی Rust استفاده میکند که به دلیل امنیت، حافظه و عملکرد بالا، برای توسعه قراردادهای هوشمند ایدهآل است. تفاوت اصلی SVM با ماشین مجازی اتریوم (EVM) در مدل پردازش تراکنشها است. SVM از پردازش موازی بهره میبرد که منجر به سرعت بسیار بالاتر و هزینههای کمتر میشود. این قابلیتها، همراه با موفقیت و پذیرش شبکه سولانا، باعث شده است که SVM توجه پروژههای جدید را جلب کند. احتمالا این ماشین مجازی راه EVM را ادامه میدهد و در آینده شاهد پروژههای سازگار با SVM بیشتری خواهیم بود.
سوالات متداول (FAQ)
ماشین مجازی سولانا چیست؟
ماشین مجازی سولانا (SVM) یک محیط پردازشی است که برای اجرای قراردادهای هوشمند روی بلاکچین سولانا طراحی شده است.
چه تفاوتی بین SVM و EVM وجود دارد؟
ماشین مجازی سولانا از پردازش موازی استفاده میکند؛ در حالی که ماشین مجازی اتریوم تراکنشها را به صورت ترتیبی پردازش میکند. از دیگر تفاوتهای SVM و EVM میتوانیم به زبان برنامهنویسی، سرعت و هزینه پردازش تراکنشها اشاره کنیم.
بازار کارمزد محلی سولانا چیست؟
برخلاف بازار کارمزد جهانی، بازار کارمزد محلی اجازه نمیدهد فعالیت زیاد در یک قرارداد هوشمند بر ساختار کلی کارمزد شبکه اثر بگذارد.
ماشین مجازی سولانا از کدام زبانهای برنامهنویسی پشتیبانی میکند؟
ماشین مجازی سولانا از زبان Rust پشتیبانی میکند.