Giới thiệu

Công nghệ Blockchain đang trong quá trình tiến hóa liên tục, với máy ảo (VMs) đóng vai trò quan trọng như môi trường thực thi cho các hợp đồng thông minh blockchain. VMs rất quan trọng đối với bảo mật, hiệu suất và trải nghiệm của nhà phát triển. Trong những năm gần đây, khi các kịch bản ứng dụng trở nên phức tạp hơn và nhu cầu tương tác thường xuyên tăng lên, Ethereum Virtual Machine truyền thống (EVM) đã tiết lộ một số hạn chế. Bài viết này sẽ khám phá quá trình phát triển của các altVMs (Máy ảo Thay thế), những lợi thế kỹ thuật của chúng và xu hướng tương lai.

AltVM là gì?

Nguồn Dữ liệu: https://x.com/initia/status/1875329045975724036

altVM đề cập đến các giải pháp máy ảo khác với Máy ảo Ethereum (EVM). Những lựa chọn thay thế này được thiết kế để giải quyết những thiếu sót của EVM truyền thống trong các lĩnh vực như bảo mật, hiệu suất và tính linh hoạt phát triển. AltVM cung cấp một môi trường thực thi hiệu quả và an toàn hơn cho các hợp đồng thông minh thông qua kiến trúc sáng tạo và hỗ trợ ngôn ngữ, cung cấp cho các nhà phát triển blockchain các công cụ nâng cao cho các dự án của họ.

Tại sao chúng ta cần altVMs?

Sự phát triển nhanh chóng của công nghệ blockchain đã nâng cao tiêu chuẩn cho cơ sở hạ tầng cơ bản. Khi Máy ảo Ethereum (EVM) nổi lên như một giải pháp ban đầu để thực hiện hợp đồng thông minh, nó dần bộc lộ một loạt các hạn chế. Sự ra đời của altVM nhằm giải quyết những vấn đề này và thúc đẩy hệ sinh thái blockchain hướng tới một tương lai an toàn, hiệu quả và linh hoạt hơn.

Nguồn dữ liệu: https://x.com/initia/status/1875329045975724036

Giới hạn của EVM

Sau đây là các vấn đề cốt lõi với Máy ảo Ethereum (EVM) hiện tại:

• Bảo mật không đủ: Trong thiết kế của EVM, cơ chế 'ủy quyền không giới hạn' của hợp đồng thông minh có thể dễ dàng dẫn đến lỗ hổng, như người dùng không thể thu hồi quyền sau khi cấp phép, điều này có thể dẫn đến mất cắp tài sản. Theo báo cáo hàng năm 2024 của CertiK, hơn 740 triệu đô la tài sản đã bị mất trên chuỗi Ethereum do vấn đề như lỗ hổng hợp đồng thông minh và ủy quyền không giới hạn[2].
• Rào Cản Hiệu Suất: Mô hình xử lý đơn luồng của EVM giới hạn lưu lượng giao dịch (Ethereum xử lý khoảng 15 giao dịch mỗi giây) và dẫn đến các khoản phí Gas biến động. Trong các kịch bản giao dịch tần suất cao (ví dụ, DeFi, GameFi), điều này giới hạn đáng kể trải nghiệm người dùng.

Nguồn dữ liệu: https://x.com/initia/status/1875329045975724036

• Sự linh hoạt của nhà phát triển bị hạn chế: EVM chỉ hỗ trợ ngôn ngữ Solidity, điều này có nghĩa là nhà phát triển phải học cú pháp cụ thể và đối mặt với thách thức trong việc tái sử dụng kiến thức lập trình truyền thống.

Nhu cầu được thúc đẩy bởi các kịch bản ứng dụng phức tạp

• Nhu cầu giao dịch tần suất cao: Với các sàn giao dịch phi tập trung (DEX) và sự bùng nổ thị trường NFT, các chuỗi dựa trên EVM truyền thống gặp khó khăn trong việc hỗ trợ giao dịch tần suất cao. Ví dụ, SVM của Solana thành công hỗ trợ hơn 1 tỷ USD giao dịch hàng ngày trên Sàn giao dịch Jupiter do khả năng xử lý song song của nó.
• Tương tác Liên Chuỗi: Sự phát triển của các hệ sinh thái đa chuỗi đòi hỏi máy ảo tương thích với các giao thức khác nhau. Ví dụ, Fluent tích hợp EVM, SVM và WASM, cho phép các nhà phát triển gọi các chức năng từ các chuỗi khác nhau trong cùng một ứng dụng.
• Yêu cầu về Tính riêng tư và Tuân thủ: EVM thiếu cơ chế bảo vệ tính riêng tư cơ bản. Ngược lại, altVMs (như LeoVM của Aleo) sử dụng Zero-Knowledge Proofs (ZKP) để cho phép giao dịch riêng tư, từ đó đáp ứng nhu cầu tuân thủ cấp doanh nghiệp.

Các altVM chính và các tính năng kỹ thuật của chúng

Trong thiết kế của EVM, các lỗ hổng bảo mật bẩm sinh, các chướng ngại về hiệu suất và thiếu linh hoạt của nhà phát triển dần trở nên rõ ràng. Những hạn chế này hiện đang tạo ra các rào cản đáng kể đối với việc mở rộng quy mô lớn và vận hành hiệu quả của các ứng dụng blockchain. Để giải quyết những vấn đề này, ngành công nghiệp đã bắt đầu khám phá môi trường thực thi hợp đồng thông minh mới - altVMs.

Di chuyển VM (Aptos/Sui)

Giới thiệu:

MoveVM được đề xuất ban đầu bởi Facebook (hiện được biết đến với tên dự án Diem) và hiện nay được sử dụng rộng rãi trên các nền tảng blockchain như Aptos và Sui. Nó áp dụng một mô hình lập trình được tập trung vào tài nguyên, được thiết kế đặc biệt cho bảo mật tài sản để ngăn chặn việc sử dụng sai lầm hoặc sao chép tài sản do lỗi logic.

Nguồn dữ liệu: https://www.radixdlt.com/blog/thoughts-on-suis-movevm

Các tính năng kỹ thuật của MoveVM

• Trong MoveVM, tài sản được coi là "tài nguyên", một kiểu dữ liệu không thể sao chép và không thể phá hủy theo ý muốn. Điều này đảm bảo tính nhất quán của các trạng thái tài sản.
• Nhà phát triển có thể tạo các mô-đun hợp đồng có thể tái sử dụng và dễ dàng kiểm tra hơn bằng cách sử dụng lập trình mô-đun.
• Đồng thời, MoveVM cho phép tích hợp nhiều hoạt động trong một giao dịch duy nhất, nâng cao hiệu quả giao dịch.

Ưu điểm của MoveVM

• Bảo mật cao: Mô hình bảo mật tài nguyên tránh hiệu quả các lỗ hổng ủy quyền phổ biến được tìm thấy trong các hợp đồng thông minh truyền thống.
• Độ linh hoạt cao: Thiết kế theo mô-đun và kiểm tra loại mạnh mẽ giúp các nhà phát triển xây dựng logic kinh doanh phức tạp một cách chặt chẽ hơn.
• Thực hiện hiệu quả: Các khối giao dịch có thể lập trình làm giảm nhu cầu về nhiều tương tác trên chuỗi, do đó làm giảm mức tiêu thụ và độ trễ của Gas.

Solana Virtual Machine (SVM)

Giới thiệu:

Máy ảo Solana (SVM) là môi trường thực thi của blockchain Solana, được thiết kế đặc biệt để đáp ứng nhu cầu của các kịch bản giao dịch tần suất cao, độ trễ thấp. Nó hỗ trợ xử lý giao dịch song song và là một cơ sở hạ tầng quan trọng cho các ứng dụng cấp tài chính.

Nguồn dữ liệu: https://squads.so/blog/solana-svm-sealevel-virtual-machine

Các Tính Năng Kỹ Thuật của Máy Ảo Solana (SVM)

• Tận dụng thời gian chạy Sealevel độc đáo của Solana, SVM có thể xử lý đồng thời hàng nghìn giao dịch song song.
• Bằng cách tối ưu hóa việc sử dụng phần cứng cơ bản, SVM đạt được xác nhận giao dịch thấp độ trễ.

Ưu điểm của SVM

• Công Suất Cao Cực Kỳ: Hỗ trợ giao dịch song song quy mô lớn, phù hợp cho giao dịch tần suất cao và ứng dụng tài chính.
• Độ trễ thấp: Thiết kế tối ưu giảm đáng kể thời gian xác nhận giao dịch.
• Tận dụng tài nguyên hiệu quả: Môi trường thời gian chạy tối ưu hóa cao đảm bảo lịch trình và tận dụng tài nguyên hệ thống hiệu quả.

CosmWasm (Hệ sinh thái vũ trụ)

Giới thiệu:

CosmWasm là một nền tảng hợp đồng thông minh được xây dựng trên WebAssembly (WASM) trong hệ sinh thái Cosmos. Nó cho phép các nhà phát triển viết các hợp đồng thông minh bằng các ngôn ngữ lập trình khác nhau, như Rust và C/C++, mang lại sự linh hoạt hơn so với các nền tảng khác như Solidity.

Nguồn dữ liệu: https://cosmwasm.cosmos.network/

Tính năng kỹ thuật của CosmWasm

• Nhà phát triển có thể viết hợp đồng bằng các ngôn ngữ như Rust, C và C++, phá vỡ những hạn chế của Solidity.
• WASM bytecode chạy trong một sandbox nghiêm ngặt, giới hạn quyền truy cập của hợp đồng vào môi trường máy chủ, từ đó ngăn chặn các cuộc tấn công mã độc hại.
• Là một module của Cosmos SDK, CosmWasm có thể gọi trực tiếp các chức năng chuỗi native như staking và governance.

Lợi thế

• Khả năng mở rộng mạnh mẽ: Bản chất mục đích chung của WASM cho phép CosmWasm chạy hiệu quả trên các nền tảng phần cứng khác nhau.
• Bảo mật Sandbox: Các hợp đồng được thực thi trong một môi trường cô lập, giảm thiểu rủi ro bảo mật cho chuỗi chính.
• Tính linh hoạt trong phát triển: Hỗ trợ đa ngôn ngữ làm giảm ngưỡng phát triển, khuyến khích triển khai một loạt các ứng dụng đa dạng trong hệ sinh thái.

Môi trường kết hợp thông thạo

Giới thiệu

Môi trường thực thi lai thông thạo là một khái niệm mới nổi được thiết kế để tích hợp các lợi thế của các máy ảo (VM) khác nhau như EVM, SVM và WASM, cung cấp một lớp thực thi thống nhất tương thích trên các máy ảo.

Các tính năng kỹ thuật

• Tích hợp Nhiều Máy Ảo: Bằng cách trừu tượng hóa và đóng gói sự khác biệt giữa các Máy Ảo cơ bản khác nhau, Fluent có thể lên lịch các nhiệm vụ từ các bộ máy thực thi khác nhau trên một nền tảng duy nhất.
• Tương thích Liên chuỗi: Nó cho phép hợp đồng thông minh và tài sản từ các chuỗi khối khác nhau tương tác trong cùng một môi trường, cho phép tích hợp mượt mà.

Ưu điểm

• Tương thích Cross-VM: Fluent hỗ trợ đa môi trường máy ảo đồng thời, cung cấp các giao diện phát triển thống nhất cho các nhà phát triển.
• Khả năng tương tác nâng cao: Nó phá vỡ các rào cản giữa các blockchain khác nhau, thúc đẩy dòng chảy tự do của tài sản và dữ liệu.
• Ưu điểm bổ sung tích hợp: Bằng cách kết hợp các thế mạnh công nghệ của các máy ảo khác nhau, nó tối đa hóa hiệu suất và bảo mật hệ thống.

So sánh ưu điểm và nhược điểm của các altVMs phổ biến

Trong phần trước, chúng ta đã khám phá một cách chi tiết về những bước đột phá công nghệ của các altVM chính phổ biến trong bảo mật, hiệu suất và tính linh hoạt trong phát triển. Với những ưu điểm của việc thực thi hiệu quả, khả năng tương tác qua chuỗi và quản lý bảo mật tài nguyên mà altVMs cung cấp, bảng dưới đây sẽ so sánh EVMs và altVMs qua các chiều khác nhau:

Xu hướng Phát triển Tương lai của altVMs

Sự phát triển của công nghệ blockchain và nhu cầu thị trường đã tạo ra một động lực không thể đảo ngược. Từ giao dịch tần suất cao đến tuân thủ quyền riêng tư, từ cộng tác đa chuỗi đến tích hợp AI, kiến trúc EVM truyền thống phải vật lộn để đáp ứng nhu cầu của các kịch bản mới nổi này. Sự gia tăng của các altVM là kết quả của sự lặp lại công nghệ và là sự lựa chọn không thể tránh khỏi cho sự chuyển đổi của ngành công nghiệp từ một "mô hình duy nhất" sang "sự cộng sinh đa chiều". Phân tích sau đây nêu bật ba xu hướng cốt lõi:

Chain Abstraction: Hình thức cuối cùng của “Seamless Cross-Chain” cho người dùng

Biểu mẫu "cross-chain" hoàn toàn cho người dùng đang dần trở thành hiện thực. Bằng cách thiết kế một lớp tương tác thống nhất, trạng thái và môi trường thực thi của nhiều chuỗi có thể được tổng hợp, cho phép người dùng tương tác mà không cần biết về sự khác biệt dưới đây giữa các máy ảo. Ví dụ, giao thức UniversalX của Particle Network cho phép người dùng giao dịch trên các chuỗi EVM, SVM và MoveVM bằng một tài khoản duy nhất, với các khoản phí gas được giải quyết tự động trên các chuỗi bởi giao thức.

\
Ngoài ra, thiết kế Intent-Centric giúp đơn giản hóa hơn nữa các hoạt động của người dùng. Người dùng chỉ cần khai báo ý định của họ, chẳng hạn như "mua mã thông báo A với giá tốt nhất" và phần phụ trợ sẽ tự động khớp với đường dẫn thực hiện tối ưu, chẳng hạn như đặt lệnh trên Solana và thanh toán nó trên Ethereum. Ứng dụng không trạng thái của Skate là một trường hợp điển hình, nơi người dùng có thể tương tác trực tiếp với Polymarket trên Polygon thông qua ví chuỗi TON của họ mà không cần phải di chuyển tài sản qua các chuỗi. Nhà nước được duy trì tập trung bởi chuỗi chính của Skate. \
Giao thức trừu tượng chuỗi của NEAR, sử dụng “Chữ ký Chuỗi,” đã đạt được một hệ thống tài khoản đa chuỗi thống nhất, đã hỗ trợ tương tác trên 8 chuỗi, bao gồm Bitcoin và Ethereum.

\
Tác động trong tương lai của sự trì hoãn chuỗi sẽ đa mặt:

• Nhà phát triển sẽ có thể triển khai ứng dụng trên nhiều chuỗi với một cú nhấp chuột duy nhất, chia sẻ người dùng và thanh khoản.
• Người dùng Web2 sẽ không cần phải học logic đa chuỗi phức tạp, giảm đáng kể rào cản gia nhập và do đó thúc đẩy tăng trưởng người dùng. [4]

Tích hợp AI và Blockchain

AltVM cung cấp nền tảng hiệu suất cao cho AI, thúc đẩy sự tích hợp sâu của chúng. Các tác nhân AI, chẳng hạn như bot giao dịch và công cụ phân tích dữ liệu, dựa vào môi trường có độ trễ thấp và 65.000 TPS do SVM cung cấp và khả năng xử lý song song của MoveVM có thể hỗ trợ phản hồi ở mức mili giây.

Ngoài ra, altVMs hỗ trợ hiệu quả cho việc tính toán hiệu suất cao cần thiết cho suy luận mô hình AI. Ví dụ, máy ảo WASM của CosmWasm hỗ trợ mã nguồn C++/Rust nguyên bản, hiệu quả hơn nhiều so với Solidity.

Trong thực tế, các đại lý giao dịch trí tuệ nhân tạo như đại lý Aixbt, dựa trên SVM, đã phân tích dữ liệu trên chuỗi thời gian thực và thực hiện chiến lược cơ hội lợi nhuận, với khối lượng giao dịch hàng ngày vượt quá 100 triệu đô la. Phân mạng Bittensor triển khai các mô hình học máy qua altVMs, khuyến khích các thợ đào đóng góp sức mạnh tính toán. Ngược lại, phân mạng Aptos sử dụng ngôn ngữ Move để bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ của các mô hình.

Trong tương lai, các giao thức tự động hóa AI và các dịch vụ AI trên chuỗi sẽ đóng một vai trò ngày càng quan trọng trong DeFi và các ứng dụng blockchain khác. Ví dụ: giao thức DeFi dựa trên MoveVM có thể tích hợp các mô hình kiểm soát rủi ro AI để điều chỉnh động lãi suất cho vay, trong khi các nhà phát triển có thể phát hành các công cụ AI thông qua môi trường lai Fluent và người dùng có thể gọi các dịch vụ như xác minh bằng chứng không có kiến thức bảo vệ quyền riêng tư khi cần.

Tuân thủ và Khả năng Mở rộng

AltVM đang cung cấp các giải pháp tuân thủ và khả năng mở rộng cho các ứng dụng doanh nghiệp. Về mặt tuân thủ, bảo vệ quyền riêng tư là đặc biệt quan trọng. EVM truyền thống thiếu cơ chế bảo mật gốc, trong khi LeoVM của Aleo thực hiện các giao dịch tuân thủ thông qua bằng chứng không có kiến thức (ZKP). MoveVM cũng đáp ứng các yêu cầu kiểm toán của các tổ chức tài chính thông qua hệ thống loại tĩnh và các công cụ xác minh chính thức (như Move Prover).

Về khả năng mở rộng, altVMs cung cấp các kiến trúc mô-đun và môi trường thực thi kết hợp, cho phép doanh nghiệp lựa chọn máy ảo ảo phù hợp theo nhu cầu của họ. Ví dụ, CosmWasm hỗ trợ tùy chỉnh nhanh chóng của chuỗi tuân thủ và tương tác với chuỗi chính thông qua giao thức IBC, trong khi Fluent cho phép các doanh nghiệp lựa chọn EVM hoặc WASM để chạy các mô-đun kinh doanh khác nhau.

Các trường hợp điển hình bao gồm Nillion Network, kết hợp điện toán bảo mật với altVM để cung cấp giải pháp on-chain cho các giao dịch dữ liệu y tế, với kế hoạch ra mắt mainnet vào năm 2025. Blockchain Onyx của JPMorgan cũng thử nghiệm một hệ thống thanh toán xuyên biên giới dựa trên MoveVM, sử dụng mô hình tài nguyên để ngăn chặn các cuộc tấn công chi tiêu gấp đôi.

Kết luận

Các altVM không được thiết kế để thay thế EVM, mà thông qua tối ưu hóa kịch bản thẳng đứng và mở rộng hệ sinh thái ngang, chúng đang đưa blockchain từ một “chuỗi phổ quát” thành một “cụm các chuỗi chuyên biệt.” Trong tương lai, các nhà phát triển sẽ có thể chọn các máy ảo như việc chọn dịch vụ đám mây (ví dụ, sử dụng MoveVM cho các giao thức tài chính, SVM cho trò chơi, Fluent cho hệ thống doanh nghiệp). Đồng thời, người dùng sẽ tận hưởng trải nghiệm mượt mà thông qua lớp trừu tượng hóa chuỗi. Quá trình này là một sự tiến hóa công nghệ và một điểm quay quan trọng cho blockchain khi nó chuyển từ “đồ chơi dành cho kỹ thuật gia” thành “cơ sở hạ tầng chính thống.”