Grokking Cartesi Rollups第二部分

發表於 2023-10-24 22:10 作者： Cartesi

在第一部分，我們討論了應用特定的Rollups在區塊鏈技術棧中帶來的大規模計算擴展。在這第二部分，我們將探討由特定應用計算能力帶來的廣闊新DApp設計領域。

以太坊虛擬機（EVM）簡介

以太坊虛擬機（EVM）是在以太坊區塊鏈上實現智能合約功能的執行引擎。每當一個dApp或用戶與智能合約交互時，該交易都作爲更新網絡狀態的一部分在EVM上執行。

EVM上的每個智能合約交易都有與之關聯的燃氣成本。交易消耗的燃氣越多，處理交易所需的區塊空間就越多。由於以太坊的區塊空間是有限的資源，這爲智能合約執行創造了競爭環境。在網絡需求高峰期，dApps和用戶被迫參與競價战以執行他們的交易。

區塊空間競爭對EVM智能合約施加了重要的設計限制。由於競價战的前景始終存在，开發者受到激勵來設計優化燃氣成本而非優化軟件功能的dApps。最終，這會阻礙創新並導致獨特的設計選擇，可能危害代碼的可讀性和安全性。

尋求更大的設計靈活性

傳統的第二層（L2）Rollups解決方案，如Arbitrum和Optimism，可以通過提供更便宜的鏈外執行來幫助緩解燃氣競爭的一些負面影響。但這些Rollups並沒有提供任何有意義的設計靈活性增加。它們仍然容易受到基於EVM的競爭性競價動態的影響，這意味着它們仍然受到與直接部署在以太坊上的dApps相同的設計限制的影響。

爲了尋求更大的設計靈活性，一些項目已將注意力轉向EVM替代品，如EVM+和WASM。這些項目爲开發者提供了在傳統編程語言（如Rust和Python）中編寫智能合約的能力，而不是在EVM特定編程語言（如Solidity和Vyper）中編寫。但這些解決方案對dApp設計體驗提供的改進僅有限。這是因爲簡單地能夠使用像Python這樣的傳統編程語法來編寫智能合約（EVM+和WASM提供了這種能力），與能夠利用幾十年來存在的Python开源代碼庫和工具之間存在巨大差異（EVM+和WASM實際上無法提供）。

开源庫是可重用的預寫代碼片段，允許軟件开發人員處理復雜任務，而無需每次都從頭开始發明新的解決方案。然而，絕大多數這些庫都依賴於操作系統（OS）提供一些重要的服務，包括提供內存管理、訪問系統硬件和資源、安全措施等等。

現有的EVM+和WASM項目實際上無法支持完整的操作系統基礎設施。沒有操作系統的好處，dApp开發者將失去幾十年的开源軟件开發成果。與以往的工作相隔絕，對於常規开發者而言，某些任務，如文件傳輸、數據壓縮、查找圖像中像素的顏色或查詢數據庫中的記錄等，對於dApp开發者來說要么不切實際，要么不可能完成。

冒險爲了收益

正如第一部分所解釋的，應用特定的Rollups爲區塊鏈技術棧帶來了無與倫比的計算能力。因此，接下來的問題是：如何利用這些大規模的計算能力？

Cartesi利用這增強的處理能力來引導整個Linux操作系統。這使Cartesi能夠創建一種新穎的dApp執行環境，超越了上述EVM、EVM+和WASM的設計限制。

Cartesi的核心技術依賴於Cartesi虛擬機，這是一個自定義虛擬機，模擬了RISC-V指令集體系結構（ISA）。ISA基本上是確定計算機的硬件和軟件如何相互交互以及哪些操作系統與計算機體系結構兼容的規則集。特別是，RISC-V與Linux高度兼容，而Linux是世界上最廣泛使用的开源操作系統之一。

擁有模擬RISC-V微處理器的能力，Cartesi虛擬機能夠引導整個Linux操作系統。因此，Cartesi爲dApp开發者提供了幾十年豐富的代碼庫和开源工具。這意味着由Cartesi支持的dApps現在可以在設計靈活性、用戶體驗、可預測性和成本效益方面开始模仿傳統軟件應用，同時仍然可以在鏈上進行驗證。

廣闊的新dApp設計領域

幾乎滲透到我們生活方方面面的軟件基礎設施是由經過近50年全球工程努力創造的相互依賴的組件組成的。擁有幾十年的預寫代碼庫，傳統軟件开發人員可以快速輕松地優化任務，而無需每次都重新發明新的抽象。Cartesi的應用特定Rollups和Cartesi虛擬機將這些效率帶到了區塊鏈，爲分散式應用程序創造了一個廣闊的新設計空間。

爲了更好地說明這在實踐中意味着什么，讓我們以Topology爲例。Topology是一個令人印象深刻的分散式遊戲，玩家合作建設受行星動力學影響的战略基礎設施。要在區塊鏈上創建這個環境，遊戲开發者不得不從頭开始編寫用於模擬行星動力學的經典算法。這不僅是一項非常繁重的工作，而且還需要一組傑出的开發者將這個想法付諸實踐。

現在，將Topology與像憤怒的小鳥這樣的傳統軟件遊戲進行對比。憤怒的小鳥需要與Topology相同類型的算法（畢竟，圍繞行星和飛翔的鳥都遵循重力的相同法則）。但憤怒的小鳥的开發者不必被迫從頭編寫他們所需的每一行代碼。這是因爲有預寫的庫，允許傳統軟件开發人員在幾乎所有可能的編程語言中添加重力力的應用。

上述示例遠非獨特。許多庫都是從頭开始用Solidity編寫的，以幫助开發EVM智能合約。但dApp开發人員要重新創建現有庫和工具，將需要幾十年的時間，這些庫和工具可供傳統軟件开發人員使用。Cartesi消除了重新發明這些抽象的需要。

有了Cartesi，dApp开發人員擁有了他們需要的工具，可以專注於他們真正想要構建的東西，而不會被底層區塊鏈基礎設施常常強加的獨特設計限制所拖累。

探索其他人如何在這個新的設計領域的邊界上推進工作：

• Gaming（https://cartesi.io/blog/the-new-design-space-in-gaming/）

• DeFi（https://cartesi.io/blog/the-new-design-space-in-defi/）

• NFTs （https://cartesi.io/blog/the-new-design-space-in-nfts/）

• AI （https://cartesi.io/blog/the-new-design-space-in-ai/）

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關於 Cartesi

Cartesi 是一種特定於應用程序的匯總協議，具有運行 Linux 發行版的虛擬機，爲 DApp 开發人員創造了更豐富、更廣泛的設計空間。

 Cartesi Rollups 提供模塊化擴展解決方案，可部署爲 L2、L3 或主權 Rollups，同時保持強大的基礎層安全保證。

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