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Altius stellt ein VM-agnostisches Execution Framework vor, das die Blockchain-Ausführung durch ein modulares Design optimiert. Die Architektur mit drei Modulen ermöglicht eine leistungsstarke Ausführung, Interoperabilität mit mehreren Ketten und verbesserte Skalierbarkeit.
Der Altius Stack entkoppelt die Blockchain-Ausführungsebenen von den einzelnen binären Implementierungen und dem Netzwerkdesign und ermöglicht so eine nahtlose Integration mit allen Layer 1s, Layer 2s und anwendungsspezifische Ketten für sofortige Leistungssteigerungen und verbesserte Interoperabilität. Die Architektur zielt darauf ab, Web2-Parität für On-Chain-Anwendungsfälle in einer Multi-Chain-Zukunft zu erreichen und sicherzustellen, dass On-Boarded Chains zukunftssicher in Bezug auf Leistung sind.
Blockchain-Systeme stehen heute vor erheblichen Herausforderungen, darunter Netzwerküberlastung, hohe Transaktionskosten und begrenzte Skalierbarkeit für meinungsbildende Anwendungsfälle - selbst wenn der allgemeine Blockspace weiter wächst. Diese Einschränkungen sind auf monolithische Ausführungsschichten und unzureichende Interoperabilität zurückzuführen, wodurch die Netzwerke Gefahr laufen, ohne Skalierbarkeitslösungen wie parallele Ausführung veraltet zu sein.
Die Parallelverarbeitung ist zwar eine gut erforschte und leicht verfügbare Lösung für die Skalierung, aber vielen Handelsketten fehlen die Ressourcen, um eigene Systeme zu entwickeln. Altius bietet eine schlüsselfertige, modulare Ausführungsschicht, die diese Lücke schließt und es den Ketten ermöglicht, Infrastruktur ohne zusätzliche Entwicklungsarbeit effizient zu skalieren und zukunftssicher zu machen
Altius hat es sich zur Aufgabe gemacht, die Skalierbarkeit und Interoperabilität der Blockchain auf der Ausführungsebene zu verbessern, damit Anwendungen und Ökosysteme ihr volles Potenzial entfalten können. Altius zielt darauf ab, Multi-Chain-Ökosysteme mit einer gemeinsamen Ausführungsinfrastruktur zu unterstützen, die auf Folgendes ausgerichtet ist:
Effiziente Skalierungslösungen mit kontinuierlichen Upgrades, die eine optimale Leistung gewährleisten
Kettenübergreifende Interoperabilität
Anreize für Entwickler zur Entwicklung von Anwendungen, die für Multithreading- und Parallelverarbeitungsumgebungen konzipiert sind
Dieses Dokument behandelt die Architektur, die Implementierung und den Entwicklungsplan von Altius.
Die technische Architektur von Altius basiert auf drei zentralen Säulen zur Optimierung der Blockchain- Ausführung:
Paralleler skalierbarer Speicher: Ermöglicht gleichzeitige Operationen und effiziente Statusaktualisierungen über Knoten hinweg.
Parallelität auf Anweisungsebene: Verwendet Static Single Assignment (SSA), um kollidierende Anweisungen unabhängig voneinander zu identifizieren und erneut auszuführen.
Anwendungscode-Bewerter: Belohnt Entwickler für die Erstellung optimierter Smart Contracts in Ausführungsumgebungen.
Gemeinsam verbessern diese Säulen die Skalierbarkeit, Effizienz und Interoperabilität der Blockchain-Ausführung.
Die Zustandsverwaltung ist entscheidend für die Blockchain-Leistung, da jede Transaktion den Systemzustand aktualisiert. Herkömmliche Systeme, die Merkle-Patricia-Versuche auf SSDs verwenden, sind mit Latenzzeiten und E/A-Engpässen konfrontiert, die sich mit zunehmender Blockchain-Aktivität verschlimmern. Parallel Scalable Storage bietet einen neuen Ansatz für die Verwaltung von Zustandsdaten.
Die Parallel Scalable Storage-Lösung von Altius nutzt Sharded State Management, verteiltes Caching und fortschrittliche Datenstrukturen, um eine hohe Leistung bei geringer Latenz zu erzielen. Dieser Artikel befasst sich mit den wichtigsten Funktionen und Vorteilen dieser Lösung.
Das System unterteilt die Zustandsdaten in unabhängig verwaltete Shards auf verteilten Knoten und ermöglicht so parallele Operationen. Die Shards werden nach Schlüsselpräfixen verteilt, um eine ausgeglichene Arbeitslast zu gewährleisten. Das Scalable State Merkle Trie (SSMT) implementiert dies durch die Zuweisung bestimmter Präfixbereiche (z. B. 0×00-0×10) an verschiedene Knoten.
Um die Latenzzeit zu minimieren, hält das verteilte Caching häufig abgerufene Daten im Speicher, wobei Prefetching und historische Muster verwendet werden. Die SSMT optimiert die Zustandsverwaltung durch effiziente Abfrageverarbeitung und Algorithmen zum Ausgleich der Arbeitslast und verhindert so Leistungsengpässe.
Parallel Scalable Storage bietet einen innovativen dynamischen Lastausgleich für eine gleichmäßige Shard-Verteilung, für Gleichzeitigkeit optimierte Algorithmen für die parallele Verarbeitung, ein Memory-First-Design für schnelleren Zugriff und Fehlertoleranz für Zuverlässigkeit.
Wir haben die Leistung von SSMT anhand des Ethereum-Mainnet-Datensatzes evaluiert und dabei die Metriken für Transaktionen pro Sekunde (TPS) und Gas pro Sekunde (GPS) der Ausführungsengine von Altius mit Deterministic OCC und SSMT verglichen. Die Tests auf einem 32-Core-128-GB-Server mit einer 100-GB-Hochleistungs-SSD zeigten einen um 50 % reduzierten E/A-Overhead und eine 1,2-1,5-fache Leistungsverbesserung für große Datensätze.
Die SSMT-Integration erhöhte das durchschnittliche GPS auf ~657M, was eine 1,8-fache Verbesserung gegenüber dem Deterministic OCC allein und eine 30-fache Verbesserung gegenüber dem regulären GPS im Ethereum Mainnet bedeutet
In Kombination mit SSMT stieg die durchschnittliche TPS auf ~6635, was dem 1,6-fachen der TPS von Deterministic OCC allein und dem 25-fachen der regulären TPS entspricht, basierend auf den Ethereum Mainnet-Daten.
Parallel Scalable Storage verwendet im Gegensatz zu herkömmlichen festplattenbasierten Blockchain- Systemen einen verteilten mit Vorrang. Während andere Hochleistungsdesigns auf teure Server mit hoher Kapazität angewiesen sind, erreicht Altius eine bessere Effizienz durch Caching, Sharding und Lastausgleich auf Standardhardware. Anstelle eines zentralisierten SSD-basierten Speichers, der E/A- Engpässe verursacht, verteilt unser System Shards mit In-Memory-Caching für schnelleren Zugriff.
Noch wichtiger ist, dass Altius nicht nur die Hardwarekosten senkt, sondern auch zukunftsweisend ist**: Es** lässt sich effizient mit verteiltem Speicher skalieren, während andere Hochleistungsdesigns auf einen Einzelspeicher angewiesen sind, der die Skalierbarkeit bei steigender Nachfrage einschränkt.
Parallel Scalable Storage stellt einen Paradigmenwechsel in der Blockchain-Zustandsverwaltung dar. Durch die Kombination von Sharded-Architektur, verteiltem Caching und optimierten Datenstrukturen wie dem Scalable State Merkle Trie (SSMT) überwindet es die Grenzen herkömmlicher Systeme und bietet einen beispiellosen Durchsatz, Skalierbarkeit und Kosteneffizienz. Mit der Weiterentwicklung von Blockchain-Netzwerken wird die Einführung solcher fortschrittlichen Lösungen unerlässlich sein, um den Anforderungen eines wachsenden dezentralen Ökosystems gerecht zu werden.
Herkömmliche Blockchain-Systeme verwenden eine sequenzielle Transaktionsausführung, die bei Konflikten zu Engpässen führt, da die Transaktionen komplett neu ausgeführt werden müssen.
Der Instruction-Level Parallelism (ILP) von Altius verarbeitet einzelne Befehle gleichzeitig, reduziert Konflikte und verbessert die Leistung, indem er Abhängigkeiten zwischen granularen Befehlen erkennt.
Static Single Assignment (SSA) wandelt den Bytecode von Smart Contracts so um, dass Befehlsabhängigkeiten verfolgt werden können, was eine gleichzeitige Ausführung ermöglicht. Wichtige Grundsätze:
Granulare Ausführung: Gleichzeitige Verarbeitung unabhängiger Anweisungen
Analyse von Abhängigkeitsgraphen: Verwalten von Anweisungsbeziehungen für eine optimale Abfolge
Minimierung von Konflikten: Verringerung des Bedarfs an erneuter Ausführung durch Verfolgung auf Anweisungsebene
Zu den wichtigsten ILP-Optimierungen gehören:
SSA-Umwandlung: Konvertierung von Bytecode zur effizienten Verfolgung von Abhängigkeiten
Dynamisches Scheduling: Parallele Verarbeitung auf der Grundlage von Abhängigkeiten
Inkrementelle Ausführung: Kontinuierlicher Fortschritt trotz Konflikten
ILP verbessert den Durchsatz, reduziert die Latenzzeit und maximiert die Ressourcennutzung, während den Entwicklern Optimierungswerkzeuge zur Verfügung stehen.
Die SSA-Bewertung verwendet Abhängigkeitsgraphen, um konfliktverursachende Anweisungen während der Ausführung zu identifizieren. Die Leistung wird gemessen, indem die Länge des kritischen Pfads mit dem ursprünglichen Gasverbrauch verglichen wird, um die Effizienzgewinne der SSA zu ermitteln.
Altius erreicht eine Senkung der Gaskosten um 75 % durch die selektive Wiederausführung von Anweisungen.
Instruction-Level Parallelism verändert die Blockchain-Ausführung durch gleichzeitige Verarbeitung und verbesserte Effizienz. Mithilfe fortschrittlicher Techniken wie SSA und Deterministic OCC verbessert ILP die Transaktionsverarbeitung über sequenzielle Grenzen hinaus. Diese Innovation wird Blockchain-Netzwerken helfen, effektiv zu skalieren und eine bessere Leistung und Benutzerfreundlichkeit zu bieten.
Das Modul Application Code Assessor bietet Entwicklern Anreize, intelligente Verträge zu erstellen, die das Potenzial der parallelen Ausführung maximieren.
Der deterministische OCC von Altius sortiert Transaktionen, indem er von einer parallelen Ausführung ausgeht. Beim Auftreten von Zustandskonflikten werden Transaktionen deterministisch abgebrochen und neu ausgeführt, wodurch Konflikte identifiziert werden, während die Gaseffizienz für Operationen nach dem Konfliktpunkt erhalten bleibt.
Bei Konflikten bricht die spätere Transaktion ab und wird ab dem Konfliktpunkt erneut ausgeführt. Mehrfache Abbrüche verschwenden Sprit und zeigen eine verminderte Parallelität an.
Altius implementiert einen Bewertungsrahmen zur Analyse der Leistung von Smart Contracts und zur Förderung der parallelen Ausführung. Es misst die Effizienz von Transaktionen und belohnt hohe Parallelität.
Das System wertet Verträge periodisch aus, analysiert Transaktionsabhängigkeiten und berechnet effiziente Gasquoten.
Die Eignung der parallelen Ausführung von intelligenten Verträgen wird durch die folgenden Kriterien bewertet:
Transaktionsparallelitätsgrad: Höherer Durchsatz deutet auf bessere Parallelität hin
Gesamtgasmenge: Ein höherer Gasverbrauch deutet auf eine bessere Vertragsnutzung hin
Die Vertragsdaten werden am Ende des Zeitraums für die Berechnung der Vergütung erfasst.
Wir haben die Geschwindigkeitssteigerungen, TPS und GPS von Deterministic OCC über verschiedene Thread-Zahlen mit konfliktfreien Daten und Ethereum-Mainnet-Messungen getestet.
Der Hauptbeitrag des Deterministic OCC ist der Application Code Assessor von Altius, der Anreize zur Reduzierung von Transaktionskonflikten für eine bessere Leistung schafft.
Bei Verwendung eines 32-Thread-Servers erreichen konfliktfreie Transaktionen eine ~400-fache
Beschleunigung gegenüber der sequenziellen Ausführung.
GPS erhöht sich erheblich, wenn man die Anzahl der Threads hinzufügt, und erreicht ~70 bei einem 32- Thread-Inlandsserver auf der Grundlage konfliktfreier Transaktionen.
Die TPS erhöht sich erheblich, wenn die Anzahl der Threads erhöht wird, und erreicht ~2M mit einem 32- Thread-Inlandsserver auf der Grundlage konfliktfreier Transaktionen.
Der deterministische OCC garantiert eine durchschnittliche～ 7-fache Beschleunigung, basierend auf den Daten des Ethereum Mainnet.
Deterministic OCC garantiert eine durchschnittliche Gas-Per-Second (GPS) von ~374M, was dem 16- fachen der regulären GPS entspricht, basierend auf den Daten des Ethereum Mainnet.
Deterministic OCC garantiert eine durchschnittliche Transaction-Per-Second (TPS) von ~4190, was dem 15-fachen der regulären TPS entspricht, basierend auf den Daten des Ethereum Mainnet.
Der Application Code Assessor (ACA) wurde entwickelt, um die Gesamtausführungsleistung weiter zu verbessern, indem er Anwendungsentwickler dazu anregt, effizienteren Code zu schreiben. Er bietet Tools und Auswertungen auf Protokollebene, die Entwicklern von Smart Contracts dabei helfen, Anwendungen zu erstellen, die für eine Multithreading- und Parallelverarbeitungsumgebung optimiert sind.
Der Altius Stack ist unsere Implementierung des VM-agnostischen Modular Execution Framework und nutzt parallele Ausführung und fortschrittliches Zustandsmanagement, um zentrale Blockchain-Ineffizienzen zu lösen.
Durch die Trennung von Ausführung und Konsens und die Nutzung der modularen Datenverfügbarkeitsschicht schafft der Altius Stack eine flexiblere und widerstandsfähigere Blockchain- Architektur als herkömmliche Lösungen wie Cosmos SDK oder Geth.
Der Altius Execution Core treibt den Altius Stack durch seine parallele Ausführungs-Engine und den skalierbaren Daten-Cache an und ermöglicht schnelle Transaktionen und Zustandsverwaltung bei gleichzeitigen Operationen.
Die Parallel Processing Engine ist die Kernkomponente des Altius Stack und ermöglicht Parallelitätstransaktionen für höheren Durchsatz und geringere Latenz. Sie nutzt moderne Hardware, um steigende Arbeitslasten effizient zu bewältigen.
Der Motor besteht aus drei Hauptkomponenten:
Deterministische OCC (Optimistische Gleichzeitigkeitssteuerung mit deterministischen Abbrüchen): Ermöglicht die parallele Ausführung von Transaktionen mit konsistenter Konfliktlösung.
SSA (Statische Einzelzuweisung): Verfolgt Befehlsabhängigkeiten, um den Overhead bei der erneuten Ausführung zu minimieren.
SSMT (Scalable State Merkle Trie): Verwaltet Zustandsdaten mithilfe einer gesplitteten Merkle- Baumstruktur. Die Daten werden nach Schlüsselpräfixen auf die Knoten verteilt, wobei die Arbeitslast für eine optimale Leistung ausgeglichen wird.
Der Altius Stack ermöglicht die parallele Verarbeitung sowohl in L1 als auch in L2 durch leichtgewichtige Modifikationen und anpassbare Lösungen.
Altius Core lässt sich auf zwei Arten mit L1 integrieren:
L1 ohne Entkopplung von Konsens und Ausführung: Der L1-Proposer gibt ausgeführte Blöcke aus. Altius Core hilft bei der effizienten Erzeugung dieser Blöcke durch parallele Ausführung und beseitigt so Leistungsengpässe. Beispiele: Ethereum 1.0 und die meisten der älteren L1 Entwürfe.
L1 mit entkoppelter Konsensierung und Ausführung: Der Proposer der Konsensschicht gibt nicht ausgeführte Blöcke aus, die dann von den Ausführungsknoten verarbeitet werden. Altius Core ermöglicht die parallele Ausführung dieser Blöcke für einen höheren Durchsatz. Beispiele: Ethereum 2.0, einige Kosmos-basierte Ketten wie Berachain.
Bei entkoppelten Architekturen sorgt die deterministische parallele Ausführung von Altius Core für konsistente Ergebnisse über alle Knoten hinweg, wobei die verteilte Konsistenz von L1 erhalten bleibt.
Anpassbare Abwicklungsebene: Wählen Sie zwischen Ethereum Settlement, Sovereign Settlement oder benutzerdefinierten Optionen.
Anpassbare Datenverfügbarkeitsschicht: Wählen Sie aus bestehenden Datenverfügbarkeitsanbietern wie Celestia DA, Eigen DA oder kundenspezifischen Lösungen.
Altius stellt ein gemeinsames Ausführungssystem vor, das auf die wachsende Nachfrage nach skalierbarer, hochleistungsfähiger Transaktionsverarbeitung in verschiedenen Blockchain-Ökosystemen ausgerichtet ist. Das Herzstück dieses Systems ist die Fähigkeit, jeder Kette - ob Layer 1 oder Layer 2 - die parallele Ausführung von Transaktionen auf einer Pay-for-Use-Basis zu ermöglichen. Indem Altius die Ausführung als Dienstleistung anbietet, ermöglicht es Ketten, die Transaktionsverarbeitung auszulagern und dadurch den Durchsatz zu erhöhen und die Kosten zu senken. In der Anfangsphase liegt der Schwerpunkt auf der Bereitstellung robuster, kosteneffizienter Ausführungsdienste für Handelsketten, die ihre Transaktionsverarbeitungsfähigkeiten skalieren möchten.
Während das Modell der gemeinsamen Ausführung es Altius ermöglicht, als zentraler Anbieter einer parallelen Ausführungsinfrastruktur zu fungieren, stellt der Übergang zu einem offenen Ausführungsnetzwerk (Open Execution Network, OEN) einen wichtigen Meilenstein bei der Dezentralisierung der Ausführung dar und ermöglicht eine nahtlose Teilnahme von jeder Einheit im Blockchain-Ökosystem.
Das Open Execution Network soll eine offen zugängliche Plattform bieten, auf der jeder Teilnehmer, ob Layer 1, Layer 2 oder eine anwendungsspezifische Kette, die Möglichkeiten der parallelen Ausführung nutzen kann, ohne dass eine Genehmigung oder eine zentrale Koordination erforderlich ist. Unter Mit dem Übergang von einem gemeinsam genutzten Ausführungsservice zu einem vollständig dezentralisierten, erlaubnisfreien Modell positioniert sich Altius als Unterstützer eines Ökosystems verteilter Ausführungsressourcen, die von jedem und überall genutzt werden können:
Dezentralisierte Ausführungsinfrastruktur: Im Open Execution Network werden die Ausführungsrechte nicht mehr von einem zentralen Anbieter kontrolliert. Stattdessen können mehrere unabhängige Teilnehmer (Executors genannt) Rechenressourcen zur Ausführung von Transaktionen, Smart Contracts und anderen Operationen über eine beliebige Kette hinweg beitragen. Executors setzen sowohl Altius-eigene Token als auch die Token der Zielketten ein, um sich um Ausführungsaufgaben zu bewerben. Dieses duale Staking-Modell sorgt für eine starke Angleichung der Anreize zwischen Executors und den Ketten, die sie bedienen, und gewährleistet die Integrität und Zuverlässigkeit des Netzwerks.
Sicherheit und Rechenschaftspflicht: Um die Integrität des Ausführungsprozesses zu schützen und böswilliges Verhalten zu verhindern, wird Altius eine Anreiz- und Sanktionsstruktur einführen, die auf doppeltem Staking und Slashing basiert. Executors, die ihre Pflichten nicht ehrlich erfüllen - sei es durch Manipulation von Ergebnissen, fehlerhafte Ausführung oder Vernachlässigung ihrer Verantwortung - werden mit einem Slashing ihrer eingesetzten Token bestraft. Dieser Mechanismus schafft Anreize für eine qualitativ hochwertige Ausführung und wirkt gleichzeitig als Abschreckung für potenzielle böswillige Akteure im Netzwerk.
Genehmigungsfreie Teilnahme: Das OEN ist so konzipiert, dass es eine erlaubnisfreie Teilnahme unterstützt, d.h. jeder, der über die erforderlichen Ressourcen (Rechenleistung und Einsätze) verfügt, kann dem Netz beitreten und Ausführungsdienstleistungen anbieten. Es wird keine zentrale Behörde geben, die den Zugang kontrolliert, so dass eine Vielzahl von Teilnehmern teilnehmen kann. Dieses Modell mit offenem Zugang fördert ein dezentralisiertes, widerstandsfähiges und skalierbares Ökosystem für die Ausführung von Blockchain-Transaktionen.
Das Open Execution Network stellt einen bedeutenden Fortschritt gegenüber herkömmlichen Ausführungsmodellen dar, da es Folgendes bietet:
Skalierbarkeit: Durch die Möglichkeit der parallelen Ausführung und der Dezentralisierung von Ausführungsressourcen ermöglicht das OEN einen wesentlich höheren Durchsatz im gesamten Blockchain-Ökosystem. Ausführende aus allen Teilen der Welt können ihre Rechenressourcen beisteuern, um das System dynamisch und bedarfsgerecht zu skalieren.
Effizienz: Die dezentrale, erlaubnisfreie Natur des OEN senkt die Kosten für Entwickler und dApp- Benutzer, indem es Zugang zu gemeinsam genutzten Rechenressourcen bietet und die Monopolisierung von Ausführungsdiensten durch einen einzigen Anbieter verhindert. Das OEN bietet eine kostengünstigere Lösung als herkömmliche zentralisierte Dienste und entspricht damit dem Ziel von Altius, die Ressourceneffizienz zu verbessern.
Ausfallsicherheit: Die Dezentralisierung von Ausführungsanbietern verringert das Risiko von Einzelausfällen und stellt sicher, dass das Ausführungsnetz gegen Ausfälle, Angriffe oder Fehlverhalten eines einzelnen Teilnehmers gefeit ist.
Kettenübergreifende Interoperabilität: Executors im Open Execution Network können Token aus verschiedenen Chains (Ethereum, Ethereum L2s, altVM Chains usw.) miteinander verbinden, was die nahtlose Ausführung von kettenübergreifenden Operationen ermöglicht. Dies ermöglicht eine effizientere Interoperabilität zwischen verschiedenen Blockchain-Ökosystemen und fördert die Multichain-Zukunft, die Altius unterstützen möchte.
Altius soll die führende Lösung zur Verbesserung der Blockchain-Skalierbarkeit und Interoperabilität auf der Ausführungsebene über den Altius Stack werden. Die Roadmap hebt die wichtigsten Meilensteine bei der Erweiterung der Fähigkeiten von Altius über Blockchain-Ökosysteme hinweg in einer Multi-Chain-Zukunft hervor.
Altius Execution Engine Core unterstützt EVM L1/L2 Integration bis Q1 2025 Ausweitung der Kompatibilität auf mehrere VMs bis Q2 2025
Einführung einer gemeinsamen Ausführungsebene bis Q4 2025
Umstellung auf das Open Execution Network (OEN) bis zum 4. Quartal 2026
Durch die Entkopplung der Ausführung vom Netzwerkdesign ermöglicht der Altius Stack eine nahtlose Integration mit L1s, L2s und anwendungsspezifischen Chains und verbessert so die Interoperabilität zwischen verschiedenen Blockchain-Lösungen. Dieser modulare Ansatz unterstützt verschiedene VM- Umgebungen, von EVM bis MoveVM, CosmWasm und mehr, und bietet Entwicklern zudem Vorlagen für die Erstellung optimierter Anwendungen auf jeder Kette.
Dank seiner Flexibilität ist Altius Stack sowohl mit bestehenden als auch mit neu entwickelten Ketten kompatibel und ermöglicht einfache Upgrades und Konfigurationen für Blockchain-Ökosysteme.
Altius wird das Netzwerk unter Verwendung des Altius Stack horizontal in eine gemeinsame Ausführungsschicht integrieren und eine Ausführungsinfrastruktur bereitstellen, die die parallele Verarbeitung über mehrere Ketten hinweg verbessert. Diese Lösung bietet optimierte Ausführungsressourcen durch dynamisches Balancing und ermöglicht es Entwicklern, die Skalierbarkeit zu verbessern und die Latenz für dezentralisierte Anwendungen (dApps) und Smart Contracts zu reduzieren. Der Shared Execution Layer wird als Grundlage für breitere Anwendungsfälle dienen und kettenübergreifende Operationen mit verbessertem Durchsatz und Effizienz ermöglichen.
Altius plant mit dem Open Execution Network (OEN) den Übergang zu einem vollständig dezentralen Ausführungsmodell. Diese Umstellung wird es jedem Teilnehmer, ob Ketten, Anwendungen oder dezentralisierte Einheiten, um Rechenressourcen beizusteuern und Transaktionen über jede Blockchain auszuführen. Die Ausführenden werden sowohl den Altius-Token als auch die nativen Token der von ihnen bedienten Chains einsetzen, um die Anreize anzugleichen und die Zuverlässigkeit des Netzwerks zu gewährleisten. Dieser Übergang wird zentralisierte Fehlerquellen beseitigen und ein erlaubnisfreies, robustes und skalierbares Ausführungsökosystem schaffen, das die Interoperabilität zwischen den Chains verbessert und die Multi-Chain-Zukunft der Blockchain-Technologie unterstützt.
Altius entwickelt VM-agnostische, hochleistungsfähige Ausführungsschichten, die mit jeder Kette kompatibel sind, um die Blockchain-Infrastruktur zukunftssicher zu machen. Altius will neue Standards für die Blockchain-Skalierbarkeit setzen und gleichzeitig eine nahtlose Cross-Chain-Konnektivität ermöglichen. Mit Altius haben Blockchain-Ökosysteme kontinuierlichen Zugang zu branchenführender Ausführungsleistung, so dass sie sich auf das Wesentliche konzentrieren können.
Altius Execution Core kombiniert SSMT-, SSA- und deterministische OCC-Technologien zur parallelen Verarbeitung von Transaktionen und unterstützt mehrere virtuelle Maschinen. Das modulare Design erhöht die Ausfallsicherheit des Systems und reduziert gleichzeitig die Zentralisierung. Altius führt außerdem ein neues Belohnungsmodell ein, um die Ausführungsleistung weiter zu verbessern, indem es Anwendungsentwicklern einen Anreiz bietet, Smart Contracts zu schreiben, die für parallele Ausführungsumgebungen optimiert sind.
Die Architektur zielt darauf ab, Skalierbarkeit und Interoperabilität in einer Multi-Chain-Zukunft zu ermöglichen. Altius ist mehr als ein Infrastrukturanbieter - es legt den Grundstein für eine Zukunft, in der Blockchains mit Web2-Effizienz arbeiten und gleichzeitig die Prinzipien der Dezentralisierung beibehalten.
RainBlock: Schnellere Transaktionsverarbeitung in öffentlichen Blockchains:
https://www.usenix.org/conference/atc21/presentation/ponnapalli
Nutzung von Parallelität in Smart Contracts auf dezentralen Blockchains durch Zähmung anwendungsinhärenter Konflikte:
https://arxiv.org/pdf/2201.03749
Eine dezentrale Blockchain mit hohem Durchsatz und schneller Bestätigung:
https://www.usenix.org/system/files/atc20-li-chenxing.pdf
Gleichzeitige Transaktionsausführung auf Betriebsebene für Blockchains:
https://arxiv.org/pdf/2211.07911
Statische Einzelzuweisung (SSA): Eine Compiler-Optimierungstechnik, die sicherstellt, dass jede Variable nur einmal zugewiesen wird. In Altius ermöglicht SSA Parallelisierung auf Anweisungsebene (ILP) durch Verfolgung von Abhängigkeiten und Verringerung redundanter Wiederausführungen.
Deterministische optimistische Gleichzeitigkeitskontrolle (Deterministic OCC): Ein paralleles Ausführungsmodell, bei dem die Transaktionen zunächst als konfliktfrei angenommen werden. Treten Konflikte auf, werden die betroffenen Transaktionen deterministisch abgebrochen und selektiv neu ausgeführt, wodurch die Gasverschwendung minimiert und der Durchsatz maximiert wird.
Skalierbares State-Merkle-Trie (SSMT): Eine verteilte Statusspeicherstruktur, die Daten mithilfe von Sharded-Präfixen auf verschiedene Knoten verteilt. SSMT verbessert die Abfrageeffizienz, den Lastausgleich und die Zustandssynchronisierung, wodurch der E/A-Overhead erheblich reduziert und die Ausführungsgeschwindigkeit verbessert wird.
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Haftungsausschluss: Dieser Artikel wurde zu Ihrer Bequemlichkeit aus seiner Originalsprache übersetzt. Obwohl wir uns bemühen, genau zu sein, kann es zu geringfügigen Fehlern oder interpretationsunterschieden kommen. Die Genaueste und wahrste Darstellung finden Sie in der Originalveröffentlichung, die hier verfügbar ist. Wir schätzen Ihr Verständnis und empfehlen Ihnen, die Originalquelle für detaillierte Informationen zu konsultieren.
Altius stellt ein VM-agnostisches Execution Framework vor, das die Blockchain-Ausführung durch ein modulares Design optimiert. Die Architektur mit drei Modulen ermöglicht eine leistungsstarke Ausführung, Interoperabilität mit mehreren Ketten und verbesserte Skalierbarkeit.
Der Altius Stack entkoppelt die Blockchain-Ausführungsebenen von den einzelnen binären Implementierungen und dem Netzwerkdesign und ermöglicht so eine nahtlose Integration mit allen Layer 1s, Layer 2s und anwendungsspezifische Ketten für sofortige Leistungssteigerungen und verbesserte Interoperabilität. Die Architektur zielt darauf ab, Web2-Parität für On-Chain-Anwendungsfälle in einer Multi-Chain-Zukunft zu erreichen und sicherzustellen, dass On-Boarded Chains zukunftssicher in Bezug auf Leistung sind.
Blockchain-Systeme stehen heute vor erheblichen Herausforderungen, darunter Netzwerküberlastung, hohe Transaktionskosten und begrenzte Skalierbarkeit für meinungsbildende Anwendungsfälle - selbst wenn der allgemeine Blockspace weiter wächst. Diese Einschränkungen sind auf monolithische Ausführungsschichten und unzureichende Interoperabilität zurückzuführen, wodurch die Netzwerke Gefahr laufen, ohne Skalierbarkeitslösungen wie parallele Ausführung veraltet zu sein.
Die Parallelverarbeitung ist zwar eine gut erforschte und leicht verfügbare Lösung für die Skalierung, aber vielen Handelsketten fehlen die Ressourcen, um eigene Systeme zu entwickeln. Altius bietet eine schlüsselfertige, modulare Ausführungsschicht, die diese Lücke schließt und es den Ketten ermöglicht, Infrastruktur ohne zusätzliche Entwicklungsarbeit effizient zu skalieren und zukunftssicher zu machen
Altius hat es sich zur Aufgabe gemacht, die Skalierbarkeit und Interoperabilität der Blockchain auf der Ausführungsebene zu verbessern, damit Anwendungen und Ökosysteme ihr volles Potenzial entfalten können. Altius zielt darauf ab, Multi-Chain-Ökosysteme mit einer gemeinsamen Ausführungsinfrastruktur zu unterstützen, die auf Folgendes ausgerichtet ist:
Effiziente Skalierungslösungen mit kontinuierlichen Upgrades, die eine optimale Leistung gewährleisten
Kettenübergreifende Interoperabilität
Anreize für Entwickler zur Entwicklung von Anwendungen, die für Multithreading- und Parallelverarbeitungsumgebungen konzipiert sind
Dieses Dokument behandelt die Architektur, die Implementierung und den Entwicklungsplan von Altius.
Die technische Architektur von Altius basiert auf drei zentralen Säulen zur Optimierung der Blockchain- Ausführung:
Paralleler skalierbarer Speicher: Ermöglicht gleichzeitige Operationen und effiziente Statusaktualisierungen über Knoten hinweg.
Parallelität auf Anweisungsebene: Verwendet Static Single Assignment (SSA), um kollidierende Anweisungen unabhängig voneinander zu identifizieren und erneut auszuführen.
Anwendungscode-Bewerter: Belohnt Entwickler für die Erstellung optimierter Smart Contracts in Ausführungsumgebungen.
Gemeinsam verbessern diese Säulen die Skalierbarkeit, Effizienz und Interoperabilität der Blockchain-Ausführung.
Die Zustandsverwaltung ist entscheidend für die Blockchain-Leistung, da jede Transaktion den Systemzustand aktualisiert. Herkömmliche Systeme, die Merkle-Patricia-Versuche auf SSDs verwenden, sind mit Latenzzeiten und E/A-Engpässen konfrontiert, die sich mit zunehmender Blockchain-Aktivität verschlimmern. Parallel Scalable Storage bietet einen neuen Ansatz für die Verwaltung von Zustandsdaten.
Die Parallel Scalable Storage-Lösung von Altius nutzt Sharded State Management, verteiltes Caching und fortschrittliche Datenstrukturen, um eine hohe Leistung bei geringer Latenz zu erzielen. Dieser Artikel befasst sich mit den wichtigsten Funktionen und Vorteilen dieser Lösung.
Das System unterteilt die Zustandsdaten in unabhängig verwaltete Shards auf verteilten Knoten und ermöglicht so parallele Operationen. Die Shards werden nach Schlüsselpräfixen verteilt, um eine ausgeglichene Arbeitslast zu gewährleisten. Das Scalable State Merkle Trie (SSMT) implementiert dies durch die Zuweisung bestimmter Präfixbereiche (z. B. 0×00-0×10) an verschiedene Knoten.
Um die Latenzzeit zu minimieren, hält das verteilte Caching häufig abgerufene Daten im Speicher, wobei Prefetching und historische Muster verwendet werden. Die SSMT optimiert die Zustandsverwaltung durch effiziente Abfrageverarbeitung und Algorithmen zum Ausgleich der Arbeitslast und verhindert so Leistungsengpässe.
Parallel Scalable Storage bietet einen innovativen dynamischen Lastausgleich für eine gleichmäßige Shard-Verteilung, für Gleichzeitigkeit optimierte Algorithmen für die parallele Verarbeitung, ein Memory-First-Design für schnelleren Zugriff und Fehlertoleranz für Zuverlässigkeit.
Wir haben die Leistung von SSMT anhand des Ethereum-Mainnet-Datensatzes evaluiert und dabei die Metriken für Transaktionen pro Sekunde (TPS) und Gas pro Sekunde (GPS) der Ausführungsengine von Altius mit Deterministic OCC und SSMT verglichen. Die Tests auf einem 32-Core-128-GB-Server mit einer 100-GB-Hochleistungs-SSD zeigten einen um 50 % reduzierten E/A-Overhead und eine 1,2-1,5-fache Leistungsverbesserung für große Datensätze.
Die SSMT-Integration erhöhte das durchschnittliche GPS auf ~657M, was eine 1,8-fache Verbesserung gegenüber dem Deterministic OCC allein und eine 30-fache Verbesserung gegenüber dem regulären GPS im Ethereum Mainnet bedeutet
In Kombination mit SSMT stieg die durchschnittliche TPS auf ~6635, was dem 1,6-fachen der TPS von Deterministic OCC allein und dem 25-fachen der regulären TPS entspricht, basierend auf den Ethereum Mainnet-Daten.
Parallel Scalable Storage verwendet im Gegensatz zu herkömmlichen festplattenbasierten Blockchain- Systemen einen verteilten mit Vorrang. Während andere Hochleistungsdesigns auf teure Server mit hoher Kapazität angewiesen sind, erreicht Altius eine bessere Effizienz durch Caching, Sharding und Lastausgleich auf Standardhardware. Anstelle eines zentralisierten SSD-basierten Speichers, der E/A- Engpässe verursacht, verteilt unser System Shards mit In-Memory-Caching für schnelleren Zugriff.
Noch wichtiger ist, dass Altius nicht nur die Hardwarekosten senkt, sondern auch zukunftsweisend ist**: Es** lässt sich effizient mit verteiltem Speicher skalieren, während andere Hochleistungsdesigns auf einen Einzelspeicher angewiesen sind, der die Skalierbarkeit bei steigender Nachfrage einschränkt.
Parallel Scalable Storage stellt einen Paradigmenwechsel in der Blockchain-Zustandsverwaltung dar. Durch die Kombination von Sharded-Architektur, verteiltem Caching und optimierten Datenstrukturen wie dem Scalable State Merkle Trie (SSMT) überwindet es die Grenzen herkömmlicher Systeme und bietet einen beispiellosen Durchsatz, Skalierbarkeit und Kosteneffizienz. Mit der Weiterentwicklung von Blockchain-Netzwerken wird die Einführung solcher fortschrittlichen Lösungen unerlässlich sein, um den Anforderungen eines wachsenden dezentralen Ökosystems gerecht zu werden.
Herkömmliche Blockchain-Systeme verwenden eine sequenzielle Transaktionsausführung, die bei Konflikten zu Engpässen führt, da die Transaktionen komplett neu ausgeführt werden müssen.
Der Instruction-Level Parallelism (ILP) von Altius verarbeitet einzelne Befehle gleichzeitig, reduziert Konflikte und verbessert die Leistung, indem er Abhängigkeiten zwischen granularen Befehlen erkennt.
Static Single Assignment (SSA) wandelt den Bytecode von Smart Contracts so um, dass Befehlsabhängigkeiten verfolgt werden können, was eine gleichzeitige Ausführung ermöglicht. Wichtige Grundsätze:
Granulare Ausführung: Gleichzeitige Verarbeitung unabhängiger Anweisungen
Analyse von Abhängigkeitsgraphen: Verwalten von Anweisungsbeziehungen für eine optimale Abfolge
Minimierung von Konflikten: Verringerung des Bedarfs an erneuter Ausführung durch Verfolgung auf Anweisungsebene
Zu den wichtigsten ILP-Optimierungen gehören:
SSA-Umwandlung: Konvertierung von Bytecode zur effizienten Verfolgung von Abhängigkeiten
Dynamisches Scheduling: Parallele Verarbeitung auf der Grundlage von Abhängigkeiten
Inkrementelle Ausführung: Kontinuierlicher Fortschritt trotz Konflikten
ILP verbessert den Durchsatz, reduziert die Latenzzeit und maximiert die Ressourcennutzung, während den Entwicklern Optimierungswerkzeuge zur Verfügung stehen.
Die SSA-Bewertung verwendet Abhängigkeitsgraphen, um konfliktverursachende Anweisungen während der Ausführung zu identifizieren. Die Leistung wird gemessen, indem die Länge des kritischen Pfads mit dem ursprünglichen Gasverbrauch verglichen wird, um die Effizienzgewinne der SSA zu ermitteln.
Altius erreicht eine Senkung der Gaskosten um 75 % durch die selektive Wiederausführung von Anweisungen.
Instruction-Level Parallelism verändert die Blockchain-Ausführung durch gleichzeitige Verarbeitung und verbesserte Effizienz. Mithilfe fortschrittlicher Techniken wie SSA und Deterministic OCC verbessert ILP die Transaktionsverarbeitung über sequenzielle Grenzen hinaus. Diese Innovation wird Blockchain-Netzwerken helfen, effektiv zu skalieren und eine bessere Leistung und Benutzerfreundlichkeit zu bieten.
Das Modul Application Code Assessor bietet Entwicklern Anreize, intelligente Verträge zu erstellen, die das Potenzial der parallelen Ausführung maximieren.
Der deterministische OCC von Altius sortiert Transaktionen, indem er von einer parallelen Ausführung ausgeht. Beim Auftreten von Zustandskonflikten werden Transaktionen deterministisch abgebrochen und neu ausgeführt, wodurch Konflikte identifiziert werden, während die Gaseffizienz für Operationen nach dem Konfliktpunkt erhalten bleibt.
Bei Konflikten bricht die spätere Transaktion ab und wird ab dem Konfliktpunkt erneut ausgeführt. Mehrfache Abbrüche verschwenden Sprit und zeigen eine verminderte Parallelität an.
Altius implementiert einen Bewertungsrahmen zur Analyse der Leistung von Smart Contracts und zur Förderung der parallelen Ausführung. Es misst die Effizienz von Transaktionen und belohnt hohe Parallelität.
Das System wertet Verträge periodisch aus, analysiert Transaktionsabhängigkeiten und berechnet effiziente Gasquoten.
Die Eignung der parallelen Ausführung von intelligenten Verträgen wird durch die folgenden Kriterien bewertet:
Transaktionsparallelitätsgrad: Höherer Durchsatz deutet auf bessere Parallelität hin
Gesamtgasmenge: Ein höherer Gasverbrauch deutet auf eine bessere Vertragsnutzung hin
Die Vertragsdaten werden am Ende des Zeitraums für die Berechnung der Vergütung erfasst.
Wir haben die Geschwindigkeitssteigerungen, TPS und GPS von Deterministic OCC über verschiedene Thread-Zahlen mit konfliktfreien Daten und Ethereum-Mainnet-Messungen getestet.
Der Hauptbeitrag des Deterministic OCC ist der Application Code Assessor von Altius, der Anreize zur Reduzierung von Transaktionskonflikten für eine bessere Leistung schafft.
Bei Verwendung eines 32-Thread-Servers erreichen konfliktfreie Transaktionen eine ~400-fache
Beschleunigung gegenüber der sequenziellen Ausführung.
GPS erhöht sich erheblich, wenn man die Anzahl der Threads hinzufügt, und erreicht ~70 bei einem 32- Thread-Inlandsserver auf der Grundlage konfliktfreier Transaktionen.
Die TPS erhöht sich erheblich, wenn die Anzahl der Threads erhöht wird, und erreicht ~2M mit einem 32- Thread-Inlandsserver auf der Grundlage konfliktfreier Transaktionen.
Der deterministische OCC garantiert eine durchschnittliche～ 7-fache Beschleunigung, basierend auf den Daten des Ethereum Mainnet.
Deterministic OCC garantiert eine durchschnittliche Gas-Per-Second (GPS) von ~374M, was dem 16- fachen der regulären GPS entspricht, basierend auf den Daten des Ethereum Mainnet.
Deterministic OCC garantiert eine durchschnittliche Transaction-Per-Second (TPS) von ~4190, was dem 15-fachen der regulären TPS entspricht, basierend auf den Daten des Ethereum Mainnet.
Der Application Code Assessor (ACA) wurde entwickelt, um die Gesamtausführungsleistung weiter zu verbessern, indem er Anwendungsentwickler dazu anregt, effizienteren Code zu schreiben. Er bietet Tools und Auswertungen auf Protokollebene, die Entwicklern von Smart Contracts dabei helfen, Anwendungen zu erstellen, die für eine Multithreading- und Parallelverarbeitungsumgebung optimiert sind.
Der Altius Stack ist unsere Implementierung des VM-agnostischen Modular Execution Framework und nutzt parallele Ausführung und fortschrittliches Zustandsmanagement, um zentrale Blockchain-Ineffizienzen zu lösen.
Durch die Trennung von Ausführung und Konsens und die Nutzung der modularen Datenverfügbarkeitsschicht schafft der Altius Stack eine flexiblere und widerstandsfähigere Blockchain- Architektur als herkömmliche Lösungen wie Cosmos SDK oder Geth.
Der Altius Execution Core treibt den Altius Stack durch seine parallele Ausführungs-Engine und den skalierbaren Daten-Cache an und ermöglicht schnelle Transaktionen und Zustandsverwaltung bei gleichzeitigen Operationen.
Die Parallel Processing Engine ist die Kernkomponente des Altius Stack und ermöglicht Parallelitätstransaktionen für höheren Durchsatz und geringere Latenz. Sie nutzt moderne Hardware, um steigende Arbeitslasten effizient zu bewältigen.
Der Motor besteht aus drei Hauptkomponenten:
Deterministische OCC (Optimistische Gleichzeitigkeitssteuerung mit deterministischen Abbrüchen): Ermöglicht die parallele Ausführung von Transaktionen mit konsistenter Konfliktlösung.
SSA (Statische Einzelzuweisung): Verfolgt Befehlsabhängigkeiten, um den Overhead bei der erneuten Ausführung zu minimieren.
SSMT (Scalable State Merkle Trie): Verwaltet Zustandsdaten mithilfe einer gesplitteten Merkle- Baumstruktur. Die Daten werden nach Schlüsselpräfixen auf die Knoten verteilt, wobei die Arbeitslast für eine optimale Leistung ausgeglichen wird.
Der Altius Stack ermöglicht die parallele Verarbeitung sowohl in L1 als auch in L2 durch leichtgewichtige Modifikationen und anpassbare Lösungen.
Altius Core lässt sich auf zwei Arten mit L1 integrieren:
L1 ohne Entkopplung von Konsens und Ausführung: Der L1-Proposer gibt ausgeführte Blöcke aus. Altius Core hilft bei der effizienten Erzeugung dieser Blöcke durch parallele Ausführung und beseitigt so Leistungsengpässe. Beispiele: Ethereum 1.0 und die meisten der älteren L1 Entwürfe.
L1 mit entkoppelter Konsensierung und Ausführung: Der Proposer der Konsensschicht gibt nicht ausgeführte Blöcke aus, die dann von den Ausführungsknoten verarbeitet werden. Altius Core ermöglicht die parallele Ausführung dieser Blöcke für einen höheren Durchsatz. Beispiele: Ethereum 2.0, einige Kosmos-basierte Ketten wie Berachain.
Bei entkoppelten Architekturen sorgt die deterministische parallele Ausführung von Altius Core für konsistente Ergebnisse über alle Knoten hinweg, wobei die verteilte Konsistenz von L1 erhalten bleibt.
Anpassbare Abwicklungsebene: Wählen Sie zwischen Ethereum Settlement, Sovereign Settlement oder benutzerdefinierten Optionen.
Anpassbare Datenverfügbarkeitsschicht: Wählen Sie aus bestehenden Datenverfügbarkeitsanbietern wie Celestia DA, Eigen DA oder kundenspezifischen Lösungen.
Altius stellt ein gemeinsames Ausführungssystem vor, das auf die wachsende Nachfrage nach skalierbarer, hochleistungsfähiger Transaktionsverarbeitung in verschiedenen Blockchain-Ökosystemen ausgerichtet ist. Das Herzstück dieses Systems ist die Fähigkeit, jeder Kette - ob Layer 1 oder Layer 2 - die parallele Ausführung von Transaktionen auf einer Pay-for-Use-Basis zu ermöglichen. Indem Altius die Ausführung als Dienstleistung anbietet, ermöglicht es Ketten, die Transaktionsverarbeitung auszulagern und dadurch den Durchsatz zu erhöhen und die Kosten zu senken. In der Anfangsphase liegt der Schwerpunkt auf der Bereitstellung robuster, kosteneffizienter Ausführungsdienste für Handelsketten, die ihre Transaktionsverarbeitungsfähigkeiten skalieren möchten.
Während das Modell der gemeinsamen Ausführung es Altius ermöglicht, als zentraler Anbieter einer parallelen Ausführungsinfrastruktur zu fungieren, stellt der Übergang zu einem offenen Ausführungsnetzwerk (Open Execution Network, OEN) einen wichtigen Meilenstein bei der Dezentralisierung der Ausführung dar und ermöglicht eine nahtlose Teilnahme von jeder Einheit im Blockchain-Ökosystem.
Das Open Execution Network soll eine offen zugängliche Plattform bieten, auf der jeder Teilnehmer, ob Layer 1, Layer 2 oder eine anwendungsspezifische Kette, die Möglichkeiten der parallelen Ausführung nutzen kann, ohne dass eine Genehmigung oder eine zentrale Koordination erforderlich ist. Unter Mit dem Übergang von einem gemeinsam genutzten Ausführungsservice zu einem vollständig dezentralisierten, erlaubnisfreien Modell positioniert sich Altius als Unterstützer eines Ökosystems verteilter Ausführungsressourcen, die von jedem und überall genutzt werden können:
Dezentralisierte Ausführungsinfrastruktur: Im Open Execution Network werden die Ausführungsrechte nicht mehr von einem zentralen Anbieter kontrolliert. Stattdessen können mehrere unabhängige Teilnehmer (Executors genannt) Rechenressourcen zur Ausführung von Transaktionen, Smart Contracts und anderen Operationen über eine beliebige Kette hinweg beitragen. Executors setzen sowohl Altius-eigene Token als auch die Token der Zielketten ein, um sich um Ausführungsaufgaben zu bewerben. Dieses duale Staking-Modell sorgt für eine starke Angleichung der Anreize zwischen Executors und den Ketten, die sie bedienen, und gewährleistet die Integrität und Zuverlässigkeit des Netzwerks.
Sicherheit und Rechenschaftspflicht: Um die Integrität des Ausführungsprozesses zu schützen und böswilliges Verhalten zu verhindern, wird Altius eine Anreiz- und Sanktionsstruktur einführen, die auf doppeltem Staking und Slashing basiert. Executors, die ihre Pflichten nicht ehrlich erfüllen - sei es durch Manipulation von Ergebnissen, fehlerhafte Ausführung oder Vernachlässigung ihrer Verantwortung - werden mit einem Slashing ihrer eingesetzten Token bestraft. Dieser Mechanismus schafft Anreize für eine qualitativ hochwertige Ausführung und wirkt gleichzeitig als Abschreckung für potenzielle böswillige Akteure im Netzwerk.
Genehmigungsfreie Teilnahme: Das OEN ist so konzipiert, dass es eine erlaubnisfreie Teilnahme unterstützt, d.h. jeder, der über die erforderlichen Ressourcen (Rechenleistung und Einsätze) verfügt, kann dem Netz beitreten und Ausführungsdienstleistungen anbieten. Es wird keine zentrale Behörde geben, die den Zugang kontrolliert, so dass eine Vielzahl von Teilnehmern teilnehmen kann. Dieses Modell mit offenem Zugang fördert ein dezentralisiertes, widerstandsfähiges und skalierbares Ökosystem für die Ausführung von Blockchain-Transaktionen.
Das Open Execution Network stellt einen bedeutenden Fortschritt gegenüber herkömmlichen Ausführungsmodellen dar, da es Folgendes bietet:
Skalierbarkeit: Durch die Möglichkeit der parallelen Ausführung und der Dezentralisierung von Ausführungsressourcen ermöglicht das OEN einen wesentlich höheren Durchsatz im gesamten Blockchain-Ökosystem. Ausführende aus allen Teilen der Welt können ihre Rechenressourcen beisteuern, um das System dynamisch und bedarfsgerecht zu skalieren.
Effizienz: Die dezentrale, erlaubnisfreie Natur des OEN senkt die Kosten für Entwickler und dApp- Benutzer, indem es Zugang zu gemeinsam genutzten Rechenressourcen bietet und die Monopolisierung von Ausführungsdiensten durch einen einzigen Anbieter verhindert. Das OEN bietet eine kostengünstigere Lösung als herkömmliche zentralisierte Dienste und entspricht damit dem Ziel von Altius, die Ressourceneffizienz zu verbessern.
Ausfallsicherheit: Die Dezentralisierung von Ausführungsanbietern verringert das Risiko von Einzelausfällen und stellt sicher, dass das Ausführungsnetz gegen Ausfälle, Angriffe oder Fehlverhalten eines einzelnen Teilnehmers gefeit ist.
Kettenübergreifende Interoperabilität: Executors im Open Execution Network können Token aus verschiedenen Chains (Ethereum, Ethereum L2s, altVM Chains usw.) miteinander verbinden, was die nahtlose Ausführung von kettenübergreifenden Operationen ermöglicht. Dies ermöglicht eine effizientere Interoperabilität zwischen verschiedenen Blockchain-Ökosystemen und fördert die Multichain-Zukunft, die Altius unterstützen möchte.
Altius soll die führende Lösung zur Verbesserung der Blockchain-Skalierbarkeit und Interoperabilität auf der Ausführungsebene über den Altius Stack werden. Die Roadmap hebt die wichtigsten Meilensteine bei der Erweiterung der Fähigkeiten von Altius über Blockchain-Ökosysteme hinweg in einer Multi-Chain-Zukunft hervor.
Altius Execution Engine Core unterstützt EVM L1/L2 Integration bis Q1 2025 Ausweitung der Kompatibilität auf mehrere VMs bis Q2 2025
Einführung einer gemeinsamen Ausführungsebene bis Q4 2025
Umstellung auf das Open Execution Network (OEN) bis zum 4. Quartal 2026
Durch die Entkopplung der Ausführung vom Netzwerkdesign ermöglicht der Altius Stack eine nahtlose Integration mit L1s, L2s und anwendungsspezifischen Chains und verbessert so die Interoperabilität zwischen verschiedenen Blockchain-Lösungen. Dieser modulare Ansatz unterstützt verschiedene VM- Umgebungen, von EVM bis MoveVM, CosmWasm und mehr, und bietet Entwicklern zudem Vorlagen für die Erstellung optimierter Anwendungen auf jeder Kette.
Dank seiner Flexibilität ist Altius Stack sowohl mit bestehenden als auch mit neu entwickelten Ketten kompatibel und ermöglicht einfache Upgrades und Konfigurationen für Blockchain-Ökosysteme.
Altius wird das Netzwerk unter Verwendung des Altius Stack horizontal in eine gemeinsame Ausführungsschicht integrieren und eine Ausführungsinfrastruktur bereitstellen, die die parallele Verarbeitung über mehrere Ketten hinweg verbessert. Diese Lösung bietet optimierte Ausführungsressourcen durch dynamisches Balancing und ermöglicht es Entwicklern, die Skalierbarkeit zu verbessern und die Latenz für dezentralisierte Anwendungen (dApps) und Smart Contracts zu reduzieren. Der Shared Execution Layer wird als Grundlage für breitere Anwendungsfälle dienen und kettenübergreifende Operationen mit verbessertem Durchsatz und Effizienz ermöglichen.
Altius plant mit dem Open Execution Network (OEN) den Übergang zu einem vollständig dezentralen Ausführungsmodell. Diese Umstellung wird es jedem Teilnehmer, ob Ketten, Anwendungen oder dezentralisierte Einheiten, um Rechenressourcen beizusteuern und Transaktionen über jede Blockchain auszuführen. Die Ausführenden werden sowohl den Altius-Token als auch die nativen Token der von ihnen bedienten Chains einsetzen, um die Anreize anzugleichen und die Zuverlässigkeit des Netzwerks zu gewährleisten. Dieser Übergang wird zentralisierte Fehlerquellen beseitigen und ein erlaubnisfreies, robustes und skalierbares Ausführungsökosystem schaffen, das die Interoperabilität zwischen den Chains verbessert und die Multi-Chain-Zukunft der Blockchain-Technologie unterstützt.
Altius entwickelt VM-agnostische, hochleistungsfähige Ausführungsschichten, die mit jeder Kette kompatibel sind, um die Blockchain-Infrastruktur zukunftssicher zu machen. Altius will neue Standards für die Blockchain-Skalierbarkeit setzen und gleichzeitig eine nahtlose Cross-Chain-Konnektivität ermöglichen. Mit Altius haben Blockchain-Ökosysteme kontinuierlichen Zugang zu branchenführender Ausführungsleistung, so dass sie sich auf das Wesentliche konzentrieren können.
Altius Execution Core kombiniert SSMT-, SSA- und deterministische OCC-Technologien zur parallelen Verarbeitung von Transaktionen und unterstützt mehrere virtuelle Maschinen. Das modulare Design erhöht die Ausfallsicherheit des Systems und reduziert gleichzeitig die Zentralisierung. Altius führt außerdem ein neues Belohnungsmodell ein, um die Ausführungsleistung weiter zu verbessern, indem es Anwendungsentwicklern einen Anreiz bietet, Smart Contracts zu schreiben, die für parallele Ausführungsumgebungen optimiert sind.
Die Architektur zielt darauf ab, Skalierbarkeit und Interoperabilität in einer Multi-Chain-Zukunft zu ermöglichen. Altius ist mehr als ein Infrastrukturanbieter - es legt den Grundstein für eine Zukunft, in der Blockchains mit Web2-Effizienz arbeiten und gleichzeitig die Prinzipien der Dezentralisierung beibehalten.
RainBlock: Schnellere Transaktionsverarbeitung in öffentlichen Blockchains:
https://www.usenix.org/conference/atc21/presentation/ponnapalli
Nutzung von Parallelität in Smart Contracts auf dezentralen Blockchains durch Zähmung anwendungsinhärenter Konflikte:
https://arxiv.org/pdf/2201.03749
Eine dezentrale Blockchain mit hohem Durchsatz und schneller Bestätigung:
https://www.usenix.org/system/files/atc20-li-chenxing.pdf
Gleichzeitige Transaktionsausführung auf Betriebsebene für Blockchains:
https://arxiv.org/pdf/2211.07911
Statische Einzelzuweisung (SSA): Eine Compiler-Optimierungstechnik, die sicherstellt, dass jede Variable nur einmal zugewiesen wird. In Altius ermöglicht SSA Parallelisierung auf Anweisungsebene (ILP) durch Verfolgung von Abhängigkeiten und Verringerung redundanter Wiederausführungen.
Deterministische optimistische Gleichzeitigkeitskontrolle (Deterministic OCC): Ein paralleles Ausführungsmodell, bei dem die Transaktionen zunächst als konfliktfrei angenommen werden. Treten Konflikte auf, werden die betroffenen Transaktionen deterministisch abgebrochen und selektiv neu ausgeführt, wodurch die Gasverschwendung minimiert und der Durchsatz maximiert wird.
Skalierbares State-Merkle-Trie (SSMT): Eine verteilte Statusspeicherstruktur, die Daten mithilfe von Sharded-Präfixen auf verschiedene Knoten verteilt. SSMT verbessert die Abfrageeffizienz, den Lastausgleich und die Zustandssynchronisierung, wodurch der E/A-Overhead erheblich reduziert und die Ausführungsgeschwindigkeit verbessert wird.
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Haftungsausschluss: Dieser Artikel wurde zu Ihrer Bequemlichkeit aus seiner Originalsprache übersetzt. Obwohl wir uns bemühen, genau zu sein, kann es zu geringfügigen Fehlern oder interpretationsunterschieden kommen. Die Genaueste und wahrste Darstellung finden Sie in der Originalveröffentlichung, die hier verfügbar ist. Wir schätzen Ihr Verständnis und empfehlen Ihnen, die Originalquelle für detaillierte Informationen zu konsultieren.
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