淺析 Solana 生態的 EVM 兼容網絡 Neon 主要特點與功能

原文標題：《Neon: An Ethereum Virtual Machine on Solana》

作者：David Shuttleworth，Consensys

編譯：餅乾，鏈捕手

摘要

Neon 是一個完全兼容的以太坊虛擬機 (EVM)，讓開發人員可以利用熟悉的以太坊工具並在 Solana 上構建 Web3 應用程序。公鏈發展過程中很大一部分挑戰是吸引開發者。當公鏈網絡的開發需要與標準大不相同的工具並且可能對可擴展性造成瓶頸時，這種情況可能會更加複雜。但是，使用 Neon 的開發人員可以避免此類麻煩。應用程序可以在 Solana 上處理類似以太坊的交易，並實現 Solana 原生的所有功能，例如高頻並發交易和低 gas 費用。開發人員還可以直接訪問 Solana 生態系統，從而獲得更多用戶和更大的流動性。最終，Neon 允許任何以太坊應用程序在 Solana 上運行而無需更改其代碼庫，這使 Neon 成為在 Solana 上大部分開發者的強力工具。

概述

公鏈競爭的是有限的資源和用戶。因此，由於各種原因，在不同的區塊鏈上構建應用程序非常具有挑戰性。其中一個挑戰涉及對開發人員的吸引力和工具。公鏈不僅需要吸引一群熟練的開發人員來構建應用程序和基礎設施，而且還必須提供熟悉且易於使用的工具，讓開發人員在沒有阻礙的情況下進行構建。當開發人員必須學習大量新工具並且無法輕鬆移植現有的智能合約時，最初的挑戰就會變得更加複雜，並成為生態系統開發速度的瓶頸。學習曲線的強度限制了公鏈中應用程序的規模，因為開發工作需要大量的時間、精力和專用資源才能使應用程序成為可能。

Neon EVM 試圖通過在 Solana 上引入類似於以太坊的開發流程來克服這些挑戰。這很重要，原因有很多，特別是因為它允許開發人員在 Solana 上無縫構建基於以太坊的應用程序並解鎖 Solana 的性能和流動性。然後，用戶可以從更低的 gas 費用和更高的吞吐量中受益。在技術層面上，Neon EVM 是由 Solana 的智能合約構建的，它使用 Solana 的原生智能合約語言 Rust 編寫，並編譯為 Berkeley Packet Filter (BPF) 字節碼。這讓 Neon 具有許多獨特的優勢，並使其能夠利用 Solana 的核心功能，例如並發執行智能合約。此外，該技術還允許 Neon 能夠輕鬆升級和跟蹤 Solana 硬分叉，以及保持對以太坊的更新。

EVM 和 Neon 的方法

為了更好地理解 Neon 的實用性，深入研究以太坊虛擬機的核心功能很有用。EVM 是以太坊協議上所有智能合約的生存環境。簡而言之，EVM 存儲和維護所有智能合約，管理它們的部署和執行，並定義處理類似以太坊交易的規則。因此，EVM 可以被認為是一個數學函數，接受外界的輸入並返回確定性的輸出。

EVM 的一個限制因素是在以太坊上執行交易的方式。用 Solidity 編寫的智能合約需要按順序執行，以確保行為具有確定性。因此，EVM 需要逐個查看智能合約並相應地修改區塊鏈狀態。這是因為以太坊智能合約沒有獨立引用共享數據。然而，Solana 的設計和 Sealevel 功能允許並行處理智能合約。在理想情況下，Solana 可以支持每秒超過 50,000 筆交易（TPS），而以太坊通常限制在 1,500 TPS。

Neon EVM 是一種鏈上解決方案，可將原生 EVM 引入 Solana 網絡。它通過將類似以太坊的交易包裝到 Solana 交易中來進行操作，然後將它們發送到 Solana 網絡，進而在該網絡中以進行並行的方式處理和執行交易數據。目前，Neon 的吞吐量約為 4,500 TPS，每筆交易的 gas 費用為 0.000015 美元。

最終，Neon EVM 使任何以太坊原生應用程序都可以在 Solana 上運行。這可以在不需要對其代碼庫進行任何更改的情況下完成，並且包括所有標準的以太坊工具。開發人員可以繼續在 Solidity 中編寫智能合約，利用 MetaMask 為 dApp 提供資金，或使用 Truffle 環境在 Solana 上部署 dApp。因此，任何使用 Neon EVM 的人都可以將以太坊的程序無縫移植到 Solana。這種方法的吸引力在於，Uniswap 和 Curve 等流行的應用程序可以在 Solana 上以更少的磨損成本構建。因此，開發人員可以擴大他們的用戶群以接觸 Solana 上的新用戶，並獲得 Solana 的大量流動性。

主要特點和功能

再深入一點，Neon 的優勢在於它能夠在 Solana 網絡上無縫運行，同時檢查交易簽名並以與以太坊客戶端兼容的方式計算 gas 消耗。這有助於保留智能合約結構並在 Solana 環境中創建類似以太坊的體驗。此外，用戶可以通過用戶指定的 ERC-20 代幣向 Neon EVM 營運商支付完成交易的費用。這增加了一層額外的靈活性和流動性，因為用戶不受特定代幣類型的限制。隨著時間的推移，此功能將擴展更多代幣，並將讓 Neon 營運商選擇接受來自所有代幣列表的交易執行付款。

Neon 還採用了其他核心功能，包括 Web3 代理、代幣合成器（ERC-20 SPL-Wrapper ）和跨鏈橋（NeonPass ）。總的來說，這些功能保證了網絡上的交易順暢，保護 Neon 的基礎設施，並創建用戶友好、無摩擦的交互體驗。

例如，Neon 的 Web3 代理充當 EVM 客戶端和 Neon EVM 之間的服務層。它允許客戶和營運商通過提供類似以太坊的 Web3 API 來訪問 Solana 區塊鏈以相互通信。這讓用戶無需更改代碼庫即可開始使用 Neon EVM。此外，代幣合成器允許用戶將他們的 Solana ($SOL) 代幣合成 Wrapped Solana 代幣 ($wSOL)。這類似於以太坊上的 Wrapped Ethereum ($wETH) 。最後，Neon 的跨鏈橋允許用戶在 Solana 和 Neon EVM 之間輕鬆轉移代幣，並使以太坊用戶能夠從 Neon EVM 轉移和提取 SPL 代幣。

一個特別有趣的設計是 Neon EVM 的 Web3 代理是完全無權限的，並且沒有受到任何限制，因此任何人都可以加入該代理並運行。Neon 也很靈活，任何客戶端都可以替換代理並選擇運行自己的庫。因此，Neon 網絡以真正去中心化的方式運行，因為它收到的交易不包含決定其優先級的屬性。

另一個有趣的設計是 Neon 實現交易並行執行的方法。Neon 採用與 Solana 上的標準交易一致的方式實現了這一點，但還包括一種優化 Solana 參數的新方法。具體來說，在 Solana 上構建 EVM 基礎設施的一個關鍵挑戰是以太坊和 Solana 之間的根本區別以及每個協議如何處理交易：以太坊一個接一個地處理每個智能合約以確定性地實現區塊鏈狀態，而 Solana 處理多個並行的智能合約。此外，Solana 採用硬體優化的方式將網絡資源分配給給定的事務。在某些情況下，Neon 交易可能需要比 Solana 允許的更多的資源。

Neon 具有內置的靈活性，可以在對網絡影響最小的情況下處理交易，通過迭代執行合約並限制對正在使用的 Solana 狀態的共享數據的訪問來實現。因此，Neon 會阻止 Neon 交易中使用的 Solana 帳戶，如果這些帳戶中的任何一個交易已被阻止，則新交易將排隊等待 Neon 的 Web3 代理執行。這個迭代過程涉及 Neon EVM 將 $SOL 代幣的存款從營運商的賬戶轉移到另一個單獨的存款賬戶。然後將這筆押金的一部分作為獎勵分配給執行 Solana 交易的節點驗證者。另一部分支付給完成請求並迭代執行 Neon 交易的營運商。

此外，將 EVM 移植到非本地區塊鏈的難點是既要符合本地流程又需要足夠靈活以處理各種服務請求，以及採用流動性的方式標準化交易。Neon EVM 交易成本根據以太坊規則計算，但基於 Solana 費用。所以總的來說，Neon 上的交易成本明顯低於以太坊上的交易成本，因為最終用戶支付的是 Solana gas，而不是 Ethereum gas。如上所述，部分交易費用被發送給執行交易的 Neon 營運商，費用面額默認設置為 $ETH，但是 Neon 用戶可以選擇任何 ERC20 代幣來支付 Neon 交易。

最後，Neon 創建了一個二級交易執行市場，以幫助擴展和優化網絡。Neon 營運商可以在市場上標明他們的條款和費率，讓 Neon 客戶可以選擇他們想要滿足其要求的營運商。此外，任何 Neon EVM 用戶都可以部署 Neon Web3 代理並使用 Neon EVM 執行 Neon 事務。這些操作都是完全無需許可的，也無需 Neon EVM 營運商的任何幫助。然而，用戶必須使用 $SOL 代幣來執行 Solana 上的交易事務。

參考資料：

https://neon-labs.org/Neon_EVM.pdf

https://docs.neon-labs.org/docs/about/introduction/

https://docs.neon-labs.org/docs/governance/governance_overview/

https://ethereum.org/en/developers/docs/evm/

https://docs.solana.com/developing/on-chain-programs/overview

https://neon.aleph.cloud/