Aves Liar： 詳解 Artela 公鏈——EVM++解鎖 Scalability 與 Extensibility

原標題：《ARTELA: PROVIDING SCALABILITY AND EXTENSIBILITY WITH "EVM++"》

作者：Evan Hsu，Aves Lair 投資副總裁；Philipp Hamer，Aves Lair 投資分析師

編譯：BlockBeats

Artela 簡介

Artela 是一個可擴展的 Layer 1 區塊鏈網絡，為開發者在 EVM 兼容環境中創建模塊化、功能豐富、可擴展和可定制應用提供了平台。Artela 推廣了一個稱為「EVM++」的解決方案，其中的「++」代表 Artela 將從 Scalability 和 Extensibility 的角度突破 EVM 的限制，為開發者提供更多鏈原生的可能性。

EVM 已成為開發去中心化應用（dApps）的標準框架，並被廣泛採用於各種智能合約鏈中，通常被稱為 EVM 兼容鏈。然而，像 EVM 這樣的虛擬機針對特定用例進行了優化，這可能限制了開發者在應用程序設計上的靈活性。例如，EVM 優先考慮安全性和可訪問性，旨在實現網絡穩定。通過 Ethereum Improvement Proposal（EIP）過程擴展 EVM 的功能需要獲得 Ethereum Foundation 的批准。這一過程可能既費時又限制了開發者自由修改或在用戶級別創建某些組件的能力。

尋求繞過這些限制的開發者已經轉向創建應用鏈（app-chains）來擴展功能。雖然這種方法允許更大程度的定制化，但開發者不僅面臨更高的開發和運營成本，還會失去鏈上組合能力。儘管其他替代品如 MoveVM 和 FuelVM 旨在提供超越 EVM 的虛擬機（VM），但轉移到這些平台可能會涉及對 EVM 環境習慣的開發者的轉換成本。此外，由於失去與現有開發工具和 EVM 基礎應用的組合能力，達到 EVM 相同的生態系統成熟度可能需要相當長的時間。

Artela 旨在通過解決其當前在可定制性方面的限制來擴展 EVM 功能，而不要求 dApps 妥協或在碎片化的 appchains 上運行。通過引入「Aspect 編程」，Artela 使開發者能夠創建原生擴展或「Aspect」，在 WebAssembly（WASM）運行時環境中執行定制代碼。通過利用 WASM 進行 EVM 擴展，開發者可以構建實用應用程序，而不犧牲性能和 EVM 的優勢。

此外，Artela 通過實現並行執行來解決 EVM 固有的性能挑戰，促進多個交易的同時處理。這顯著提高了吞吐量和可擴展性，特別是在高峰使用期間。開發者從這一特性中受益，因為它優化了資源利用並提高了交易速度。此外，Artela 通過 Elastic Block Space 緩解了網絡擁堵，使大規模 dApps 可以訂閱獨立的區塊空間，從而減輕擁堵影響，同時確保可擴展性，無需 appchain。

現在我們已經概述了 Artela 通過其技術設計選擇解決的挑戰，文章將深入探討這些方面。

Artela 使用 EVM+WASM 解決方案實現原生擴展

什麼是擴展？

擴展是一個軟件模塊，它擴展或增強應用程序的功能。在操作系統的上下文中，通用操作系統區分內核模式（kernel mode）和用戶模式（user mode），用戶應用程序通常在用戶模式下運行，利用內核模式程序提供的功能。然而，Mac OS X 允許應用開發者自主地將程序部署到內核模式，以擴展內核功能，而無需 MacOS X 核心團隊根據開發者的一般需求封裝功能。Mac OS X 提供的核心機制是「內核擴展」和「系統擴展」。這兩種類型的擴展允許開發者在某些安全模式下開發內核擴展，使用更高權限的功能開發純用戶模式應用程序無法實現的特性。

通過 Uniswap v4 Hook 的應用特定功能（App-Specific Functionality）

視角

類似於 Mac OS X 通過內核擴展擴展應用功能，Uniswap v4 引入了 Hook 功能，擴展了 Uniswap 應用的功能。Hook 為開發者提供了在交易池的特定階段添加定制功能的能力。這一功能顯著增強了操作靈活性和自由度，使開發者能夠執行如在交易開始前設置鏈上限價單、提取交換交易和流動性提取的交易費用，以及使 LP 持有者能夠獲得額外的 MEV 收入等操作。Hook 功能的引入擴大了交易池內可能性的範圍，促進了滿足不同用戶需求的定制擴展的創建。

儘管 Uniswap v4 的功能具有潛力，但它尚未被完全實施。雖然 Hook 啟用了定制功能，但創新的速度仍受到以太坊虛擬機（EVM）限制的約束。回到「內核」和「用戶」模式的例子，為了進一步增強其能力，開發者必須等待通過 Ethereum Improvement Proposal 過程進行升級，該過程由 Ethereum Foundation 監督。

Artela 的原生擴展

受到 Mac OS X 系統架構的啟發，Artela 團隊提出，除了在區塊鏈協議上支持「智能合約」之外，類似於內核擴展的 Aspects，是 Artela 區塊鏈上的原生擴展。以下是 Aspect 如何擴展 EVM 功能的方法：

·它擁有底層基礎層 API 訪問權限，並且能與智能合約和其他 Aspect 組合。

·其代碼使用 WASM 執行，創建了一個比 EVM 的執行環境更高效的數量級。

·其執行被安全隔離，不影響區塊鏈的安全性和穩定性。

·在治理方面，它不由核心團隊維護，而是由應用團隊負責部署和維護。

通過利用 Aspects，應用開發者可以定制他們應用所需的底層功能，而無需等待核心團隊封裝它們。鑑於其組合性，應用開發者可以利用預構建的 Aspects 在 Artela 上構建功能豐富的應用。Artela 團隊將這一範式總結為原生擴展範式。

此外，由於 Aspects 可以在基層訪問系統級 API，因此它可以原生集成基本功能，如自動化功能，而無需依賴第三方服務如 Chainlink。這種鏈原生的擴展性減少了引入第三方服務提供商到網絡所涉及的信任和成本權衡。當使用第三方服務如自動化 keeper 網絡執行鏈上任務時，它為用戶引入了額外成本，並因依賴外部方而降低了信任度。Aspects 能夠原生提供自動化功能，其中 WASM 可以在交易或區塊執行期間被觸發，而 Aspect 可以被編程在特定的區塊高度執行預定任務。因為會有更多對 gas 的請求，通過將此功能直接擴展到基礎層，價值捕獲直接通過區塊鏈進行。

自動化功能僅僅是 Artela 的 Aspect 編程的實際應用示例之一。其 EVM+WASM 解決方案最終通過 WASM 增強了 dApp 功能，同時保持了與 EVM 的組合能力。

Artela 為開發者提供了高度定制化的能力，既適用於 dApps 的應用層，也適用於區塊鏈的底層性能。

功能定制化：

智能合約 + 原生擴展 = 功能豐富的 dApp

在 Artela 中，應用邏輯可以分為兩部分（核心業務和增強功能）：

·智能合約主要負責處理 dApp 的核心業務邏輯，如交易、借貸或投票邏輯。

·Aspect 處理不直接影響核心業務邏輯但可以增強其他應用屬性（附加功能）的特性。Aspect 補充而不是替代智能合約。

這種機制意味著 Artela 擁有兩個同步運行的執行層。EVM 像 CPU 一樣，處理核心合同邏輯，而運行在 WASM 虛擬機上的 Aspects 像 GPU，處理增強功能而不觸及智能合約的狀態。EVM 和 Aspects 在同一節點上運行，採用相同的共識機制，因此沒有額外的信任假設，共享相同的安全級別。

回到我們最初的 Uniswap V4 介紹，類似於 Uniswap V4 中的 Hook 機制，Artela 的 Aspects 允許在區塊和交易處理的多個生命周期點激活。Artela 中的 Hooks 稱為 Join Points，而執行 Hook 代碼的 Aspect，可以在各種 Join Points 動態插入功能。

通過 WASM 運行時優化 dApp 能力

Artela 使用專門為執行 Aspects 構建的定制 WASM 運行時，它為增強應用能力提供了幾個實際優勢。首先，由於其性能優化和低級代碼表示，它能夠高效執行複雜邏輯和計算。通過 WASM，Aspects 允許開發者構建應用程序而不犧牲性能，這對於確保去中心化應用的可擴展性和響應性至關重要。此外，WASM 對多種編程語言的支持和其模塊化設計為開發者提供了靈活性和易於與現有軟件生態系統集成的便利。鑑於 Google、Mozilla 和 Apple 等科技巨頭的開發和支持，WASM 已廣泛採用並受到歡迎，形成了一個豐富的開發工具和資源生態系統。

並行執行：提高網絡可擴展性

Artela 采用並行執行作為一種可擴展性解決方案，以減少網絡延遲並增強吞吐量。Artela 分析交易以識別哪些可以同時處理而不相互干擾的交易。通過將這些兼容的交易組織成組，Artela 可以同時執行多組交易，顯著增加在給定時期內可以處理的交易量和數量。這種方法不同於以太坊的順序執行，其中每個交易都是一個接一個地處理的，特別是在高流量期間，這可能導致瓶頸。

並行執行消除了交易需要長時間等待確認或支付過高的費用以優先處理的需要。更短的確認時間有助於加快交易的最終確定性，並且對於對延遲敏感的應用程序，如遊戲或拍賣來說，這是一個好處。例如，像《英雄聯盟》這樣的流行多人在線戰鬥競技場（MOBA）遊戲，需要低延遲以準確反映玩家的亞秒級輸入。同樣，高交易吞吐量對於企業級平台至關重要，使得像 Visa 和 Mastercard 這樣的主要金融網絡能夠每秒處理成千上萬筆交易。

以太坊在短期內采用並行處理的可能性似乎不大，因為它專注於以 rollup 為中心的策略。然而，EVM 生態系統內並行處理的潛力存在，像 Monad 和 Eclipse 這樣的項目正在探索並行處理。類似地，Sei V2 正在嘗試將並行執行能力與 EVM 兼容性結合起來，允許以太坊合約無需修改即可在 Sei 上重新部署。這種方法反映了 Artela 增強可擴展性的同時確保與 EVM 向後兼容的策略。

Artela 集成並行處理和 Aspects 代表了其基礎設施的戰略性增強。這解決了當前對可擴展性和效率的需求，同時為開發者提供了一個靈活的框架。這個框架使得創建可以滿足各種用例需求的去中心化應用成為可能，如動態遊戲環境和大量金融服務。

可擴展性與彈性區塊空間

當 Artela 網絡中的協議增長時，它可以訂閱彈性區塊空間以處理協議用戶和吞吐量的增長。彈性區塊空間為具有高交易吞吐量需求的 dApps 提供獨立的區塊空間，允許它們隨著增長而擴展。本質上，區塊空間決定了區塊鏈每個區塊可以存儲的數據量，直接影響交易吞吐量。當 dApps 經歷交易需求激增時，訂閱彈性區塊空間變得有用，以高效處理增加的負載，而不影響底層區塊鏈。

了解區塊空間的重要性及其對交易成本的影響的一個示例是 Yuga Labs 的 Otherside NFTs 發布，導致 gas 價格（高達 500 gwei）急劇上升。該事件期間在以太坊上交易的總 gas 花費達到了 2.25 億美元。對區塊空間的需求顯著超過了供應量。這意味著，儘管只有一個應用擁堵了網絡，但使用以太坊上其他應用的用戶也不得不面對同樣高的 gas 費用。

雖然有可能在以太坊上增加每個區塊的交易量，但我們已經知道，升級 EVM 需要經過漫長的 EIP 過程和開發時間。此外，以太坊網絡故意確保大多數參與者可以訪問計算硬件要求。因此，如果每個區塊的數據增加，驗證者的存儲和計算要求也會增加，創建更高的入門障礙，並可能威脅以太坊的去中心化精神。

Solana 通過實施「本地（local）」費用市場的獨特解決方案來應對這一挑戰。在活動期間，如交換交易激增或 NFT 發行時，與特定活動相關的交易會面臨費用上漲。例如，在 NFT 發行期間，NFT 發行者將迅速消耗每個賬戶的計算單元（CU）限制。進一步的交易必須提高優先費用，才能在該賬戶的有限空間內得到處理。這種方法防止任何單一活動壟斷稀缺的區塊空間，限制了時間性費用上漲，並減少了網絡範圍內的擁堵。

Artela 通過為 dApps 提供額外的區塊空間以應對交易需求的激增，進一步延伸了 Solana 中看到的局部化費市場的概念，從而防止了全網範圍內的費用激增和擁堵。這種方法不僅減輕了突發需求高峰的負面影響，而且還確保了穩定的交易成本和網絡效率。通過提供這種機制，使得 dApps 可以按照預期需求擴展其區塊空間，Artela 的彈性區塊空間使協議能夠處理協議用戶和吞吐量的高速增長。展望未來，可以設想一個由 Aspect 促成的區塊空間市場，其中 dApp 團隊可以買賣區塊空間。這個市場可以提供對 dApps 更具成本效益或便利的套餐選項，可能包括購買區塊空間時的預購折扣，類似於能源市場。

Use Cases

加密貨幣市場正處於突破之際，鏈上產品功能的用戶驅動需求不斷增長。鏈上編程的限制變得更加明顯，安全 DeFi、加密 AI 和全鏈遊戲等領域突顯了編程可擴展性的需求。Artela 在 AI、全鏈遊戲、DeFi 安全等領域擁有獨特的優勢和創新潛力。它有潛力克服純 EVM 區塊鏈難以實現的挑戰。

通過 Aspects 預防漏洞利用

Aspect 的一個具體應用案例是通過在交易的特定結合點執行 Aspects 來預防智能合約黑客攻擊。Aspects 監控和追蹤調用堆棧，設置風險控制規則，可以檢測到重複調用，這是潛在重入攻擊的指示。如果檢測到攻擊，Aspects 可以回滾惡意交易，有效阻止攻擊並防止任何資金損失。

在原生智能合約中實現這一點是不太可能的，因為 Solidity 無法訪問完整的交易上下文，包括狀態更改和調用堆棧。即便提供了這樣的數據，相關的 gas 成本也會使其不可行。

利用 Aspects 部署像這樣的安全策略顯著提高了區塊鏈的安全標準。隨著區塊鏈技術的廣泛採用，並成為大規模金融交易的平台，我們還預期 Aspects 可以在開發企業級鏈上風險控制邏輯方面發揮作用。當前解決方案側重於鏈下風險管理工具，它帶來了固有風險，例如依賴外部實體，如預言機或第三方服務，引入了信任依賴。

通過啟用更強大的鏈上安全和風險管理方法，Aspects 為大型機構考慮將區塊鏈技術作為其技術基礎設施的可行組成部分鋪平了道路，從而擴大了區塊鏈技術在更主流和關鍵應用中的採用和實用性。

全鏈遊戲

Artela 的技術設計選擇非常適合支持在其區塊鏈上開發和托管全鏈遊戲。全鏈遊戲可以從 Aspects 的靈活性和 Artela 區塊鏈的高性能特性中受益，這可以導致利用區塊鏈固有的互操作性（interoperability）和不變性（immutabality）的創新遊戲設計。

Aspects 的一個有趣用例是構建一個擁有持久世界環境的大型多人在線（MMO）遊戲。借鑒像 Eve Online 這樣的傳統 MMO 遊戲，它聚集了 5000 萬玩家，證明了玩家驅動的敘事和經濟在沙盒環境中的需求。全鏈遊戲可以通過將每個玩家的行為及其影響永久嵌入區塊鏈來進一步推進這一概念。

然而，鑑於 EVM 的定制性和交易處理限制，許多區塊鏈遊戲工作室採取了要麼將遊戲邏輯完全保留在鏈下同時集成鏈上組件（如 NFT 或代幣），要麼採取鏈上/鏈下混合模式的方法。要優化全鏈遊戲的開發，需要兩個關鍵因素：（1）將高級功能納入遊戲邏輯的能力，（2）確保低延遲以提供無縫的用戶體驗。

回到持久世界的例子，Aspects 可以自動化玩家行為觸發的遊戲狀態變化。以一個在線多人遊戲為例，其中玩家的行為觸發遊戲地圖或環境的變化。這要求遊戲狀態在預定義的間隔內自動刷新。挑戰在於，為了實現這一點，計算需求可能變得不切實際。Artela 通過使用 WASM 虛擬機有效地克服了 EVM 固有的計算約束。通過將特定的邏輯和狀態更新委託給 WASM，EVM 可以專注於更簡單的功能，如 NFT 和代幣的轉移。這種效率允許持久性鏈上世界自動執行批量計算和更新，而不影響遊戲玩法或交易速度。由於 WASM 執行環境的高性能特性，這為需要低延遲的更多類型的全鏈遊戲的可能性打開了大門。

人工智能

AI 和區塊鏈技術擁有有前途的協同作用，特別是在增強數據安全和透明度方面。零知識機器學習（zkML）將零知識證明應用於機器學習，使得在不暴露底層數據或模型細節的情況下驗證計算或預測成為可能。正如 Vitalik Buterin 所強調的，「加密小工具，特別是通用的像 ZK-SNARKs 和 MPC，有很高的開銷」。Modulus Labs 進一步說明了這一挑戰，指出 zkML 過程的資源密集程度是直接計算的千倍以上，而使用 RISC Zero 的平均證明生成時間為 173 秒。類似於 Risc Zero，Artela 可以利用 WASM 來增加複雜 ML 算法的執行速度和管理大數據集。儘管這些進步，即便是在 WASM 的優化下，平均證明生成時間仍然相當長，相關成本也在挑戰將 zkML 作為一個競爭解決方案的可行性。

然而，Artela 引入了一個創新框架，稱為「異構（Heterogeneous）Aspect」，以解決這些限制。異構 Aspect 利用計算資源和網絡訪問的多樣性，可能簡化了 zkML 等加密操作的執行，如零知識證明和多方計算（MPC）。通過使這些計算密集型任務的分布和處理更加高效，異質 Aspect 可能顯著降低與零知識證明和 MPC 相關的開銷。

雖然異構 Aspect 還是一個新概念，但其提高 zkML 計算效率和降低部署壁壘的潛力表明了將 AI 模型集成到區塊鏈平台的一個有希望的途徑，從而增強了這些技術對更廣泛用例的覆蓋性和可行性。

總結

總而言之，Artela 為開發者提供了一個有利於快速創新和適應性的區塊鏈開發平台。其採用原生擴展和 Aspect 編程的集成，使其能夠克服 EVM 約束，促進了一系列實用應用的開發。通過 WASM 執行的 Aspects 所提供的性能和可擴展性，呈現了與 app-chains 相比的競爭性解決方案，同時仍然允許訪問基於 EVM 的應用和工具集。此外，Aspects 的組合性簡化了 dApp 開發，通過允許開發者訪問預先存在的功能庫以及在基層創建新特性的能力，使得能夠在單一應用內模擬三方服務提供者的功能。鑑於這些實際優勢，我們預計 Artela 的開發者生態將會顯著增長。

Artela 已經在種子輪融資中籌集了超過 600 萬美元，由 Shima Capital 領投，Aves Lair、A&T Capital、Big Brain Holdings、SevenX Ventures、Dispersion Capital、Amino Capital 等參投。

特此感謝 Artela 團隊為本文提供的寶貴見解和貢獻。要了解更多關於 Artela 的信息，請點擊這裡。

關於 Aves Lair

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