EMB:Gear 的技術優勢

在上一篇文章中，我們介紹了新推出的Polkadot/Kusama平行鏈——Gear，它擁有最先進的智能合約引擎，還介紹了Gear的使命、主要功能和團隊成員。

現在，讓我們深入了解GEAR突破性技術的關鍵優勢。

摘要

Gear關鍵的技術創新在于其新穎的跨合約通信方式。Gear使用Actor通信模型和WebAssemblyVM，支持并行處理，并具有速度快、成本低的優勢。

事實證明，WebAssemblyVM比任何其他方案運行速度都要快。使用WebAssembly可以讓GEAR的智能合約直接編譯成機器碼，運行速度媲美原生。更快的速度意味著更低的交易成本和更高的效率。

背景

我們可以看一看基本原理和組成部件，通過了解背景知識，更好地了解Gear的技術。

同其他區塊鏈系統一樣，Gear也維護分布式狀態。運行時代碼將被編譯成WebAssembly并成為區塊鏈存儲狀態的一部分。

ether.fi推出ETH獨立質押者行動，參與者可免費使用其質押機來賺取獎勵:4月26日消息，據官方推特，非托管流動性質押平臺ether.fi宣布推出SOLO STAKER（獨立質押者）行動，旨在讓世界各地的個人都能成為獨立質押者。ether.fi提到，目前，大約有7,700個節點在運行以太坊；一半位于美國。其中一半位于弗吉尼亞州的一個數據中心，距白宮和中央情報局總部20分鐘路程，該計劃可幫助解決以太坊節點目前的中心化問題。

該計劃為Solo Stakers提供了一臺免費機器來運行以太坊驗證器節點和用于質押的ETH，ether.fi及其合作伙伴Avado、Dappnode、Obol Labs將提供為此提供資金、硬件和軟件，用戶可運行節點并獲得獎勵。該計劃的第一批申請已開啟，參與者需承諾允許一個節點3年，美國的參與者不能參加該計劃，但可以填寫未來計劃的表格。

此前2月消息，Ether.Fi完成530萬美元融資；3月消息，ether.fi計劃分三個階段啟動：第一階段：四月，在上海升級之后上線主網以及ETH委托質押。第二階段：2023年Q2或Q3，eETH流動性池上線。第三階段：2023年Q4或2024年Q1，推出無許可節點市場。[2023/4/26 14:27:15]

存儲狀態包括以下部分：

Coinbase CEO：美國需要對加密領域的中心化參與者進行明確的監管:金色財經報道，Coinbase首席執行官Brian Armstrong在推特發文稱，在華盛頓花了一天時間與國會議員會面。出于消費者保護、國家安全和經濟增長等多種原因，美國需要對加密領域的中心化參與者進行明確的監管。

美國證券交易委員會通過執法監管的政策對美國造成了難以言喻的傷害。我們將為解決這個問題而斗爭。[2023/4/21 14:17:34]

程序和內存

消息隊列

賬戶

程序和內存

程序代碼存儲為不可變的Wasmblob，每個程序都有固定數量的獨立內存，這些內存在程序初始化時被預留，并在消息處理期間保持不變。程序只能在自己的內存空間內讀寫，不能訪問其他程序的內存空間。

程序可以從Gear實例提供的內存池中分配到更多內存。程序以64KB為單位分配自身所需的內存。每個分配的內存塊分散存儲在分布式數據庫后端，但在運行時中，Gear節點構造連續的運行時內存，并允許程序在其上運行而無需重載。

數據：14個地址曾以1.43美元價格買入PSI，其中一個已賺取超14萬美元:2月7日消息，區塊鏈分析公司Nansen發推文稱，發現14個Smart Money地址在PSI代幣公開發售期間以1.43美元的價格買入（當前價格約7.1美元），其中一個已經賺了超過14萬美元，實現收益為3.5萬美元。

據悉，PSI是Arbitrum生態鏈游Trident發行的代幣，此前2月5日，Trident完成300萬美元代幣公募融資，公募價格為1.4305USDC。[2023/2/7 11:52:11]

消息隊列

Gear實例持有一個全局消息隊列。使用Gear節點，用戶可以向特定程序發送包含一條或多條消息的交易。這些消息將填充消息隊列。在區塊構造過程中，消息將被移出隊列并被路由到特定程序。

賬戶

對于公共網絡，防御DoS攻擊常常在交易處理時支付gas/fee。Gear提供了一個Balance模塊，允許存儲用戶和程序余額，并支付交易費用。

幣安將停止支持Magic代幣于以太坊網絡的充值、提現業務:1月4日，據官方公告，幣安宣布，由于MAGIC團隊已將其日常運營業務完全遷移至Arbitrum One網絡，因此，幣安已停止支持Magic（MAGIC）于以太坊網絡的充值業務，并將于2023年01月05日10:00（東八區時間）停止支持Magic（MAGIC）于以太坊網絡的提現業務。[2023/1/4 9:52:24]

常規余額轉移是在Substrate的Balances模塊中進行的。余額在用戶、程序和驗證者帳戶之間轉移。

除了常規余額轉移外，Gear網絡還定義了gasbalance轉移，用于獎勵驗證者節點的工作，并保護網絡免受DoS攻擊。

狀態轉換

每個系統都遵循系統狀態演化所依據的規則。當網絡處理新的輸入數據時，狀態將根據狀態轉移規則前進。這些輸入數據被打包在稱為交易的原子粒度的信息中。

直布羅陀數字和金融服務部長：已投資比特幣并將為孩子購買:7月30日消息，直布羅陀政府數字和金融服務部長Albert Isola在最近接受采訪時表示，全球對加密貨幣采用和接受越來越多，而直布羅陀已經成為加密貨幣采用的“溫床”。Isola在制訂直布羅陀的管理框架方面發揮了重要作用，他還投資了比特幣。他表示，我還沒有到會經常使用它的階段，更多的是在未來幾年為我的孩子們買一些。

據報道，由于具有吸引力的監管環境，直布羅陀對加密公司來說是一個“有吸引力”的司法管轄區。（Crypto Globe）[2022/7/30 2:47:48]

Gear節點維護并同步包含所有新交易的交易池。當任何節點接收到交易時，該節點將交易傳播到所有連接的節點。

當Gear驗證節點生成新塊時，池中的一些交易將合并到一個塊中，網絡將通過該塊進行狀態轉換。上一個區塊中未打包的交易將留在池中，直到生成下一個區塊。

Gear支持以下交易類型：

創建程序

發送消息

退出消息隊列退出多條消息，運行相關程序）

余額轉移

Actor通信模型

并發系統的主要挑戰之一是并發控制。它定義了不同程序之間正確的通信順序，并協調共享資源的訪問。潛在問題包括競爭條件、死鎖和資源匱乏。

并發計算系統可分為兩類通信模式：

共享內存通信——并發程序通過更改共享內存位置的內容進行通信。

消息傳遞通信——通過消息交換進行并發程序通信。消息傳遞并發比共享內存并發更容易理解。它通常被認為是一種更穩健的并發編程形式。

通常，消息傳遞并發比共享內存具有更好的性能。在消息傳遞系統中，每個進程的內存開銷和任務切換開銷更低。

有很多數學理論可以用來理解消息傳遞系統，包括Actor模型。

對于進程間通信，Gear使用Actor模型。Actor模型越來越流行，通常作為先進的語言概念，現在許多新的編程語言都在使用它。Actor模型的原理是程序從不共享任何狀態，只是在彼此之間交換信息。

雖然在一個通常的Actor模型中，消息順序沒有任何保證，但Gear額外保證了兩個特定程序之間的消息順序保持不變。

使用Actor模型可以使我們在程序邏輯中實現基于Actor的并發性。這樣我們就可以利用各種語言結構進行異步編程。

與類不同，actor一次只允許一個任務訪問其可變狀態，這使得多個任務中的代碼可以安全地與同一個actor實例交互。

異步函數大大簡化并發管理，但它們無法處理死鎖或狀態損壞的情況。為了避免死鎖或狀態損壞，異步函數應該避免調用可能阻塞其線程的函數。為了實現這一點，我們選擇使用await表達式。

目前，典型的智能合約代碼中缺乏對async/await模式的支持，這給智能合約開發人員造成了很多問題。實際上，通過添加手工函數，在智能合約程序流中實現更好的控制是可能的。但是合約中許多函數的問題在于，人們很容易混淆，應該在合約生命周期中的哪個階段調用哪個函數。

Gear為程序提供通用的async/await語法。這大大簡化開發和測試過程，降低智能合約開發中出錯的可能性。如果程序邏輯需要，GearAPI還支持同步消息。

內存并行性

每個程序的獨立內存空間允許在Gear節點上進行并行化消息處理。并行處理流的數量等于CPU內核數。每個流將處理用于一組已定義程序的消息。它與從其他程序或外部發送的消息有關。

Gear引擎使用運行時定義的流的數量，這個數量等于驗證者機器上的CPU內核數，將目標程序的總量除以流數，并為每個流創建一個消息池。

程序被分配到獨立的流中，每條消息都出現在其目標程序的流中。因此，發往特定程序的所有消息都會出現在一個處理流中。

在每個周期中，一個目標程序可以有多條消息，一個流將處理許多程序的消息。消息處理后，每個流的一組新消息將被添加到消息隊列中，然后循環重復。消息處理過程中，生成的結果消息通常被發送到另一個地址。

WebAssemblyVM

Gear在底層使用WebAssembly。任何Gear程序都采用WebAssembly格式。WebAssembly是用于部署程序的代碼格式。在Gear上下文中，任何智能合約都是一個WebAssembly程序。

WebAssembly具有以下優點：

卓越的原生速度。因為它將程序代碼轉換為實際的硬件指令。更高的速度意味著更高的效率和更低的交易成本。

便攜性。它可以在任何硬件上運行。

安全性。經過正確驗證的WebAssembly程序不能離開沙箱(由規范保證)。

WebAssembly能夠成為一項引人注目的全球性行業技術有以下原因：

由該領域的所有主要競爭者合作設計和實施

設計和發布采用完整的數學和機器形式驗證

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關于GearFans

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來源：金色財經

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