FUEL:探索FuelVM：為執行智能合約而專門構建的定制虛擬機

介紹Sway和FuelVM

FuelLabs正在構建一個新的執行層，用于擴展下一代區塊鏈應用程序。FuelVM被設計成模塊化性質——它可以作為任何區塊鏈的執行引擎。首先，FuelVM將被部署為以太坊的第2層rollup，但在理論上，它可以作為L2甚至另一個L1部署在任何地方。FuelVM旨在擴展以太坊而不增加節點需求，而是通過從現有硬件中獲得更多內容。

FuelLabs還在為FuelVM構建一種名為Sway的新型DSL，用于編寫合約。Sway受到了Rust和Solidity的啟發，創建了理想的智能合約編程語言。

什么是FuelVM？

FuelVM是一個完全為執行智能合約而專門構建的定制虛擬機。FuelVM從一開始就被設計成易于防欺詐，可以用作optimisticrollup的交易執行層使用。

FuelVM經過了優化，可以更好地利用硬件來提高交易執行的吞吐量。具體地說，它基于UTXO，并強制每個交易明確定義它將接觸的UTXO。由于執行引擎可以準確地識別每個交易所觸及的狀態，因此它能夠輕松地找到沒有爭議的交易并將其并行化。

為什么VM很重要？

在智能合約區塊鏈系統中，VM是能夠理解智能合約代碼并根據該代碼中定義的規則執行狀態轉換的系統。VM是智能合約區塊鏈的操作系統。

到目前為止，智能合約VM還沒有在以太坊提供的初始版本之外有什么迭代。目前所有廣泛使用的智能合約鏈(Solana除外)都使用了與以太坊相同的VM：EVM。

目前，EVM是“足夠好”的，因為擴展的主要瓶頸不是交易執行的速度，而是共識引擎可以支持的帶寬(區塊空間)。隨著第二層擴展解決方案和Celestia、EIP-4844、Danksharding、EigenDA等DA解決方案的發展，將rollup交易數據發布到L1的成本將不再是主要制約因素。

Coinbase將于3月24日至29日進行XTZ、ATOM、SOL和ADA質押服務升級:金色財經報道，據官方公告，Coinbase發布關于3月10日XTZ、ATOM、SOL和ADA質押服務計劃升級的更新，在3月24日到3月28日之間，客戶將看到他們的XTZ、ATOM、SOL和ADA余額轉移到“收益余額”，這代表了質押資金。在3月29日升級完成之前，客戶將暫時無法取消質押這些資產或質押更多資金。升級完成后，質押和解除質押將恢復。在升級過程中，用戶將繼續獲得獎勵，升級期結束后將恢復付款。[2023/3/24 13:24:27]

在這個即將到來的帶寬很便宜的環境中，下一個瓶頸將是計算吞吐量：在保持底層硬件需求足夠低的情況下，系統能以多快的速度執行交易，以實現足夠的去中心化。FuelVM的優勢是在設計時就考慮到了這些未來因素，并能相應地進行優化。

FuelVM的差異化優勢

執行+驗證并行化

FuelVM的可并行虛擬機背后的秘密是其嚴格的訪問列表——它要求用戶指出他們的交易將涉及哪些合約。檢查FuelVM中交易的確切組成是很有幫助的。

輸入：交易將觸及的所有合約UTXO的列表+解鎖UTXO或謂詞腳本的數據。輸出：定義將被創建的UTXOGas信息：Gas價格+Gas限制見證人：元數據+數字簽名授權這里的關鍵點是明確的“輸入”列表，它列出了將要消耗的所有UTXO。這包括“特殊”合約UTXO。如果在執行任何代碼之前，VM能夠判斷出交易將觸及哪些合約，它就可以安全地并行執行所有其他無爭議的狀態訪問交易。

數字資產支付服務公司Crypto Spend正尋求完成500萬澳元A輪融資:金色財經報道，澳大利亞數字資產支付服務初創公司Crypto Spend未來兩個月正在尋求完成估值為4500萬澳元（約3125萬美元）的500萬澳元（約350萬美元）A輪融資。Crypto Spend聯合創始人Richard Voice表示，此輪融資目標是將公司估值提高約4倍，并計劃今年在新西蘭推出。

Crypto Spend在2021年底推出澳大利亞當地首個加密Visa卡，允許用戶使用加密貨幣。自去年第二季度以來，公司收入增長六倍，目前客戶數量約為17,000個。（彭博社）[2023/2/7 11:52:05]

??交易執行和驗證都可以利用并行性(驗證的程度甚至更高)。

請注意，由于交易輸出被明確包括在驗證中，因此在斷言另一個節點提出的區塊是否正確的過程中，不需要按順序執行重疊的交易。這意味著無論狀態爭用如何，驗證都可以完全并行進行。在實踐中，這意味著當節點與網絡同步時，它們可以實現更大的并行化，并且可以更快地趕上。

原生資產系統

在EVM中，有一種原生資產：ETH。所有其他資產都是通過處理余額會計(ERC20)的智能合約實現的。在Fuel中，開發人員可以自由地在智能合約中實現資產，但是，有一個選項允許VM以本地方式處理這一點。

在余額管理方面，本地資產比起ERC20風格的智能合約有幾個相當大的優勢。首先，本原生資產的操作比智能合約中操作狀態更便宜。這可以歸因于它在較低級的原語中運行(UTXO系統被用來代替操縱存儲)。其次，原生資產具有更好的用戶體驗，類似于發送ETH比發送ERC20簡單得多(不需要設置審批)。

印度財政部長：加密監管是印度擔任G20主席國期間的8個優先事項之一:11月2日消息，據外媒報道，印度財政部長Nirmala Sitharaman近日表示，印度在即將擔任 G20 主席國之際，正在“迅速推進”數字金融技術，“加密資產監管可能是印度領導 G20 的 8 個優先事項之一，但需要其他成員的支持。”

今年 12 月，繼印度尼西亞之后，印度將擔任G20主席國。 Sitharaman指出，印度需要與包括國際貨幣基金組織、金融穩定委員會和經濟合作與發展組織在內的組織合作，以確保加密可以在所有國家都參與的情況下受到監管，“沒有一個國家能夠成功地單獨處于孤島并試圖監管加密資產。”（cointelegraph）[2022/11/2 12:07:29]

原生帳戶抽象+謂詞

帳戶抽象一直是研究的熱點話題，多年來以太坊社區在EIP(EIP-86、EIP-2938、EIP-3074、EIP-4337、EIP-5003)上進行了多次嘗試。實施和升級以太坊以支持帳戶抽象是困難的，這主要是因為核心團隊的工程帶寬/技術債務加上相關的復雜性，以及一長串更高優先級的項目。許多rollup從一開始就有機會在其新穎的執行環境上實施賬戶抽象。FuelVM就是其中之一，除了原生賬戶抽象之外，它還將包括一個有趣的新原語：謂詞。

謂詞是一個純粹的(不訪問狀態)合約腳本，它只返回一個布爾值(true或false)。UTXO可以被鎖定在一個謂詞后面，所以只有當謂詞中定義的條件被滿足時，它們才能被使用。這帶來了一個有趣的UX機會，用戶可以將交易設置為只在某些條件下執行，然后一旦滿足謂詞，他們的交易就可以自動執行。此外，謂詞在被銷毀時可以被刪減，因此它們不會導致狀態膨脹。

新加坡的音樂節組織者Hype Records推出音樂節 NFT 項目:金色財經報道，新加坡的音樂節組織者Hype Records正推出一個音樂節 NFT 項目，通過與 Web3 風險工作室Spartan Labs的合作，為即將到來的電子舞曲音樂節 Hypeworld 增加 Web3 功能。Hypeworld Cosmos Access NFT 集合將由以太坊區塊鏈上的 600 個 NFT 組成。Spartan Labs 負責人、前 CoinMarketCap 高管Shaun Heng表示，該系列將為持有者提供特定于活動的福利和獨特的體驗，包括 VIP 訪問權限和從表演者那里贏得商品的機會等。

NFT的售價為 0.2 ETH（約合 266.78 美元），目前僅略高于為期兩天的音樂節的標準門票，零售價為 278 新元（194.65 美元）。[2022/10/8 12:49:44]

簡單的演示示例：用戶設置一個交易，只要價格滿足謂詞中定義的閾值，就購買X個代幣。瞧，piècederésistance，完全鏈上的無信任限價訂單，不會使狀態膨脹！

多維資源定價

資源定價是智能合約區塊鏈最關鍵的組成部分之一。通過將鏈上的資源需求保持在合理的、負擔得起的水平來維持去中心化。資源定價允許系統向用戶收取網絡中節點的“工作”的費用。

在EVM中，引入EIP的最常見原因之一是操作碼的重新定價。這是因為操作碼具有硬編碼的Gas價格，而資源的基礎價格并不按比例擴展(從歷史上看，CPU的改進比SSD更快)。理想情況下，這些系統能夠完全獨立地為每個資源定價，這樣整個收費系統就可以根據底層硬件系統的變化進行動態調整。

Axie Infinity將于8月初進行更新:7月19日消息，NFT游戲Axie Infinity在社交媒體上稱，在8月初，我們將為Axie市場部署一個重要的更新。該更新將使市場能夠使用ERC-1155標準，這將使我們能夠支持NFT Runes和Charms[2022/7/19 2:23:19]

FuelVM將能夠實現動態的多資源定價，這可以激勵節點運行者更好地優化其底層硬件，同時仍然最大優化“每區塊效用”。

這張圖演示了智能合約的需求明顯高于其他智能合約的情況。有了本地化的資源定價，其他合約就不會受到相同程度的影響。NFT空投便是一個很好的例子。這與資源定價與合約定價(Solana風格)并不完全相同，但效果非常相似。具有特定資源配置文件的智能合約與其他合約的定價不同。對于NFT空投的示例，熱合約可能具有一個存儲密集型但計算成本非常低的資源配置文件。相對于存儲而言，對計算量要求較高的智能合約不會受到嘈雜的NFT空投的影響。

Solana打破帳戶或合約收費市場的策略在實際基礎資源和對它們的需求之間增加了一層抽象。這意味著仍然可能存在費用非常低，但節點上的壓力非常大的情況。例如，由于一個事件(例如，許多不同的NFT同時被鑄造)，系統上的存儲負載可能非常高，但費用非常低，因為不是所有的流量都發生在一個帳戶上。每個帳戶的費用模型確實解決了帳戶的熱分區問題，但留下了系統無法正確定價底層資源的情況，因此它仍然可能導致失敗。

基于底層硬件資源為系統定價更簡潔、更準確，而不是試圖添加基于多個市場的資源定價的帳戶這種特定于網絡的抽象層。

狀態膨脹注意事項

正如geth團隊多次提到的，geth目前的瓶頸在于狀態讀寫的I/O。最初的想法是，100%的MerklePatriciatrie(MPT)狀態將適合于標準設備的RAM。現在的情況已經不同了，因為狀態已經增長到900多GB，并且預計每年將增長大約50-100GB，這對于任何一個人來說都是不合理的，所以大多數節點已經轉向SSD來存儲狀態。從歷史上看，SSD的不會隨著狀態大小的增長而迅速改進，因此這種成本將繼續影響網絡的去中心化。這是以太坊研究人員討論了一段時間的一個關鍵問題。

相反，FuelVM在構建時就考慮到了這個問題。FuelLabs的聯合創始人JohnAdler曾多次談到資源定價在智能合約消耗狀態或其他資源的過程中所扮演的角色。通過將適當的資源定價和更清晰的數據模型與UTXO系統相結合，FuelVM將能夠保持狀態處于控制之下，降低運行節點的成本，這相當于增加了網絡的去中心化。

“排序器”的去中心化

盡管第2層允許我們從主鏈上卸載計算工作，但他們仍然需要提供一種機制來排序交易。許多第2層解決方案都是使用所謂的“排序器”啟動的。排序器是一個特權節點，負責對交易進行排序，執行狀態轉換，然后將狀態根更新連同壓縮的交易信息提交給第一層以太坊。值得注意的是，一臺負責排序的超級計算機比許多冗余地執行相同交易序列的小型計算機在每個epoch可以執行更多的交易。

這種中心化排序角色中有幾個關鍵問題需要得到更多的關注！

控制交易的順序是非常有利可圖的。我們在以太坊和其他區塊鏈中觀察到，MEV是那些排序區塊的人的主要收入來源之一。正如我們今天在傳統金融中看到的那樣，單方控制排序和MEV捕獲最終會導致用戶執行能力的下降。從可用性和監管的角度來看，中心化的排序器可能是一個單點故障。如果一個或少數組織正在運行排序器，它們可能會癱瘓或被關閉。這對網絡來說是一個活生生的風險。一個中心化的排序器可以審查第二層的交易。排序器可以選擇任何交易，并在構建區塊的過程中以任何順序放置它們，這就產生了審查的能力。許多L2通過提供“強制交易”機制來處理這種情況，這種機制允許用戶繞過排序器，通過利用L1直接包括交易。排序器可能會對rollup用戶做出不一致的鏈狀態承諾。這通常被稱為equivocation，這基本上意味著排序器可以對L2的某些狀態做出誤導性的承諾。這是因為，rollup的快速終結是一個可信的步驟，一個排序器可能濫用這種信任，導致用戶做他們不打算做的事情。Fuel如何解決這些問題？

首先，Fuel不只是一個rollup或L1區塊鏈，相反，它是一個應用狀態轉換的系統，如果配置為rollup或者作為L1在網絡中運行以實現共識，它可以將狀態轉換發布到L1。關鍵的區別在于，Fuel的執行引擎并不關心共識或交易排序。Fuel只負責盡可能快地應用交易。但是，由于Fuel可以在如此輕量級的硬件上運行，而且驗證是如此便宜，Fuel可以引導一個多樣化和去中心化的共識網絡，這比運行性能較差的執行引擎(如EVM)的同等系統要便宜得多。

此外，Fuel團隊正在考慮將去中心化、MEV和其他考慮因素結合在一起的第二層代幣經濟學。Fuel聯合創始人JohnAdler在1月份寫了一篇關于第二層區塊鏈的代幣模型的文章，闡述了一種通過允許rollup通過作為區塊生產者收取費用的權利來代幣化區塊空間的稀缺性，從而幫助去中心化區塊生產的代幣設計。收費只是區塊生產者收入的一部分，正如我們在其他鏈中看到的，MEV是收入的另一大部分。與區塊空間的稀缺性類似，MEV收入也將通過區塊生產權進行被代幣化。

狀態模型：UTXOvs基于帳戶

將UTXO數據模型和賬戶模型之間的區別概念化的最佳方法如下：UTXO可以被比作現金賬單，而賬戶模型更類似于銀行分類賬。帳戶系統自然會導致狀態膨脹，因為每個交易都試圖訪問同一個帳戶，而UTXO如果設計正確，則爭議較小。這一特點使其能夠更好地實現并行化，也可以通過簡化狀態截斷的過程來防止狀態膨脹。

繼續使用現金vs.銀行分類賬的比喻，就可以清楚地了解為什么使用UTXO并行化會容易得多。兩筆現金交易可以同時發生，它們彼此不需要知道任何信息，而如果一個分類賬上有2個賬戶更新，則兩筆交易都必須更新同一個共享分類賬。

VM大戰

除了Fuel之外，其他團隊也在為智能合約區塊鏈開發下一代虛擬機，如MystenLabs和Aptos，后者正在使用最初由Facebook工程師設計的Libra項目的一部分的MoveVM。這進一步支持了這樣一個論點：為了支持下一代區塊鏈應用，需要新的執行環境。所有這些項目都有有趣的方法，并做出了不同的權衡。

在MoveVM停滯不前的幾年里，當Libra忙于打官司時，加密貨幣世界發生了很多變化。Fuel能夠適應這些變化并在一個節奏極快的行業中保持敏捷，而Move則略微落后。盡管如此，由于Move已經從Facebook分離出來，新的大型融資輪已經完成，他們肯定已經準備好開戰了！

結論

與其他L2不同，Fuel計劃從一開始就通過設計VM來去中心化排序器角色，這樣就不需要昂貴的硬件來增加規模。Fuel是靈活的。它可以部署在許多環境中，但其優先考慮的是作為與以太坊對齊的OptimisticRollup。Fuel的用戶體驗將比EVM好得多，因為它采用了原生和新穎的方式與鏈交互，例如賬戶抽象、腳本和謂詞。UTXO數據模型的爭議自然比帳戶數據模型小，并且會帶來更多的并行性和更少的狀態膨脹。

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