Ekzekutimi vendas i Starknet-it në Kajro përdor gjuhën e tij të programimit të personalizuar, Kajro, për të rritur shkallëzueshmërinë, për të ulur kostot dhe për të përmirësuar performancën e kontratës inteligjente. Megjithatë, sfidat lindin nga nevoja për adoptim më të gjerë të zhvilluesve, përputhshmërinë e mjeteve dhe balancimin e inovacionit me aksesueshmërinë në të gjithë ekosistemin.

Hyrje: Starknet dhe ekzekutimi i Kajros

Starknet është një protokoll Ethereum Layer 2 (L2) që përdor provat kriptografike STARK (Argumente të përmbledhura transparente të njohurive) për të fuqizuar llogaritjet e verifikueshme në shkallë. Ashtu si zinxhirët e tjerë të bllokut L2, Starknet është në gjendje të ofrojë shkallëzim dhe siguri domethënëse për transaksionet L2 duke ruajtur decentralizimin.

Në thelbin e Starknet qëndron makina virtuale e Kajros (VM), një mjedis ekzekutimi i krijuar me qëllim, i krijuar për të shfrytëzuar aftësitë e provës kriptografike të STARK-ve. Ndryshe nga VM-të e tjera, Starknet's Cairo VM është projektuar për të ekzekutuar programe të provueshme - gjë që redukton shpenzimet e përgjithshme që lidhen me gjenerimin e provave për të verifikuar llogaritjen. Kjo lejon Starknet të përpunojë një numër të madh transaksionesh duke ruajtur verifikimin e pabesueshëm.

Thënë kështu, matja e vërtetë e performancës së Starknet - siç përjetohet nga përdoruesit fundorë - varet nga shpejtësia me të cilën sekuencuesi i tij përpunon transaksionet dhe konfirmon rezultatet e ekzekutimit. Të njohura gjithashtu si "konfirmime të buta", konfirmimi i sekuencuesit për suksesin (ose dështimin) e transaksionit është i dobishëm për përdoruesit e ndjeshëm ndaj kohës, të cilët duan të shmangin pritjen që transaksionet të finalizohen në Ethereum L1 përpara se të dinë statusin e një transaksioni.

Siç qëndron sot, xhiroja e transaksioneve të Starknet mbështetet shumë në efikasitetin e sekuencuesit. Sekuencuesi është përgjegjës për marrjen, organizimin dhe vërtetimin e transaksioneve përpara se t'i dorëzojë ato në Ethereum për verifikim përfundimtar. Edhe pse Starknet përdor një sekuencues të vetëm aktualisht, ai planifikon të decentralizojë sekuencuesin për rezistencë më të mirë ndaj censurës dhe tolerancë më të lartë të dështimit (një sekuencues jashtë linje nuk mund të heqë rrjetin).

Më 29 tetor, Starknet regjistroi një mesatare prej 127 transaksionesh në sekondë (TPS) gjatë një periudhe të vazhdueshme 24-orëshe. Ky nuk ishte vetëm një kulm një herë, por një moment historik i qëndrueshëm i xhiros i arritur gjatë operacioneve normale, duke shfaqur aftësinë e grumbullimit për të trajtuar vëllime të larta transaksionesh në kushte të botës reale. Krahas kësaj arritjeje, performanca e Starknet dallohet për konfirmimet e transaksioneve të shpejta rrufe (mesatarisht nën dy sekonda) dhe tarifat jashtëzakonisht të ulëta (0,002 dollarë për transaksion) – duke e bërë atë një zgjidhje me kosto efektive dhe efikase për shkallëzimin e Ethereum.

Megjithatë, ruajtja e këtij niveli të performancës kërkon risi të vazhdueshme, veçanërisht kur kërkesa e përdoruesve rritet. Këtu hyjnë në lojë përmirësimet e ardhshme të Starknet në modelin e tij të ekzekutimit, duke prezantuar optimizime që premtojnë jo vetëm përpunim më të shpejtë të transaksioneve, por edhe përdorim më efikas të burimeve. Këto zhvillime shënojnë një hap kritik drejt ngritjes së mjedisit të ekzekutimit të Starknet për të përmbushur kërkesat e një ekosistemi që evoluon me shpejtësi.

Starknet ka prezantuar tashmë përmirësime transformuese në arkitekturën e tij për të përmirësuar performancën dhe për të forcuar UX (p.sh., ekzekutimi paralel dhe paketimi i bllokut nëpërmjet përmirësimit të Bolt). Këto risi kanë reduktuar në mënyrë drastike kohën e përpunimit të transaksioneve dhe kostot e gazit duke i mundësuar sekuencuesit të trajtojë transaksionet në mënyrë më efikase. Për të mësuar më shumë rreth përmirësimit të Bolt dhe se si ai përmirëson shkallëzueshmërinë e Starknet, lexoni shpjeguesin tonë të Starknet Bolt .

Duke u ndërtuar mbi këtë themel, Starknet tani po fokusohet në optimizimin e mëtejshëm të mjedisit të tij të ekzekutimit me Cairo-Native. Përmirësimet e ardhshme do të ripërcaktojnë mënyrën se si përpunohen transaksionet, duke kaluar nga emulimi i bazuar në makinë virtuale në ekzekutimin vendas. Këto ndryshime premtojnë përmirësime të rëndësishme në shpejtësinë e përpunimit dhe efikasitetin e burimeve, duke siguruar që Starknet të mund të përmbushë kërkesat në rritje të përdoruesve.

Në seksionin vijues, ne do të hedhim një vështrim më të afërt në mjedisin e ekzekutimit të Starknet dhe do të zhytemi më thellë në mënyrën se si VM e Kajros dhe arkitektura më e gjerë po ri-imagjinohen për të mbështetur fazën tjetër të shkallëzueshmërisë dhe efikasitetit. Le të zhytemi!

Një hyrje e butë për ekzekutimin vendas të Kajros

Mjedisi i ekzekutimit të Starknet ka evoluar ndjeshëm me kalimin e kohës për të përmirësuar performancën dhe për të garantuar sigurinë. Fillimisht, Starknet u mbështet në një tubacion të drejtpërdrejtë ku kodi i nivelit të lartë të Kajros u përpilua drejtpërdrejt në CASM (Asambleja e Kajros) për ekzekutim. Ndërsa kjo qasje funksionoi, ajo e la rrjetin të prekshëm ndaj joefikasitetit dhe rreziqeve të sigurisë. Për shembull, kodi i pavlefshëm nuk mund të provohej dhe sekuencuesi u ekspozua ndaj sulmeve të mundshme DoS për shkak të mungesës së masave mbrojtëse në kontabilitetin e gazit.

Për të adresuar këto çështje, përmirësimi i Cairo 1.0 prezantoi Sierra, një përfaqësim i ndërmjetëm (IR) që forcon sigurinë sipas dizajnit. Frymëzuar nga gjuhë si Rust, Sierra siguron që zhvilluesit të ndjekin modele më strikte kodimi, duke eliminuar në mënyrë efektive gabimet e kohës së ekzekutimit dhe duke mundësuar llogaritjen e saktë të gazit. Ky përmirësim është tashmë i drejtpërdrejtë në rrjetin kryesor të Starknet dhe shënon një hap vendimtar drejt një mjedisi ekzekutimi më të fuqishëm dhe të sigurt.

Cairo-Native bazohet në këtë përparim dhe përmirëson më tej performancën e Starknet duke mundësuar ekzekutimin vendas. Ekzekutimi origjinal është një largim nga modeli i mëparshëm i ekzekutimit të programeve në VM të Kajros dhe përfaqëson hapin tjetër përpara për sa i përket performancës për Starknet.

Si funksionon ekzekutimi vendas në Kajro?

Më parë, sekuencuesi Starknet ekzekutonte programe duke përdorur një makinë virtuale që emulonte kodin, i cili prezantoi shpenzime të larta dhe ngadalësonte përpunimin e transaksioneve. Emulimi në këtë kontekst përfshin programimin e CPU-së që të sillet si një CPU teorike e Kajros, duke interpretuar udhëzimet hap pas hapi. Ndërsa funksional, ky proces është në thelb joefikas sepse e pengon CPU-në të përdorë plotësisht aftësitë e tij vendase dhe stilet e ekzekutimit.

Në të kundërt, ekzekutimi vendas eliminon këtë ngathtësi, duke lejuar që programet të ekzekutohen drejtpërdrejt në sistemin operativ në grupin e udhëzimeve të CPU-së. Ky ndryshim përmirëson në mënyrë dramatike shpejtësinë e ekzekutimit dhe efikasitetin e burimeve, duke i mundësuar Starknet të përpunojë transaksionet më shpejt se kurrë.

Për ta arritur këtë, ekzekutimi i Kajros Native integron teknologjitë e avancuara të përpilimit si MLIR ( Përfaqësimi i ndërmjetëm me shumë nivele ) dhe LLVM ( Makina virtuale e nivelit të ulët ). Këto mjete përdoren gjerësisht në zhvillimin modern të softuerit për të përpiluar kodin në udhëzime të optimizuara të nivelit të makinës.

Cairo-Native merr programet e Sierra dhe i organizon ato në një formë të ndërmjetme, MLIR, e cila gjithashtu lejon optimizime të sofistikuara, ndërsa LLVM e përpilon më tej këtë në ekzekutues vendas të përshtatur për sistemin operativ themelor. Ky proces përpilimi me dy shtresa siguron që ekzekutuesit e gjeneruar të jenë të shpejtë, efikas dhe të gatshëm për ekzekutim të drejtpërdrejtë pa ndonjë shpenzim shtesë.

Ndikimi i këtij përmirësimi në performancën e sekuencuesit (dhe rrjetit në përgjithësi) është i thellë:

• Rritja e shpejtësisë: Duke hequr nevojën për emulim VM, ekzekutimi vendas i lejon sekuencuesit të përpunojë transaksionet dukshëm më shpejt, duke reduktuar vonesën në të gjithë rrjetin.
• Përdorimi më i mirë i burimeve: Ekzekutuesit e optimizuar të gjeneruar nga LLVM përdorin më mirë burimet e sistemit, duke i mundësuar sekuencuesit të trajtojë vëllime më të larta transaksionesh.
• Kosto më të ulëta: Ndërsa ekzekutimi më i shpejtë i vetëm nuk përkthehet menjëherë në ulje të tarifave të gazit për shkak të mungesës së një mekanizmi tarife, Starknet vazhdon të demonstrojë efikasitet në kosto. Për shembull, gjatë performancës rekord të Starknet, tarifat e gazit ishin mesatarisht rreth 0,002 dollarë për transaksion. Përditësimi 0.13.4, i cili prezanton Cairo-Native, përfshin gjithashtu përmirësime të lidhura me çmimet. Megjithatë, këto përmirësime nuk lidhen drejtpërdrejt me vetë Kajro-Native. Ndërsa potenciali i plotë i shkallëzueshmërisë së Cairo-Native për tarifat e transaksionit ende nuk është realizuar, kombinimi i kësaj shkallëzueshmërie me përmirësimet e ardhshme të lidhura me tarifat e pozicionon Starknet si një zgjidhje shumë të përballueshme dhe të shkallëzueshme për Ethereum.
• Risi e përmirësuar: Përfitimet e performancës nga ekzekutimi vendas mundësojnë që aplikacionet më komplekse dhe dinamike të lulëzojnë në Starknet, duke hapur derën për rastet e përdorimit inovativ dhe mundësitë për zhvilluesit.

Megjithëse ekzekutimi vendas sjell përmirësime të konsiderueshme të shpejtësisë, një shqetësim i natyrshëm lind për zhvilluesit në lidhje me rrjedhën e punës me ekzekutim të dyfishtë midis sekuencuesit dhe proverit. Ndërsa sekuencuesi përfiton nga ekzekutimi i transaksioneve duke përdorur artefakte vendase për shpejtësi, proveri ende mbështetet në VM të Kajros për të ekzekutuar transaksionet hap pas hapi, duke siguruar që ato të mund të vërtetohen te verifikuesi STARK i Ethereum.

CASM përdoret ende në këtë proces, pasi është përfaqësimi i vërtetuar nga verifikuesi STARK në Ethereum. Ky dualitet - ekzekutimi i të njëjtave transaksione përmes dy sistemeve të ndryshme - mund të ngrejë pyetje të vlefshme në lidhje me qëndrueshmërinë dhe korrektësinë. Në mënyrë të veçantë, si mund të jemi të sigurt se rezultatet nga ekzekutimi vendas dhe ekzekutimi i VM në Kajro do të përputhen gjithmonë?

Përgjigja e shkurtër qëndron në testimin dhe vërtetimin rigoroz. Në mënyrë të veçantë, ekipi i LambdaClass kreu teste të gjera përsëritjeje, një proces ku blloqet historike Starknet riekzekutohen sipas sistemit të ri për të siguruar që çdo transaksion prodhon të njëjtat rezultate.

Testet e përsëritjes janë një metodë kritike për të verifikuar që edhe me dy shtigje ekzekutimi të dallueshme, rezultatet mbeten të qëndrueshme. Kështu, zhvilluesit mund të jenë të sigurt se ky proces i gjerë verifikimi minimizon ndjeshëm rrezikun e mospërputhjeve.

Për më tepër, vlen të përmendet se Starknet ka funksionuar gjithmonë me dy flukse ekzekutimi të veçanta. Edhe përpara Cairo-Native, sekuencuesi nuk mbështetej plotësisht në Cairo VM për detyra si syscalls ose akses shtetëror. Këto tashmë trajtoheshin ndryshe, me proverin që fokusohej në prodhimin e provave kriptografike për të përditësuar gjendjen e Starknet në Ethereum.

Në këtë kuptim, prezantimi i ekzekutimit vendas përfaqëson një evolucion - jo një largim - nga arkitektura e vendosur e Starknet. Kjo gjithashtu do të thotë që zhvilluesit duhet të kenë pak probleme me dizajnimin e aplikacioneve për të punuar me modelin e ri të ekzekutimit të Starknet.

Në përgjithësi, Cairo-Native zhbllokon një nivel të ri të shkallëzueshmërisë dhe shpejtësisë për Starknet. Duke kaluar nga emulimi i bazuar në VM në ekzekutimin vendas, rrjeti mund të mbështesë më shumë përdorues, të trajtojë vëllime më të mëdha transaksionesh dhe të ofrojë një përvojë të qetë si për zhvilluesit ashtu edhe për përdoruesit fundorë. Ky transformim forcon pozicionin e Starknet si një zgjidhje kryesore L2 dhe hap rrugën për risi më të mëdha në ekosistemin Ethereum.

Kajro-Native vs Kajro: Një krahasim i modeleve të ekzekutimit të Starknet

Cairo-Native shënon një përmirësim novator në mjedisin e ekzekutimit të Starknet-një që jep shpejtësi të konsiderueshme në krahasim me VM tradicionale të Kajros. Nëpërmjet standardeve të gjera të kryera nga LambdaClass dhe Nethermind, përfitimet e performancës nga ekzekutimi vendas janë llogaritur, duke theksuar aftësinë e Cairo-Native për të rritur në mënyrë drastike shpejtësitë e përpunimit të transaksioneve dhe kontratave.

Standardet e ekzekutimit

Standardet zbuluan se Cairo-Native arrin një shpejtësi mesatare prej 5x mbi VM të Kajros, me përfitime të performancës që variojnë nga 1.5x në 20x, në varësi të kontratës specifike. Këto rezultate janë më shumë se thjesht numra - ato ilustrojnë sesi ekzekutimi vendas përfiton drejtpërdrejt përdoruesit dhe zhvilluesit.

Për shembull, një transferim i thjeshtë STRK midis dy llogarive Argent jo vetëm që përfundoi 2,3 herë më shpejt, por gjithashtu tregoi shpejtësi 4,8 herë në logjikën e kontratës ERC-20. Për përdoruesit, kjo nënkupton kohë më të ulëta pritjeje për transaksione dhe ndërveprime më të buta me aplikacionet e decentralizuara (dApps). Për zhvilluesit, këto përmirësime sigurojnë që aplikacionet e tyre të funksionojnë më shpejt dhe më të besueshëm, edhe nën ngarkesë të madhe të rrjetit.

Në skenarë më kërkues si shkëmbimet STRK/ETH ose aplikacionet e lojërave si Influenceth , përfitimet janë edhe më të dukshme. Transaksionet e Influenceth regjistruan një shpejtësi 10.5x të transaksioneve, me disa ekzekutime kontratash që u përmirësuan deri në 70x. Këto avancime fuqizojnë zhvilluesit të krijojnë aplikacione komplekse të decentralizuara me performancë të lartë, duke hapur rrugën për përvoja më të pasura të lojërave, protokolle të avancuara DeFi dhe raste të tjera përdorimi intensive llogaritëse.

Kalimi nga emulimi në ekzekutimin vendas mbështet këto përparime. Duke përpiluar programe drejtpërdrejt në kodin vendas të makinës, Cairo-Native eliminon joefikasitetin e imitimit të udhëzimeve të Kajros, ku CPU në thelb imiton një CPU tjetër virtuale. Ekzekutimi origjinal lejon që hardueri të funksionojë me kapacitet të plotë, duke ofruar përmirësime të pakrahasueshme të performancës në të gjitha llojet e transaksioneve.

Standardet e përpilimit

Cairo-Native prezanton një linjë më të avancuar përpilimi, duke shtuar disa hapa për të përkthyer kodin Sierra në ekzekutues vendas. Kjo përfshin procese të tilla si konvertimi i Sierra në MLIR, optimizimi i kodit dhe së fundi përpilimi i tij në udhëzime vendase të makinës. Ndërsa ky tubacion më kompleks mund të duket intuitivisht sikur do të rriste kohën e përgjithshme të përpilimit, standardet tregojnë se hapat shtesë kontribuojnë në më pak se 15% të kohës totale të përpilimit, duke demonstruar se procesi mbetet efikas.

Vlen gjithashtu të përmendet se ekzekutuesit vendas janë në madhësi më të mëdha në krahasim me artefaktet CASM. Kjo rritje pasqyron detajet e shtuara dhe optimizimin e kërkuar për kodin vendas të makinës, por nuk ndikon në performancën e rrjetit. E rëndësishmja, përpilimi kryhet vetëm një herë, në kohën kur kontrata vendoset në rrjet, duke siguruar që ky hap të mos ndikojë në performancën në kohë reale të sekuencuesit.

Cilat janë implikimet e ekzekutimit në Kajro për Starknet?

Implikimet e Cairo-Native për ekosistemin e Starknet janë të gjera. Duke mundësuar ekzekutim më të shpejtë dhe më efikas të transaksioneve, ky përmirësim është vendosur të përmirësojë masivisht përvojën e përdoruesit për të gjitha aplikacionet në rrjet. Me rrjetin e parashikuar të trajtojë gati 1000 transaksione në sekondë (TPS) deri në fund të 2024-ës, Starknet do të bëhet një nga zinxhirët L2 më të shkallëzuar dhe më të përgjegjshëm në ekosistemin Ethereum.

Për përdoruesit, përmirësimi Cairo-Native nënkupton konfirmim më të shpejtë të transaksionit dhe kosto edhe më të ulëta. Gjatë performancës rekorde të Starknet në fillim të këtij viti, tarifat e gazit ishin mesatarisht rreth 0,002 dollarë për transaksion. Me Cairo-Native, këto kosto pritet të ulen edhe më tej, duke e forcuar Starknet si një nga rrjetet më të përballueshme Layer-2.

Futja e ekzekutimit në Kajro-Native do të mbingarkojë gjithashtu rastet e mëposhtme të përdorimit:

Aplikacionet e lojrave onchain

Starknet tashmë ka fituar tërheqje si një platformë për lojërat e bazuara në blockchain, dhe Cairo-Native e çon këtë në nivelin tjetër. Lojëra si Influenceth , të cilat mbështeten në logjikën e ndërlikuar dhe ndërveprimet me ritme të shpejta, do të përfitojnë ndjeshëm nga përmirësimet e shpejtësisë. Kohët më të shpejta të ekzekutimit reduktojnë vonesën në lojë, duke mundësuar përvoja më të buta për lojtarët.

Zhvilluesit mund të prezantojnë gjithashtu mekanikë më komplekse të lojës, të tilla si aftësitë e shumë lojtarëve në kohë reale dhe ndërveprimet dinamike NFT, pa u shqetësuar për pengesat e performancës. Kjo mund të sjellë një klasë të re të aplikacioneve të lojërave on-chain, loja e të cilave mund të rivalizojë atë të konkurrentëve tradicionalë.

Platformat e mediave sociale

Platformat e decentralizuara të mediave sociale kërkojnë xhiro të larta të transaksioneve dhe vonesë të ulët për të siguruar ndërveprime pa probleme me përdoruesit, si postimi, komentimi dhe votimi. Me Cairo-Native, këto platforma mund të shkallëzohen për të mbështetur miliona përdorues, duke ofruar furnizime në kohë reale dhe reagime të menjëhershme, duke rivalizuar performancën e homologëve tradicionalë të Web2. Kostot më të ulëta të gazit rrisin më tej aksesin, duke i bërë mediat sociale të decentralizuara një alternativë më të qëndrueshme ndaj platformave të centralizuara dhe duke e përgatitur atë për adoptim të zakonshëm.

Financa e decentralizuar (DeFi)

Ekosistemi DeFi në Starknet do të korrë gjithashtu përfitimet e Cairo-Native. Operacionet e ndërlikuara financiare si shkëmbimet, huadhënia dhe prodhimi i prodhimit kërkojnë xhiro dhe saktësi të lartë. Kohët më të shpejta të ekzekutimit sigurojnë që tregtimet dhe likuidimet të ndodhin në kohë reale, duke minimizuar rrëshqitjen dhe duke u ofruar përdoruesve rezultate më të mira. Për më tepër, tarifat më të ulëta të gazit mundësojnë mikro-transaksione, duke i bërë protokollet DeFi më të aksesueshme për një audiencë më të gjerë.

konkluzioni

Ekzekutimi vendas i Kajros është një moment historik kritik në udhërrëfyesin e Starknet . Duke prezantuar një nivel të ri ekzekutimi, Starknet jo vetëm që forcon pozicionin e tij si një platformë udhëheqëse e Layer-2, por gjithashtu vendos një precedent për ekosistemin më të gjerë të grumbullimit të Ethereum. Inovacioni i Starknet tregon se si përmbledhjet mund të arrijnë shkallëzim dhe efikasitet të pashembullt, duke ndihmuar Ethereum të afrohet me vizionin e tij të adoptimit masiv duke ruajtur parimet e tij të decentralizimit dhe sigurisë.

Cairo-Native u ofron zhvilluesve një mjedis të fuqishëm dhe me performancë të lartë që mbështet aplikacione më dinamike dhe inovative. Duke reduktuar kohën e ekzekutimit dhe shpenzimet e burimeve, zhvilluesit mund të fokusohen në krijimin e përvojave më të pasura, më ndërvepruese që më parë ishin të kufizuara nga kufizimet e rrjetit.

Siç u përmend në një postim në Twitter , ka ende potencial për optimizim të mëtejshëm - që do të thotë se performanca e Cairo-Native mund të vazhdojë të përmirësohet me kalimin e kohës. Në këtë kuptim, përmirësimi në ekzekutimin në Kajro-Native përfaqëson një hap vendimtar drejt realizimit të potencialit të plotë të Starknet si një platformë e shpejtë, e shkallëzuar dhe miqësore për zhvilluesit dhe avancimin e aftësive të teknologjisë së grumbullimit në të gjithë ekosistemin e Ethereum.

Një version i këtij artikulli u botua fillimisht këtu .