ParaState: 浅谈以太坊在Polkadot的演化
如今，以太坊协议已成为Defi（去中心化金融）和Dapp（去中心化应用）的主流协议。几乎所有基于区块链的Dapp软件和大部分可编程数字资产都运行在以太坊虚拟机（EVM）上。然而，EVM最初是由一群缺乏经验的软件开发人员设计和开发的，其中包括年轻的加文·伍德（GavinWood）博士。EVM是一个简单、僵化而又缓慢的代码执行沙盒，这导致在以太坊上出现了许多问题，包括不安全的智能合约、非常有限的编程语言支持、性能差和费用高。
“正如大家对一项新兴技术的预期一样，(以太坊)平台本身充满了风险。这就是我们为了访问这个能够改变世界的软件而付出的代价。”——加文·伍德在2019年接受Unitimes采访时对以太坊的评论
ParaState致力于提供一个行业标准，创造一个高度优化和可扩展的智能合约执行环境，同时保持以太坊的兼容性。ParaState提供了一套开放源码基础设施软件，其中包括一个Substrate模块，它可以整合到任何基于Substrate的区块链中，包括所有的波卡副链（PolkadotParaChains）。ParaState的开发工作由开发人员财政部支持，该财政部从ParaState运行处理各种交易中收取费用。
拯救者——WebAssembly
解决上述EVM问题的方法就是升级区块链虚拟机。WebAssembly虚拟机已成为此类升级的主要候选对象。事实上，下一代区块链系统，例如EOS、Polkadot（Substrate和Ink!）、CosmWasm、Oasis、NEAR、Solana等都选择WebAssembly作为区块链应用程序和链上智能合约的运行引擎。WebAssembly是一个成熟的行业标准。它被各种社区所采用，包括web浏览器应用程序开发人员、云计算提供商和区块链等。因此，WebAssembly能够支持各种计算机硬件、操作系统和编程语言。由于各种针对性的优化，它的性能到得极大的提升。
然而，大多数基于WebAssembly的区块链虚拟机与现有EVM应用程序不兼容。这给现有的Dapp开发人员带来了困难。为了解决这些问题并为现有的以太坊生态系统开发人员开创新道路，以太坊基金会提出了一个用于EVM应用程序的链上WebAssembly虚拟机，并称之为WebAssembly-风格的以太坊虚拟机，或Ewasm。Ewasm在字节码级别与EVM不兼容。然而，为EVM编写的Solidity程序可以简单地重新编译成WebAssembly并在Ewasm上运行。Ewasm与EVM共享相同的帐户和块数据结构，并为外部Dapps提供兼容的web3RPC接口。
Second State WebAssemblyVM（SSVM）是一种业界领先的WebAssembly具体实现。一篇发表在IEEE软件上的研究论文指出，它是市场上性能最高的WebAssembly虚拟机。SSVM还支持标准和初版WebAssembly扩展，例如WebAssembly系统接口（WASI）、接口类型和大容量内存操作。通过其扩展框架，SSVM完全支持Ewasm规范。它是仅有的两个通过以太坊基金会创建的整个Ewasm测试套件的WebAssembly虚拟机之一。在2020年，Web3基金会资助SecondState将SSVMEWASM移植到Substrate生态系统。作为资助项目的一部分，SecondState为基板区块链创建了SSVM模块。
SSVM模块是ParaState软件套件中的关键组件。它可以与EVM模块并排安装在同一Substrate区块链上。ParaState是目前和未来以太坊开发者的一站式服务点。
Polkadot上的以太坊
作为支持EVM作为智能合约运行时的区块链网络,它能够与以太坊兼容。以太坊兼容区块链的案例包括以太坊、以太坊经典、Oasis以太坊ParaTime、CyberMiles、RSK、Athereum、币安智能链（BNB）等。这些区块链既可以与以太坊进行互操作，也可以在软件和API级别进行互操作。
以Solidity或其他前端语言编写的EVM智能合约可以部署到任何与以太坊兼容的区块链上，且无需更改。
Dapp，包括DeFiapp和前端UI也可以通过一定的努力移植到与以太坊兼容的区块链上。
加密资产，例如本机令牌和ERC-20令牌，可以通过去中心化的原子交换智能合约和中心化网关在以太坊兼容的区块链之间交换。
ParaState软件套件与以太坊应用程序兼容。我们致力于将广受欢迎的以太坊DeFi应用程序（如Uniswap、Balancer、Compound等）移植到ParaState的运行环境。我们还将与Polkadot生态系统中的以太坊桥提供商合作，将基于以太坊的代币资产引入到支持ParaState的Polkadot副链中。
扩展开发人员生态系统
通过WebAssembly，开发人员将能够绕开Solidity，使用LLVM支持的20多种编程语言编写智能合约。随着Solidity程序上开发者的生产力和应用安全性缺陷变得明显，开发者们正在寻找更成熟的替代性编程语言，如C/C++、GO、Rust甚至Java。编程语言支持对于吸引新开发人员加入智能合约生态系统也至关重要。
此外，随着区块链应用程序变得专业化，智能合约开发人员正在转向领域特定语言（DSL），以用于财务应用程序等用例，从而实现更好的安全性和性能。金融智能合约DSL的例子包括FacebookLibra的稳定硬币应用程序、Certik的DeepSEA的正式验证合约、数字资产建模语言（DAML）的资产标记化等等。
除了拥有一个开源的、广泛应用的编译器工具链，Ewasm还支持编程语言特性的定制。例如，SecondState和Oasis实验室提议对Solidity语言进行扩展，以支持智能合约中的机密数据字段。这类语言拓展能够被提出并实现，就像基于WebAssembly的工具链上的DSL。这种想法在传统的、僵化的solc编译器和EVM是不可能实现的。
Second StateSOLL编译器是唯一一个基于LLVM的Solidity和YUL语言编译器，它可以编译现有的以太坊智能合约，并在Ewasm上运行。除此之外，ParaState还为流行的编程提供了SDK和文件库，如Rust,C, 和C++，从而能够用这些语言编写智能合同。SOLL编译器和语言SDK都是ParaState软件套件的一部分。
超越TPS的性能
目前，由于低交易量和高费用，以太坊名声不佳。按照以太坊主网每秒交易量（TPS）衡量，它只能处理大约25个TPS，这远远低于消费者对于互联网应用程序的要求。相比之下，VISA网络的信用卡交易通常能达到2000TPS。Polkadot生态系统可以通过其副链架构支持至少10，000个测试程序集。每个副链可支持1000+TPS。
然而，TPS并不是衡量智能合约平台在现实世界中的性能的好方法。我们需要评估链上虚拟机执行智能合约的速度。EVM由于其简单的解释器设计和普遍缺乏优化，按照现代标准，它是一个非常慢的虚拟机。
围绕着WebAssembly的生态系统使得Ewasm智能合约实现比EVM智能合约更高的性能，即使它们是从相同的Solidity源代码编译的。例如，与EVM的解释器执行模式相比，Ewasm可以在运行时利用JIT（准时）和AOT（提前）编译器优化来将性能提高100倍。
Second State虚拟机（SSVM）是速度最快的WebAssembly虚拟机之一。它的特点是能够跨多个CPU和操作系统架构进行AOT优化。它是目前市场上唯一一个通过对以太坊的原生160位整数进行特殊的性能优化，从而实现与Ewasm兼容的虚拟机，。
ParaState软件套件以SSVM作为其Ewasm执行引擎。它为极大地提高了Ewasm应用程序的性能。
开发人员财政部和STATE代币
Parstate软件套件由SSVM模块、EVM模块、SOLL编译器工具链、用于实现以太坊兼容性的高级语言SDK和移植的以太坊定义应用程序组成。所有这些组件都是开源软件。非营利性的Parstate基金会资助和管理软件套件的开发。它采用一种全新的方法来资助可持续的开源软件开发。
所有基于Substrate的区块链都可以自由地将ParaState软件套件的全部或部分合并到其节点软件堆栈中。这样做使得这些区块链从ParaState获得开发者工具、开发者社区/生态系统和实现高性能运行。作为交换，支持ParaState的区块链将从SSVM执行的每个链上智能合约交易收取一定比例（例如20%）的费用，并将收取的燃料费用（即“gastax”）发送到由ParaState基金会控制的财务账户。SSVM托盘自动执行此收集，而无需任何源代码更改。开发者财政部从参与其中的区块链收集一篮子本地加密货币。
STATE代币由ParaState基金会铸造，并由开发者财政部中的一篮子代币支持。STATE总供给是固定的。ParaState基金会是开发者资金的保管人。该基金会将定期出售开发者国库中的代币，供STATE使用。它将为STATE的价格提供支撑，并允许基金会积累STATE代币。基金会随后在公开市场上出售STATE代币，为开发人员的工资和社区发展筹集资金。
结论
ParaState软件套件为Substrate/Polkadot生态系统带来了以太坊协议支持。尽管它与当今的EVM应用程序向后兼容，但它通过把LLVM和WebAssembly开发人员社区引入Polkadot生态系统，来验证以太坊协议的未来性。它就是类固醇以太坊。
加入ParaState。从现在开始就能拥有未来以太坊开发者的体验！