Три примера того, что могут достичь Revive и Polkadot Hub!

Эта статья подготовлена PolkaWorld и основана на выступлении Parity на конференции Sub0.

За последние годы Polkadot превратился в мощную и гибкую модульную систему. Но у неё есть очевидная проблема: многие ключевые функции распределены по разным цепочкам.

Например:

• Движок смарт-контрактов доступен только на некоторых параллельных цепях; 
• Системы управления, стейкинга, нативных токенов и т.д. находятся на других параллельных или системных цепях. 

Такое распределение приводит к значительной сложности. Даже для простого приложения может потребоваться взаимодействие между несколькими цепями и зависимость от асинхронной коммуникации для завершения процесса.

Polkadot Hub радикально изменит эту ситуацию и значительно упростит всё!

Polkadot Hub: все функции в одном месте

Позвольте представиться, я Торстен, отвечаю за команду смарт-контрактов в Parity. Сегодня я расскажу о Polkadot Hub и встроенном в него движке исполнения смарт-контрактов, а также о том, как эти новые возможности переопределят подход к созданию приложений в Polkadot.

Давайте вспомним прежние трудности, в старой архитектуре:

• Смарт-контракты можно было развернуть только на параллельных цепях; 
• Логика нативных токенов, стейкинга, управления и т.д. была распределена между релейной цепью или системными цепями. 

Это означало, что если вашему приложению нужно было комбинировать функции из разных систем, приходилось полагаться на XCM и сложные асинхронные сообщения.

В итоге:

• Разработчики не понимали, на какой цепи размещать приложение;
• Весь процесс был фрагментирован, инструменты не были унифицированы;
• Механизмы работы разных цепей отличались, что приводило к разрозненному опыту разработки. 

Но теперь всё изменится, ведь Polkadot Hub уже на подходе!

Polkadot Hub — это новый “центр приложений” в экосистеме Polkadot. Он объединяет все ранее распределённые ключевые функции:

• Активы 
• Нативные токены 
• Стейблкоины 
• Стейкинг 
• Управление 
• Смарт-контракты 

Всё это теперь собрано в одной среде.

С появлением Hub исчезают прежние границы между цепями, а значит, приложения Polkadot будут строиться и развертываться совершенно по-новому.

Смарт-контракты в эпоху двух движков: Revive изменит прикладной слой Polkadot

Теперь расскажу о самой важной части — движке исполнения смарт-контрактов Hub.

Этот движок называется Revive. Его главное преимущество: Revive содержит сразу две среды исполнения, поддерживающие два типа систем смарт-контрактов.

• Одна — привычная всем EVM, позволяющая запускать контракты на Solidity; 
• Другая — более современная PVM, поддерживающая разработку на Solidity или Rust. 

Особенность в том, что EVM и PVM — это не два изолированных мира, а единое адресное пространство, где контракты могут вызывать друг друга. Это значит, что смарт-контракты одной системы полностью совместимы с другой. Они могут взаимодействовать, даже не зная, к какому типу относится вызываемый контракт — PVM или EVM.

Кроме того, Revive через precompiles позволяет смарт-контрактам напрямую обращаться к ключевым функциям рантайма — стейкингу, управлению, управлению активами и XCM. Все эти компоненты интегрированы с Revive без швов.

Далее коротко расскажу, как развернуть приложение на Revive. Сейчас вы можете выбрать один из двух языков: Solidity или Rust.

Если вы используете Solidity, вы можете воспользоваться стандартным компилятором Solidity, чтобы скомпилировать код в байткод EVM и запустить его на EVM-движке Revive. Также можно использовать собственный компилятор Resource C от Parity, который компилирует Solidity-код в байткод PVM для развертывания на PVM-движке. Контракты EVM и PVM могут вызывать друг друга. 

Если вы используете Rust, просто используйте компилятор Rust для компиляции и развертывания PVM-контрактов. Эти контракты также могут напрямую взаимодействовать с компонентами рантайма. 

Теперь объясню, зачем Revive нужны два движка и каковы их преимущества.

PVM: высокопроизводительный, современный движок исполнения

PVM — это совершенно новая среда исполнения смарт-контрактов, предоставляющая вычислительные возможности, значительно превосходящие традиционный EVM. Поэтому:

• Вы можете развертывать более крупные и сложные смарт-контракты 
• Создавать новые типы приложений, которые раньше были невозможны 

PVM основан на наборе инструкций RISC-V. Ethereum также рассматривает переход на RISC-V в будущем, но Revive внедрил эту технологию уже сейчас, и разработчики могут использовать её немедленно.

В Revive доступны два режима исполнения:

• Интерпретируемый режим (текущий, средняя производительность) 
• JIT-компиляция (откроется в следующем году, обеспечит максимальную производительность) 

В режиме JIT вы сможете выполнять в смарт-контрактах очень ресурсоёмкие вычисления, например:

• Сложные математические операции 
• Криптографические алгоритмы (что практически невозможно на EVM) 

В EVM, чтобы добавить новую криптографическую примитиву, нужно обновлять precompiles всей сети — это сложно; в PVM вы можете реализовать “свой собственный precompile” прямо в смарт-контракте, поскольку вычислительных ресурсов достаточно.

Зачем тогда нужен EVM?

Потому что у EVM есть свои очевидные преимущества:

• Вы можете мигрировать протоколы, ранее работавшие на Ethereum или других EVM-цепях, прямо на Revive
• Код менять не нужно 
• Инструменты остаются прежними 
• Foundry, Hardhat продолжают работать 
• Развёртывание “из коробки” 

При этом контракты EVM и PVM по-прежнему могут бесшовно вызывать друг друга.

Я особенно отмечаю это, потому что если ваш протокол был скомпилирован старой версией компилятора Solidity, его байткод может не работать на PVM, но на EVM-движке Revive всё будет в порядке.

Вот почему нам всё ещё нужен EVM-движок — он обеспечивает полную совместимость с EVM.

Однако между нашим EVM-движком и стандартным Ethereum есть ключевое различие: способ обработки газа и ресурсов.

Обычно во всех EVM-цепях расчёт газа одинаков, но в Polkadot это не работает. Потому что в Polkadot на низком уровне используется совершенно другая система управления ресурсами:

• В Polkadot ресурсы называются weights (веса), они двумерные, то есть учитывают два разных типа ресурсов; 
• Кроме того, движок смарт-контрактов Revive добавляет третий ресурс: депозит за хранение (storage deposit). 

То есть внутри системы реально управляются три типа ресурсов.

Но мы всё равно хотим сохранить внешний опыт работы с инструментами Ethereum, поэтому отображаем их в один “ресурс, похожий на газ”. Другими словами, кошельки Ethereum не знают о внутренних ресурсах Polkadot, поэтому мы эмулируем газ в стиле Ethereum. Внутри три ресурса детерминированно отображаются в “газ”.

Хотя система сложнее и есть некоторые отличия от Ethereum, если разработчики используют корректную оценку газа, а не жёстко заданные значения, эти различия не повлияют на практическое использование.

Благодаря этому механизму мы сохраняем совместимость с Ethereum и обеспечиваем необходимую защиту смарт-контрактов от DOS-атак.

Три примера того, что могут Revive и Polkadot Hub

Теперь хочу вернуться к Polkadot Hub в целом.

Здесь стоит упомянуть важный проект: Asset Hub Migration (миграция центра активов). Его задача — заложить фундамент для Polkadot Hub, чтобы стейкинг, балансы, активы и управление работали в единой среде.

Asset Hub Migration завершился совсем недавно, буквально несколько недель назад.

Теперь всё готово, и Revive может полностью раскрыть свои возможности в этой среде.

Это идеальная среда, для которой мы проектировали Revive, и лучшее место для запуска смарт-контрактов в Polkadot Hub.

Далее приведу три примера того, что могут Revive и Polkadot Hub.

Теперь уже ясно: в этой единой среде смарт-контракты могут:

• Напрямую обращаться к управлению и стейкингу 
• Напрямую обращаться к нативным балансам и другим активам 
• Все операции выполняются синхронно, больше не нужны асинхронные кросс-чейн коммуникации 

Первый пример: смарт-контракт может напрямую читать состояние управления, реагировать на изменения в предложениях по управлению и даже запускать свою логику на основе событий управления. Всё это можно сделать мгновенно в одной системе.

Другой пример: PVM позволяет реализовать более сложные рабочие нагрузки. Как я уже говорил, режим JIT-компиляции PVM будет доступен в следующем году, и тогда вычислительная мощность будет полностью раскрыта.

С помощью PVM вы сможете выполнять на цепи сложные математические вычисления, что было невозможно на EVM из-за ограниченных ресурсов. Например, DeFi-протоколы (например, кредитные протоколы) часто требуют сложных вычислений: переоценка рисков, обновление позиций пользователей, реакция на рыночные изменения и т.д. Раньше эта логика не могла выполняться на цепи и реализовывалась вне блокчейна; но off-chain вычисления не верифицируемы, не децентрализованы и требуют доверия к третьим лицам. PVM возвращает эту логику на цепь, где она исполняется децентрализованно и без доверия.

Такие протоколы могут даже выполнять симуляции на цепи. Если вы хотите провести симуляцию и посмотреть, что произойдёт в определённой ситуации, теперь это можно сделать прямо на блокчейне. Обычно симуляции требуют больших вычислений, особенно при использовании циклов, и раньше это было невозможно.

Я уже упоминал криптографию. Теперь вы можете внедрять сложные криптографические алгоритмы прямо в смарт-контракты — такие алгоритмы очень ресурсоёмки, но PVM идеально подходит для этого. В криптографии особенно важное направление — zero-knowledge-приложения. Zero-knowledge-доказательства сейчас очень популярны, но из-за высокой вычислительной нагрузки их нельзя было реализовать в смарт-контрактах. С появлением PVM такие zero-knowledge-приложения наконец-то могут быть реализованы в смарт-контрактах.

Далее хочу рассказать о продуктовой стратегии Parity.

Вы уже слышали, что мы разрабатываем множество новых продуктов, а Revive и Polkadot Hub станут их фундаментом. Конечно, есть и другие базовые уровни, но все движки исполнения смарт-контрактов будут работать на Revive и Polkadot Hub.

Структурно это выглядит так:

• Внешний слой — Polkadot Hub, внутри которого работает Revive;
• Вы можете выбрать EVM или PVM для разработки приложений в зависимости от проекта;
• Выше — различные продукты для конечных пользователей.

Polkadot Hub официально стартует в декабре

В заключение хочу поделиться кратким прогнозом.

Если вы хотите начать разработку на Revive и Polkadot Hub, вот с чего можно начать.

Если вы хотите продолжать использовать привычные инструменты — например, у вас уже есть отлаженный рабочий процесс или вы часто используете Foundry, Hardhat и другие инструменты Ethereum — просто выбирайте EVM, движок готов к работе “из коробки”.

Конечно, вы можете выбрать и PVM. Для PVM мы предоставили инструменты, аналогичные Foundry и Hardhat, но стандартные версии не поддерживают PVM и не имеют компилятора PVM. Мы предлагаем собственные адаптированные версии, которые работают практически так же.

Кроме того, вы можете взаимодействовать с другими ключевыми функциями Polkadot Hub через precompiles.

Что касается сроков запуска, Polkadot Hub и все связанные компоненты будут развернуты на Kusama в ноябре — это уже скоро. В декабре состоится официальный запуск в основной сети Polkadot.

Как я уже говорил, вся базовая работа для Revive уже выполнена.

Более продвинутые функции будут появляться в следующем году, и я особенно хочу выделить JIT-движок для PVM.

Мы также исследуем другие передовые технологии, например, поддержку новых языков смарт-контрактов и т.д. Об этом пока рассказывать не буду, но следите за обновлениями.

Если вы хотите разрабатывать на Polkadot Hub и Revive, отсканируйте этот QR-код.

Добро пожаловать в будущее Parity и Polkadot! Большое спасибо всем!