La Solana Virtual Machine (SVM) è l'ambiente di esecuzione che elabora i programmi Solana e applica le loro modifiche di stato sulla rete. I programmi vengono compilati nel Solana Bytecode Format, o sBPF, ed eseguiti all'interno di un runtime sandbox. Le transazioni identificano i programmi che chiamano e gli account che ciascuna istruzione può leggere o scrivere, fornendo al runtime le informazioni necessarie per caricare lo stato e pianificare il lavoro compatibile.

La SVM separa il codice eseguibile del programma dai dati mutabili degli account e utilizza le compute unit per misurare il consumo di risorse. Questo modello supporta il runtime parallelo Sealevel di Solana perché le transazioni che non richiedono account scrivibili in conflitto possono essere elaborate in modo concorrente. La SVM è un livello di esecuzione, non il meccanismo di consenso di Solana, né il client validatore, né l'orologio Proof of History.

Che cos'è la Solana Virtual Machine?

La Solana Virtual Machine (SVM) è l'ambiente di esecuzione che esegue i programmi di smart contract ed elabora le istruzioni delle transazioni su Solana. A differenza dei sistemi in cui uno smart contract memorizza il proprio stato, Solana separa il codice del programma dagli account dati. Le transazioni specificano quali programmi e account utilizzeranno, consentendo alla rete di elaborare transazioni indipendenti in parallelo.

Il termine SVM può anche riferirsi ad ambienti di esecuzione compatibili con Solana utilizzati da altre reti blockchain. Queste reti possono supportare programmi e strumenti per sviluppatori simili, pur utilizzando sistemi diversi di consenso, sequenziamento, data availability o settlement. La compatibilità SVM descrive quindi l'ambiente di esecuzione, non il modello di sicurezza della rete sottostante.

Come funziona la Solana Virtual Machine?

La Solana Virtual Machine elabora ogni transazione utilizzando i programmi e gli account elencati in quella transazione.

1. Carica gli account richiesti: La SVM identifica il pagatore delle commissioni, i firmatari, gli account scrivibili e i programmi necessari alla transazione.

2. Esegue le istruzioni: Le istruzioni vengono eseguite in ordine attraverso i programmi Solana pertinenti, che possono anche chiamare altri programmi quando necessario.

3. Applica autorizzazioni e limiti: Il runtime controlla la proprietà degli account, le autorizzazioni dei firmatari, l'accesso in scrittura e i limiti delle compute unit durante l'esecuzione.

4. Verifica il risultato: Dopo l'esecuzione, la SVM conferma che i saldi e i dati degli account rispettino le regole del protocollo Solana.

5. Esegue il commit della transazione: Se ogni istruzione va a buon fine, le modifiche di stato vengono registrate insieme. Se una fallisce, la transazione non aggiorna parzialmente lo stato dell'applicazione.

Poiché le transazioni dichiarano a quali account accedono, Solana può eseguire in parallelo transazioni che utilizzano account diversi, aiutando la rete a supportare una maggiore throughput.

Quali sono i principali vantaggi e casi d'uso della SVM?

La SVM è progettata per applicazioni che necessitano di un'esecuzione prevedibile dei programmi e che possono beneficiare di un accesso esplicito agli account. Le sue prestazioni dipendono sia dal design del runtime sia dal fatto che le transazioni competano per lo stesso stato scrivibile.

1. L'accesso dichiarato agli account consente la pianificazione parallela. Le transazioni elencano gli account di cui hanno bisogno prima dell'esecuzione, consentendo allo scheduler di eseguire transazioni non in conflitto su core del processore diversi proteggendo al contempo lo stato scrivibile condiviso.

2. I programmi e lo stato restano separati. Un programma senza stato può operare su molti account dati, il che supporta una logica applicativa riutilizzabile e consente agli sviluppatori di organizzare lo stato per la concorrenza anziché duplicare il codice.

3. Le transazioni atomiche possono comporre più istruzioni. Una transazione può chiamare più programmi in sequenza e può confermare insieme ogni modifica di stato riuscita oppure rifiutare l'intera transazione quando un'istruzione fallisce.

4. Le compute unit rendono esplicito l'uso delle risorse. Il runtime misura il lavoro del programma e consente alle transazioni di richiedere un budget appropriato, aiutando i validatori a limitare l'esecuzione mentre gli utenti esprimono la priorità attraverso i meccanismi di commissione della rete.

Quali sono esempi di programmi e reti SVM?

La tecnologia SVM compare nelle applicazioni Solana e in reti che riutilizzano un'esecuzione compatibile con Solana. Gli esempi differiscono per settlement e infrastruttura, quindi il supporto SVM da solo non le rende la stessa rete.

• Programmi nativi di Solana. Il System Program crea account, mentre i programmi vote, stake, compute-budget e address-lookup-table forniscono funzioni principali supportate direttamente dal runtime Solana.

• Programmi applicativi Solana. DEX, mercati di prestito, piattaforme NFT e giochi distribuiscono programmi sBPF che operano su account utente, di mercato, vault, mint e di posizione forniti con ciascuna istruzione.

• Esecuzione di Eclipse. Eclipse utilizza un ambiente di esecuzione basato su SVM mentre esegue il settlement tramite un'infrastruttura correlata a Ethereum, illustrando come il runtime possa trovarsi all'interno di uno stack blockchain modulare diverso.

• Strumenti locali per il test della SVM. Strumenti come LiteSVM riproducono il comportamento rilevante del runtime per lo sviluppo e i test senza richiedere che ogni caso di test invii transazioni a un cluster di validatori live.

Quali sono i limiti e i rischi della SVM?

Il modello di prestazioni della SVM crea vincoli di progettazione specifici. Gli sviluppatori devono dichiarare gli account con precisione, ridurre la contesa non necessaria e restare entro i limiti del runtime, mentre gli utenti devono comunque affrontare i normali rischi dei contratti intelligenti e delle transazioni.

1. Gli account scrivibili condivisi possono limitare il parallelismo. Le transazioni che richiedono lo stesso account scrivibile non possono essere eseguite insieme in sicurezza, quindi un account di stato globale molto utilizzato può diventare un collo di bottiglia per l'applicazione nonostante un runtime parallelo.

2. I programmi richiedono conoscenze di sviluppo specifiche per Solana. Gli sviluppatori devono comprendere la compilazione sBPF, la proprietà degli account, gli indirizzi derivati dal programma, le invocazioni tra programmi, i budget di calcolo e i requisiti degli account legati al rent.

3. I limiti di calcolo e degli account possono rifiutare chiamate complesse. Una transazione può fallire quando supera il proprio budget di calcolo, fa riferimento a troppe risorse, aumenta in modo improprio i dati dell'account o raggiunge i limiti di profondità delle chiamate e le restrizioni del runtime.

4. La compatibilità SVM non equivale alla sicurezza di Solana. Una catena SVM separata può utilizzare validatori, bridge, sequencer, data availability o controlli di aggiornamento diversi, creando presupposti di fiducia non correlati al bytecode di esecuzione.

In che modo la SVM è diversa dalla EVM?

La SVM differisce dalla EVM principalmente per il modello di account, il bytecode e l'approccio alla concorrenza. Le transazioni Solana dichiarano l'accesso agli account prima dell'esecuzione, e i programmi operano su account di stato separati, consentendo a Sealevel di pianificare in parallelo operazioni non in conflitto. I contratti Ethereum di solito mantengono codice e storage allo stesso indirizzo, e la tradizionale esecuzione EVM segue la sequenza ordinata delle transazioni. Entrambi gli ambienti richiedono risultati deterministici su tutti i nodi di validazione, ma i loro strumenti per sviluppatori, la misurazione delle commissioni, i layout dello stato e gli standard di compatibilità sono diversi.

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