Substrate EVM und Polkadot-Ethereum-Kompatibilität

TL;DR: Substrate EVM wird es ermöglichen, unveränderten Solidity-Code auf einer Substrate-basierten Blockchain (einschließlich Polkadot-Parachains) zu implementieren und Substrate und Polkadot für bereits bestehende Ethereum-Smart Contracts zu öffnen, mit der Möglichkeit, sich über Brücken mit dem Ethereum-Mainnet zu verbinden.

Von Anfang an war Polkadot als ein Netzwerk unterschiedlicher, aber miteinander verbundener Blockchains geplant, wobei Kompatibilität und Interoperabilität im Mittelpunkt des Designs stehen. Indem Polkadot verschiedene Gemeinschaften, Volkswirtschaften und Unternehmen in einem gemeinsamen Ökosystem zusammenführt, ebnet es den Weg für eine Zukunft mit vernetzten, dezentralen Netzwerken und DApps. Dies schließt nicht nur öffentliche, private und Konsortiale-Blockchains ein, die "nativ" für Polkadot gebaut werden, sondern auch bereits existierende Netzwerke. Insbesondere die Kompatibilität mit Ethereum war vom ersten Tag an Teil der Polkadot-Roadmap und wurde bereits in den ersten Zeilen des Polkadot-Whitepapers diskutiert.

Mit der Entwicklung von Substrate, einem modularen, erweiterbaren Blockchain-Framework, machen wir es einfacher denn je, eigene Blockchains und Polkadot-Parachains zu erstellen. Die Substrate Runtime Module Library (SRML) bietet die grundlegenden Bausteine für Substrate-basierte Blockchains und umfasst alle wesentlichen Funktionen für eine zweckgebundene Blockchain. Zu den verschiedenen Modulen, die in der SRML enthalten sind, gehört das Contracts-Modul, das für die Ausführung von "nativen" Wasm-Smart Contracts auf jeder Substrate-basierten Chain entwickelt wurde.

Obwohl das native Wasm-basierte Contracts-Modul von Substrate viele Vorteile bietet, wie z.B. eine schnelle Ausführung, tiefgreifende und ausgereifte Werkzeuge, Plattformunabhängigkeit und die Möglichkeit, Verträge in einer Vielzahl von Sprachen zu schreiben, gibt es gute Gründe, Projekte zu unterstützen, die bereits eine umfangreiche Codebasis in Solidity für den nativen EVM von Ethereum geschrieben haben. Darüber hinaus ist Parity Technologies ein langjähriger Unterstützer und Mitgestalter des Ethereum-Ökosystems, und wir möchten Teams, die auf der Parity-Plattform aufbauen, beim Übergang von "Blockchain 2.0" zu "3.0" weiterhin Unterstützung und Infrastruktur bieten.

Als Teil dieser fortlaufenden Unterstützung und um sicherzustellen, dass Substrate und Polkadot so inklusiv wie möglich für die breitere DApp-Community bleiben, haben wir eine EVM-Implementierung für die SRML entwickelt.

Substrate EVM

Substrate EVM ist ein SRML-Modul, das eine EVM-Ausführungsumgebung für die Ausführung von unverändertem Solidity-Code auf einer Substrate-basierten-Blockchain bietet. Im Wesentlichen ermöglicht Substrate EVM Substrate-basierten Blockchains, einschließlich Polkadot-Parachains, eine nahezu vollständige Instanz der Ethereum-Zustandsübergangsfunktion auf der Chain zu hosten, zusammen mit zusätzlichen Substrate-Modulen, die für benutzerdefinierte Funktionen erforderlich sind.

Bestehende Solidity-Anwendungen können in dieser Umgebung eingesetzt und ausgeführt werden und erhalten die zusätzlichen Vorteile, die sich aus der Zugehörigkeit zu einer Substrate-basierten Blockchain ergeben. Zu diesen Vorteilen gehören die Möglichkeit der Integration mit anderen Substrate-Modulen und die Anbindung an das breitere Polkadot-Netzwerk, wodurch die Interoperabilität nicht nur mit anderen Polkadot-Parachains, sondern über Brücken auch mit externen Blockchains, einschließlich des Ethereum Mainnet, ermöglicht wird.

Die Interoperabilität mit anderen Substrate-Modulen ist dank der eigens entwickelten "vorkompilierten Vertrags"-APIs möglich, die alle grundlegenden SRML-Funktionen ermöglichen, einschließlich Aufrufen zwischen Modulen, Guthabenübertragungen und Interchain-Nachrichten.

Wir erwarten, dass Substrate EVM in der Lage sein wird, alle normalen EVM-Transaktionen (Nachrichtenaufrufe und Vertragserstellungstransaktionen) auszuführen und dabei die gleichen Ergebnisse wie im Ethereum Mainnet zu erzielen. Dies schließt die Gaskosten ein, die derzeit auf die Istanbul Hard Fork konfiguriert sind (dies kann später erweitert werden, um eine Rückwärtskompatibilität mit früheren Hard Fork Konfigurationen zu gewährleisten).

Zu den Unterschieden zwischen dem Substrate-EVM-Modul und dem Ethereum-Mainnet-EVM gehören die Block-Hashes, die über das System-Modul abgerufen werden. Je nach Konfiguration des System-Moduls kann die verfügbare Hash-Länge 256 betragen oder nicht. Zweitens wurden Schwierigkeit und die Coinbase in Substrate EVM hart auf Null kodiert, da sie in diesem Zusammenhang nicht relevant sind. Darüber hinaus wurde die zugrundeliegende EVM-Engine (SputnikVM) modifiziert, um sie modular zu gestalten, was es den Nutzern ermöglicht, einzelne Komponenten (wie den Gasometer) auszutauschen und an die spezifischen Bedürfnisse ihrer Anwendungen anzupassen.

Mit der Fähigkeit für Substrate-basierte Blockchains, im Wesentlichen eine gesamte Ethereum-Blockchain in einem einzigen SRML-Modul zu hosten, können Solidity-Anwendungen mit anderen Modulen wie dem nativen Smart Contracts-Modul von Substrate, Governance und Polkadot-Parachains interagieren, was einen völlig neuen Raum für Innovationen eröffnet.

Zusätzliche Ethereum-Unterstützung

Substrate EVM ist nur eine Komponente eines breiteren Vorstoßes in Richtung Polkadot-Ethereum-Kompatibilität. Eine öffentliche Polkadot-Ethereum-Brücke, die erstmals im ursprünglichen Polkadot-Whitepaper vorgeschlagen wurde, wird es den Polkadot-Parachains ermöglichen, sich mit dem Ethereum-Mainnet zu verbinden, um eine grundlegende Interoperabilität zu erreichen, während eine Substrate-zu-Parity-Ethereum-POA-Brücke die Verbindung zwischen jeder Ethereum-POA-Blockchain, die auf Parity Ethereum aufbaut, und einem Substrate-SRML-Modul ermöglichen wird (wodurch ein potenzieller Zugang zum Polkadot-Netzwerk ermöglicht wird).

Darüber hinaus arbeiten wir daran, die laufenden Bemühungen zur Entwicklung eines Substrate-kompatiblen WebAssembly-Backends für den Solidity-Compiler zu unterstützen, wodurch bereits vorhandener Solidity-Code direkt in ein Substrate Contracts-Modul anstatt in ein Substrate EVM-Modul implementiert werden kann.

Weitere Informationen zu Substrate und dem Substrate EVM-Modul finden Sie im Substrate Developer Hub.

Original Artikel “Substrate EVM and Polkadot-Ethereum Compatibility”