Qitmeer:詳解MeerEVM：MeerDAG共識下的智能合約執行引擎_以太坊

引言

自比特幣誕生以來，區塊鏈已經發展了十三個年頭，對、經濟與文化都影響深遠。區塊鏈技術的發展經歷了Layer1的底層賬本探索和Layer2的應用拓展，區塊鏈也從1.0時代的貨幣和支付去中心化，走向了2.0時代的市場去中心化。到如今，區塊鏈已經實現了：去中心化的公開交易總賬、端對端的直接價值轉移體系、強大的腳本系統以運行任何協議或者貨幣。比特幣本身已實現了前兩點，而以太坊智能合約的出現讓第三點也變成了現實。然而，雖然智能合約當前應用于DEX、NFT、GameFi、借貸、流動性挖礦等眾多DeFi領域，展現出了一片繁榮的景象，但其應用仍然只在初期階段，在資產數字化、社會服務等方面的潛力尚未完全發掘出來，區塊鏈2.0也只在早期階段。

在智能合約的帶動下，區塊鏈技術正一步步向金融、物聯網、供應鏈、云計算、公益慈善、公共服務等領域滲入。不僅如此，區塊鏈在社會生活中的應用前景更為廣泛，特別是在政府、健康、科學、文化和藝術等領域。不僅會有去中心化的應用，去中心化自治組織出現，去中心化自治公司也會出現，最終走向去中心化自治社會。當區塊鏈技術逐漸被應用于社會治理時，我們將迎來區塊鏈3.0時代。區塊鏈全面應用的時代終將會到來，一個大規模的協作社會將被構建。

Qitmeer誕生于區塊鏈2.0時代之初，想要構建一條面向全世界的底層公有區塊鏈，它融合了成熟安全的UTXO模型和BlockDAG共識，從而具有更快的共識效率、更高的吞吐量和更高的可擴展性。為了使自身更具可擴展性，并在DeFi、GameFi、NFT、元宇宙等領域構建生態應用，下一代Qitmeer網絡在設計上有的放矢，推出重要組件MeerDAG與MeerEVM。其中MeerDAG共識實現了UTXO模型和賬戶模型的兼容；MeerEVM則是一個MeerDAG共識下的可插拔智能合約執行引擎，其以容器的方式集成到了Qitmeer網絡。這種實現方式即保障了智能合約的獨立運行環境，也奠定了拓展建立其他容器的基礎。

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一、什么是MeerEVM

虛擬機是指通過軟件模擬的完整計算機系統，其運行在一個完全隔離環境中，具有完整的硬件系統功能。EVM(EthereumVirtualMachine)以太坊虛擬機，便是一種輕量級虛擬機。它是以太坊中智能合約的運行環境。相較于比特幣被視作分布式的記賬本，以太坊則致力成為分布式計算平臺，Vitalik構想其為一個去中心化的“世界計算機”。而EVM則是這臺“計算機”的操作系統、計算引擎，承擔著計算、存儲、執行等功能。

在以太坊上創建的智能合約都需要EVM來編譯和解釋執行。用Solidity這樣的高級語言所創建的智能合約將被轉換為機器指令，EVM通過這些機器指令來執行特定的任務。EVM中有140多個固定的機器指令來執行不同的進程，從而使得EVM圖靈完備，在給定足夠資源的前提下，它可以完成任何計算。

智能合約的部署，相當于創建了一個常規的交易。當以太坊鏈上發生轉賬交易的時候，以太坊虛擬機會進行以下一系列工作：

調取轉賬的數值，分析合約的指令。

計算Gas的消耗,確保發出轉賬的地址有足夠的Gas費。

執行合約，實現轉賬到對應的地址。

EVM以一個獨立的沙盒形式存在，提供了一個安全的代碼運行環境，保證了以太坊上智能合約的順利執行。

Qitmeer的MeerDAG是一個混合BlockDAG協議，不僅擁有快速確認交易的能力，同時也支持交易的線性排序，本身就擁有著實現基于狀態的智能合約的能力。在下一代Qitmeer網絡上，我們設計了一套獨特的容器系統，來構建智能合約在Qitmeer上的運行環境。我們通過容器系統實現對EVM的集成，讓它作為一個容器運行在Qitmeer網絡上，不僅為智能合約提供了獨立運行環境，保持對外完全隔離，保障主鏈安全；也方便開發者開展獨立測試而不占用主鏈資源也不受其他鏈的影響。

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Qitmeer是混合BlockDAG共識下的UTXO賬本模型，和以太坊的賬戶模型并不兼容。為了實現兼容EVM，在下一代Qitmeer網絡的設計中，我們結合自身網絡特點對原生的EVM做了改進，使UTXO模型和EVM可以兼容，實現了Qitmeer上兼容EVM的智能合約執行引擎——MeerEVM，它能夠支持以太坊智能合約和大多數以太坊客戶端功能。

在Qitmeer網絡中，MeerEVM將部署于每個節點上，以保證數據的相互驗證，同時，MeerEVM也將作為Qitmeer中智能合約的運行環境，Qitmeer上的各類智能合約應用程序在其中獨立編譯和執行。

二、MeerEVM的核心特點

下一代Qitmeer網絡本身有一套容器系統，可以讓MeerEVM虛擬機作為容器運行在QNG網絡上。如此一來，Qitmeer的本幣MeerCoin將可以存在兩種不同的形態，一種是處于主鏈上的UTXO，另一種是處于MeerEVM中的AccountBalance，這二者保持著等質的狀態，二者之間可以隨時1:1等質交換，我們把這之間的通道稱之為MUBChannel。就像一杯水倒在兩個不同溫度環境的容器里，一個是保持液體狀態的水，一個是保持固體狀態的冰，但本質上還是那一杯水，交換存放容器，只是因標準不同而呈現兩種狀態。這樣的設計大大提高了Qitmeer網絡的兼容性和可拓展性，我們不僅可以在網絡上運行可兼容EVM的虛擬機，還可以支持更多其他的容器。

數據：處于盈利狀態的ETH地址數再次創下11個月高點:金色財經報道，據Glassnode數據顯示，處于盈利狀態中的ETH地址數量達到64,100,532個，再次創下11個月內的最高點，上一次創下高點為3月24日。[2023/4/1 13:39:28]

在QNG網絡的底層技術實現上，通過重新定義UTXO的數據結構，利用交易結構中的簽名腳本、輸入中的簽名腳本、序列字段Sequence，區分了不同的交易類型，然后通過SignScript這個字段匹配不同的交易數據規則，使得MeerDAG完全保留了UTXO數據結構，既可以兼容經典的UTXO交易，也可以兼容賬戶模型的交易。

同時，我們打通了UTXO和ETHBalance之間的映射關系，使得UTXO模型和Balance系統之間可以很好的互聯。我們沒有使用跨鏈的方式，而以自己獨特的方式實現了UTXO模型和EVM之間的第一次結合，建立了MeerDAG共識下首個可兼容EVM的智能合約執行引擎，使得QNG網絡既可以支持智能合約下的DAPP開發，又具有很強的EVM生態兼容性。開發者可以很輕松的將智能合約遷移到Qitmeer網絡，享受更低的使用費，更快的確認速度，更通暢的網絡環境。

當然，我們不僅僅可以實現兼容EVM的容器，未來，仍具有實現其他容器的拓展能力。

目前，運行在QNG網絡上的MeerEVM擁有以下特點：

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三、MeerEVM的戰略作用

1、解鎖智能合約，實現鏈鏈互聯，加速生態拓展

1.1解鎖智能合約

在區塊鏈和加密貨幣的語境中，智能合約的特性是：

無需準入性：任何人都可以編寫智能合約，并將其部署到以太坊網絡上。

Solidity編程語言對開發者友好

可組合性：智能合約在以太坊上是公開的，可視為開放式應用程序接口，智能合約之間可以相互調用。

預寫入的邏輯，不可篡改。

基于智能合約的特性，以太鏈孵化出了全新的去中心化金融DeFi生態：交易透明，無需許可，可信任。截至目前，僅僅被主流Dapp統計平臺收錄的以太生態應用數量就高達3325個。以太坊生態能有如此繁榮的景象，離不開智能合約。智能合約完全落實了區塊鏈權力下放的精神，讓所有的Dapp開發者都可以在EVM中部署智能合約，促成了各種各樣的去中心化應用去搭建Web3.0。以太坊是目前應用最多，資金承載量最大的智能合約平臺。根據glassnode的數據，2022年以來，以太鏈上每日活躍數地址約為20萬個，這一數據還在持續增長中。在2020年的DeFiSummer的高峰中，每日合約調用次數最高達到了75萬次左右。

QitmeerNetwork是一條面向全世界的公有區塊鏈，一直在完善作為底層公鏈的基礎設施，我們將以更優的性能、更低的費用去實現包括DEX、NFT、流動性挖礦、GameFi等一系列去中心化金融應用，并且能構建一個激勵相容的開放式環境——去中心化自治組織，同時為Web3.0提供基礎設施，這一切都離不開智能合約的支持。

加密平臺Bitvo：未達成FTX的收購協議，當前運營不受影響:11月15日消息，據外媒報道，總部位于加拿大卡爾加里的加密平臺Bitvo表示未受到FTXTrading倒閉影響，當前運營一切如常，沒有暫停交易操作、取款或存款。Bitvo還表示，雖然今年夏天和FTX達成了收購協議，但該交易因監管程序而受阻，尚未完成。

Bitvo首席執行官兼總裁PamelaDraper表示，尚不清楚FTX申請破產將如何影響此次收購，但FTX的倒閉令人意外。（calgaryherald）[2022/11/15 13:05:36]

智能合約的部署和執行離不開虛擬機，以智能合約為基礎的DAPP應用更離不開虛擬機的支持。因此，在下一代Qitmeer中，我們融入了可插拔的虛擬機。MeerEVM的實現，提供了智能合約的實現基礎和運行環境。

1.2實現鏈鏈互聯，加速生態拓展

目前區塊鏈行業絕大部分Dapp都是基于EVM搭建的。EVM生態中，諸如用于智能合約編寫和測試的Truffle和Hardhat、使外部錢包可以連接到EVM的API庫、通過網絡廣播用戶的命令并將用戶連接到EVM的MetaMask錢包等，是數百名高水準開發人員花費了數千小時構建出來的開發工具和基礎設施。使用成熟工具和未完善工具創建DAPP所需的時間差異可能是100:1。這就是為什么專有堆棧區塊鏈構建的工具和基礎設施按照行業標準進展非常緩慢。EVM生態系統擁有龐大的區塊鏈開發者和開源項目市場，一個被廣泛接受的標準很可能會帶來更多的可組合性，這將加強DeFi中的網絡效應。

Qitmeer作為一條面向全世界的公共區塊鏈，在未來的發展中，勢必要和其他區塊鏈系統互聯互通。Qitmeer實現了可兼容EVM的虛擬機，引入一個被廣泛接受的標準，有利于鏈鏈之間的互聯。同時，支持共同的EVM標準，有利于QitmeerNetwork和EVM生態之間建立了橋梁，降低了不同鏈之間DAPP的開發成本，EVM生態項目也更容易在Qitmeer上實現，用戶也可以在不同的網絡中，使用同一款偏好的Dapp。隨著DAPP應用的豐富，Qitmeer也將逐漸建立起更有價值的生態網絡。

2、“跨越鴻溝”，提高網絡效應，構建價值網絡

在互聯網時代，梅特卡夫定律是網絡估值和技術發展的重要理論，其主要內容是：一個網絡的價值與聯網的用戶數的平方成正比。聯網節點越多，網絡共識越強，網絡價值越大。雖然梅特卡夫定律至今仍然存在于網絡效應的討論中，但對于真正從零開始構建的網絡產品來說，它忽略了網絡構建的重要階段，也沒有考慮用戶參與的質量，以及網絡的多邊性。現實生活遠遠超出了“節點越多越好”的簡單模型。邏輯斯蒂增長模型以及生態學先驅WarderClydeAllee研究的動物種群增長模型，都昭示了一個道理：網絡效應的增長往往呈現S型曲線。新技術想要存活，網絡規模必須要突破發展早期的臨界點，才能激活市場潛能，促成網絡效應的飛速增長。網絡規模的增長會因為當前的承載能力限制而放緩，甚至受到抑制，只有不斷拓展，提高承載能力，才能開啟下一個S型增長，進一步提高網絡價值。

創新擴散大師埃弗雷特．羅杰斯(EverettM.Rogers)在觀察包括美國農業改良等許多創新事物出現過程，提出了創新擴散理論，他認為創新事物在社會系統中擴散會依次面對不同類型的人而經歷五個階段，分別是創新者(innovators)、早期采用者(earlyadopters)、早期大眾(earlymajority)、后期大眾(latemajority)和落伍者(laggards)。

后來，杰弗里．摩爾(GeoffreyA.Moore)基于羅杰斯的創新擴散理論，進一步提出科技采用生命周期理論。在其著作《跨越鴻溝(CrossingtheChasm)》一書中提出，新科技的普及會面臨早期采用者和早期大眾之間的一道鴻溝，只要普及率能跨越鴻溝，那么市場就會自然推進到晚期大眾，甚至落伍者，達到全面性普及。

Qitmeer作為初創型公有區塊鏈，想要得到更加廣泛和全面的采用，唯有增強自身可擴展性以及應用實現基礎，進而提高網絡的生態承載能力，才能夠吸引更多高質量的用戶采用，構建出發展早期高質量的生態應用，展現出網絡的價值潛力。如此，才能推動網絡“跨越鴻溝”，突破網絡效應的臨界增長點，獲得大眾認可，實現網絡規模的指數級增長。

在下一代Qitmeer網絡上，實現可兼容EVM的MeerEVM，解鎖實現智能合約的能力，這不僅是各種DeFi應用的實現基礎，也是Qitmeer實現多鏈互聯的橋梁。借助智能合約，Qitmeer能建立起自己的DAPP生態，并且能夠與其他網絡生態之間進行交互聯系，進而豐富了網絡的多邊性，大大提高Qitmeer網絡的生態承載能力，獲得更廣泛的用戶采用，提升Qitmeer網絡價值，為進軍元宇宙、走向Web3.0奠定基礎。

深耕差異化特性或兼容行業主流標準，看似可以兼顧，事實上卻是公共區塊鏈發展中面臨的難題。這依靠項目團隊的抉擇，更源于廣大用戶社群的意向。Qitmeer網絡也不例外，在發展過程中，需要不斷平衡這兩點。

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