>可扩展性限制：单个区块的Gas limit限制了每秒可处理的交易数量（TPS），难以满足全球级应用的需求。

为了应对这些挑战,以太坊社区和开发者们一直在积极探索和推动EVM的改进。

EVM改进的主要方向与实践

EVM的改进并非一蹴而就,而是通过多个升级提案和技术迭代逐步实现的，主要方向包括：

1. 性能优化与执行效率提升：

   • EIP-4844 (Proto-Danksharding)：虽然主要是为了解决Layer 2的扩展问题，但其引入的“blob交易”机制减轻了EVM对主存储（Calldata）的压力，间接提升了EVM处理Layer 2交易结算的效率。
   • JIT编译器探索：研究将EVM字节码即时编译（JIT）为本机代码，以加速执行，虽然这增加了实现的复杂性，但潜在的性能提升巨大。
   • 预编译合约优化：对EVM内置的预编译合约进行优化，使其执行效率更高，减少Gas消耗。
   • 状态访问优化：改进EVM对合约状态的读写机制，减少不必要的状态访问和存储操作，因为存储是EVM中最昂贵的操作之一。

2. Gas费用模型与经济安全性调整：

   • EIP-1559：虽然已实施，但其动态调整Gas费的机制仍在持续优化，旨在更准确地反映网络资源使用情况，减少极端Gas费波动。
   • 针对特定操作的Gas费调整：根据网络实际情况和成本变化，对某些EVM操作码的Gas费进行微调，以更公平地分配成本。

3. 增强安全性与降低开发门槛：

   • 操作码升级（如EIP-2309, EIP-2929）：引入新的操作码以提供更灵活或更安全的编程能力，同时通过EIP-2929等机制调整Gas模型，使某些高风险操作成本更高，提醒开发者注意安全。
   • 形式化验证工具支持：虽然EVM本身不直接提供形式化验证，但改进后的EVM规范和工具链有助于开发者更容易地对智能合约进行形式化验证，减少漏洞。
   • 标准库与开发框架完善：围绕EVM的改进，不断丰富和优化Solidity等编程语言的编译器、标准库和开发框架，提供更安全的抽象和最佳实践指导。

4. 可扩展性革命：EVM兼容性与多链生态：

   • Layer 2解决方案的EVM兼容性：Arbitrum, Optimism, zkSync等主流Layer 2解决方案高度兼容EVM，使得开发者可以无缝地将基于EVM的dApp部署到Layer 2，享受更高的TPS和更低的Gas费，这极大地扩展了EVM的应用场景和承载能力。
   • 其他公链的EVM兼容性：许多新兴的公链（如BNB Chain, Polygon, Avalanche C-Chain等）选择兼容EVM，这既利用了以太坊庞大的开发者生态和用户基础，也体现了EVM作为智能合约执行标准的强大生命力，这种“EVM多链”趋势进一步放大了EVM的影响力。

5. 迈向EVM改进版：EVM-ω (EVM-omega) 等探索：

   以太坊社区也在探讨更激进的EVM改进版本,如EVM-ω，这些提案旨在从根本上优化EVM的架构，例如引入更高效的指令集、改进内存模型、增强错误处理机制等，以期实现数量级的性能提升和安全性增强，虽然这些仍在早期阶段，但代表了EVM未来发展的潜在方向。

EVM改进的深远影响

EVM的持续改进将对以太坊生态系统产生深远影响：

• 提升用户体验：更低的Gas费、更快的交易确认速度将吸引更多普通用户进入以太坊生态。
• 赋能开发者创新：更强大的功能、更安全的编程模型和更高效的开发工具将激发开发者构建更复杂、更具创造性的dApps。
• 巩固以太坊地位：通过不断优化和扩展，EVM将帮助以太坊保持在智能合约领域的领先地位，并与其他公链竞争。
• 推动Web3落地：EVM的改进是区块链技术从概念走向大规模实际应用的关键一步，为去中心化金融（DeFi）、非同质化代币（NFT）、去中心化自治组织（DAO）等领域的蓬勃发展提供坚实基础。

以太坊虚拟机（EVM）作为以太坊网络的“心脏”，其持续改进是确保以太坊长期竞争力、安全性和可扩展性的核心，从性能优化、Gas费调整到安全增强，再到通过Layer 2和多链兼容性实现的可扩展性革命，EVM的演进从未停歇，随着EIP-4844的全面落地、JIT编译等技术的成熟以及EVM-ω等更宏大构想的探索，EVM必将变得更加强大、高效和易用，这不仅将巩固以太坊在区块链领域的领导地位，也将加速Web3时代的到来，为我们构建一个更加开放、透明和高效的数字世界奠定坚实的技术基石，EVM的进化之路，也是以太坊生态不断成长和繁荣的见证。