Três casos mostram o que Revive e Polkadot Hub podem alcançar!

Este artigo é uma compilação feita pela PolkaWorld do conteúdo da palestra da Parity na conferência Sub0.

Nos últimos anos, Polkadot tornou-se um sistema modular poderoso e flexível. Mas também tem um problema evidente: muitas funcionalidades centrais estão dispersas em diferentes cadeias.

Por exemplo:

• O motor de contratos inteligentes está disponível apenas em algumas parachains; 
• Governança, staking, tokens nativos e outros sistemas estão em outras parachains ou chains de sistema. 

Esta dispersão traz uma grande complexidade. Mesmo um processo de aplicação simples pode exigir interações entre várias cadeias e depender de comunicações assíncronas para ser concluído.

O Polkadot Hub vai mudar completamente esta situação e simplificar tudo drasticamente!

Polkadot Hub: trazendo todas as funcionalidades para um só lugar

Deixe-me apresentar-me, sou Torsten, responsável pela equipa de contratos inteligentes da Parity. Hoje, vou falar-vos sobre o Polkadot Hub e o seu motor de execução de contratos inteligentes integrado, e como estas novas capacidades vão redefinir a forma de construir aplicações em Polkadot.

Vamos rever as dificuldades do passado, na arquitetura antiga:

• Os contratos inteligentes só podiam ser implementados em parachains; 
• Lógica de tokens nativos, staking, governança, etc., estava distribuída entre a relay chain ou chains de sistema. 

Isto significa que, sempre que a tua aplicação precisava de combinar funcionalidades destes sistemas, era necessário depender do XCM e de fluxos de mensagens assíncronas complexas.

O resultado era:

• Os programadores não sabiam em que cadeia deviam implementar a aplicação;
• O processo era fragmentado e as ferramentas não eram unificadas;
• Cada cadeia funcionava de forma diferente, tornando a experiência de desenvolvimento muito fragmentada. 

Mas agora, tudo está prestes a mudar, porque o Polkadot Hub está a chegar!

O Polkadot Hub é o novo “centro de aplicações” do ecossistema Polkadot. Ele reúne todas as funcionalidades-chave que antes estavam dispersas:

• Ativos 
• Tokens nativos 
• Stablecoins 
• Staking 
• Governança 
• Contratos inteligentes 

Tudo reunido no mesmo ambiente.

Com o aparecimento do Hub, as fronteiras entre cadeias desapareceram, o que significa que as aplicações Polkadot do futuro serão construídas e implementadas de uma forma totalmente nova.

Contratos inteligentes entram na era de dois motores: Revive vai remodelar a camada de aplicações da Polkadot

Agora vou falar da parte que mais me interessa — o motor de execução de contratos inteligentes do Hub.

Este motor chama-se Revive. O seu maior destaque é: o Revive tem dois ambientes de execução integrados, podendo executar dois tipos de sistemas de contratos inteligentes.

• Um é o conhecido EVM, capaz de executar diretamente contratos EVM escritos em Solidity; 
• O outro é o mais moderno PVM, que suporta contratos escritos em Solidity ou Rust. 

O mais especial é que EVM e PVM não são dois mundos isolados, mas funcionam no mesmo espaço de endereços e podem chamar-se mutuamente. Isto significa que os contratos inteligentes de um sistema são totalmente interoperáveis com os do outro. Eles podem chamar-se uns aos outros, e ao fazê-lo, nem sequer sabem se o contrato chamado é PVM ou EVM.

Além disso, o Revive permite que os contratos inteligentes acedam diretamente às funcionalidades centrais do runtime, como staking, governança, gestão de ativos e XCM, através de precompiles. Todos estes componentes estão integrados de forma transparente com o Revive.

De seguida, vou explicar brevemente como implementar aplicações no Revive. Atualmente, podes escolher entre duas linguagens: Solidity ou Rust.

Se usares Solidity, podes utilizar o compilador tradicional de Solidity para compilar o código em bytecode EVM e executá-lo no motor EVM do Revive. Também podes usar o compilador Resource C desenvolvido pela Parity, que compila o código Solidity para bytecode PVM e o implementa no motor PVM. Quer seja código EVM ou PVM, ambos podem chamar-se mutuamente. 

Se usares Rust, basta compilar com o compilador Rust para implementar contratos inteligentes PVM. Estes contratos também podem interagir diretamente com os componentes do runtime. 

Agora vou explicar porque é que o Revive precisa de dois motores de execução e quais as vantagens de cada um.

PVM: motor de execução moderno e de alto desempenho

O PVM é um ambiente de execução de contratos inteligentes totalmente novo, que oferece uma capacidade de computação muito superior à do EVM tradicional. Assim:

• Podes implementar contratos inteligentes maiores e mais complexos 
• Podes construir novos tipos de aplicações que antes eram praticamente impossíveis 

O PVM baseia-se no conjunto de instruções RISC-V. O Ethereum também está a considerar RISC-V para o futuro, mas o Revive já o adotou e permite que os programadores utilizem esta tecnologia de imediato.

O Revive tem dois modos de execução:

• Modo interpretado (modo atual, desempenho razoável) 
• Modo JIT (Just-In-Time) — será lançado no próximo ano, libertando todo o potencial de desempenho 

No modo JIT, podes executar cálculos muito pesados dentro dos contratos inteligentes, como:

• Operações matemáticas complexas 
• Algoritmos criptográficos (praticamente impossíveis no EVM) 

No EVM, se quiseres adicionar um novo primitivo criptográfico, tens de atualizar o precompile da cadeia em toda a rede, o que é muito trabalhoso; mas no PVM, podes implementar o teu próprio “precompile” diretamente no contrato inteligente, pois há capacidade computacional suficiente.

Então porque ainda precisamos do EVM?

Porque o EVM também tem vantagens claras:

• Podes migrar protocolos que já correm no Ethereum ou noutras cadeias EVM diretamente para o Revive
• O código não precisa de ser alterado 
• As ferramentas continuam as mesmas 
• Foundry, Hardhat continuam a funcionar 
• Implementação pronta a usar 

Além disso, contratos EVM e PVM podem continuar a chamar-se mutuamente sem problemas.

Destaco isto porque, se o teu protocolo original foi compilado com versões antigas do compilador Solidity, o bytecode pode não funcionar no PVM, mas funciona perfeitamente no motor EVM do Revive.

É por isso que ainda precisamos do motor EVM — ele garante total compatibilidade com o EVM.

No entanto, há uma diferença fundamental entre o nosso motor EVM e o Ethereum padrão: a forma como o gas e os recursos são geridos.

Normalmente, todas as cadeias EVM calculam o gas da mesma forma, mas em Polkadot isso não funciona. Porque Polkadot usa um sistema de gestão de recursos completamente diferente na base:

• Os recursos em Polkadot chamam-se weights (pesos), são bidimensionais, ou seja, envolvem dois tipos diferentes de recursos a calcular; 
• Além disso, o motor de contratos inteligentes do Revive acrescenta um terceiro recurso: storage deposit (depósito de armazenamento). 

Ou seja, internamente, o sistema gere três tipos de recursos.

Mas queremos manter a experiência de utilização igual à das ferramentas Ethereum, por isso mapeamos estes recursos para algo que “parece gas”. Ou seja, as carteiras Ethereum não compreendem estes recursos internos do Polkadot, por isso simulamos o gas ao estilo Ethereum. Internamente, os três recursos são mapeados de forma determinística para “gas”.

Embora o sistema seja mais complexo e haja pequenas diferenças em relação ao Ethereum, desde que os programadores dependam de estimativas corretas de gas, e não de valores codificados, estas diferenças não terão impacto prático.

Com este mecanismo, conseguimos manter a compatibilidade com o Ethereum e garantir a proteção DOS necessária para os contratos inteligentes.

Três exemplos do que o Revive e o Polkadot Hub podem realizar

Agora, quero voltar a focar-me no Polkadot Hub como um todo.

Devo mencionar um projeto importante: Asset Hub Migration (Migração do Centro de Ativos). O seu objetivo foi preparar a base para o Polkadot Hub, permitindo que staking, saldos, ativos e governança funcionem num ambiente unificado.

A Asset Hub Migration foi concluída recentemente, há algumas semanas.

Agora, tudo está pronto e o Revive pode finalmente mostrar todo o seu potencial neste ambiente.

Este é o ambiente ideal que concebemos para o Revive e o melhor local para executar contratos inteligentes no Polkadot Hub no futuro.

De seguida, vou dar três exemplos do que o Revive e o Polkadot Hub podem realizar.

Agora já deve estar claro: neste ambiente unificado, os contratos inteligentes podem:

• Aceder diretamente à governança e ao staking 
• Aceder diretamente ao saldo nativo e a outros ativos 
• Todas as operações podem ser concluídas de forma síncrona, sem necessidade de comunicação assíncrona entre cadeias 

Primeiro exemplo: contratos inteligentes podem ler diretamente o estado da governança, responder a alterações em propostas de governança e até desencadear a sua própria lógica com base em eventos de governança. Tudo isto pode ser feito instantaneamente dentro do mesmo sistema.

Outro exemplo: o PVM permite cargas de trabalho mais complexas. Como referi antes, o modo JIT do PVM será lançado no próximo ano, libertando todo o potencial computacional.

Com o PVM, podes executar cálculos matemáticos complexos on-chain, algo impossível no EVM devido à sua limitação computacional. Por exemplo, um protocolo DeFi (como um protocolo de empréstimos) frequentemente precisa de cálculos complexos: reavaliar riscos, atualizar posições de utilizadores, responder a mudanças de mercado, etc. Antes, esta lógica não podia correr on-chain e tinha de ser feita off-chain; mas o cálculo off-chain não é verificável, não é descentralizado e exige confiança em terceiros. O PVM permite trazer esta lógica de volta para a cadeia, onde pode ser executada de forma descentralizada e sem confiança.

Estes protocolos podem até fazer simulações on-chain. Se quiseres correr simulações para ver o que acontece em determinado cenário, agora podes fazê-lo diretamente na cadeia. Simulações normalmente exigem muitos cálculos, especialmente com loops, o que antes era impossível.

Já falei sobre criptografia. Agora, podes colocar algoritmos criptográficos complexos diretamente em contratos inteligentes — estes algoritmos exigem muita computação, mas o PVM é ideal para isso. Na criptografia, uma área especialmente importante são as aplicações de zero-knowledge. As provas de zero-knowledge são muito populares atualmente, mas devido à sua exigência computacional, nunca puderam ser executadas realmente em contratos inteligentes. Com o PVM, estas aplicações de zero-knowledge podem finalmente ser implementadas em contratos inteligentes.

De seguida, quero falar sobre a estratégia de produto da Parity.

Já devem ter ouvido que vamos construir muitos novos produtos, e o Revive e o Polkadot Hub serão a base destes produtos. Claro, haverá outras camadas base, mas sempre que envolver motores de execução de contratos inteligentes, será no Revive e no Polkadot Hub.

Em termos de estrutura, pode ser entendido assim:

• A camada mais externa é o Polkadot Hub, onde corre o Revive;
• Podes escolher EVM ou PVM para construir aplicações, conforme as necessidades do projeto;
• Acima disso, estão os vários produtos voltados para o utilizador final.

O Polkadot Hub será lançado oficialmente em dezembro

Por fim, gostaria de fazer uma breve previsão.

Se quiseres começar a construir no Revive e no Polkadot Hub, podes começar das seguintes formas.

Se quiseres continuar a usar o teu método de desenvolvimento habitual — por exemplo, já tens um fluxo de trabalho maduro ou costumas usar Foundry, Hardhat e outras ferramentas Ethereum — podes simplesmente escolher o EVM, o motor está pronto a usar.

Claro, também podes optar pelo PVM. Oferecemos ferramentas semelhantes ao Foundry e Hardhat para o PVM, mas não podes usar as versões padrão, pois não suportam PVM nem têm compilador PVM. No entanto, fornecemos versões adaptadas, cujo uso é praticamente igual.

Além disso, podes interagir com outras funcionalidades centrais do Polkadot Hub através de precompiles.

Quanto ao lançamento, o Polkadot Hub e todos os componentes relacionados serão implementados no Kusama em novembro, muito em breve. Em dezembro, será lançado oficialmente na mainnet do Polkadot.

Como disse antes, todo o trabalho de base para o Revive já está concluído.

Mais funcionalidades avançadas serão lançadas ao longo do próximo ano, e quero destacar especialmente o motor JIT do PVM.

Também estamos a explorar outras tecnologias avançadas, como o suporte a novas linguagens de contratos inteligentes no futuro, mas não vou detalhar agora — fiquem atentos.

Se quiseres desenvolver no Polkadot Hub e no Revive, podes digitalizar este código QR.

Sê bem-vindo a fazer parte do futuro da Parity e da Polkadot! Muito obrigado a todos!