IELE：区块链的一个新虚拟机
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Runtime Verification (RV)很自豪的發布了他們第一個版本的IELE，區塊鏈的一個新虛擬機。
什么是IELE？
IELE是 LLVM 的一個變種，專門用于在區塊鏈上執行智能合約。它的設計、定義以及實現都是在最高的數學標準下完成的，遵循語義優先的方式，以驗證智能合約為主要目標。具體來說，我們使用 K 架構定義了IELE正式的語法和語義，這不僅給我們提供了一系列的程序分析工具包括程序驗證器，還提供了一個可執行的參考模型。K 是由我們的團隊在過去15年中創建出來的，它將語言設計，語義和形式化方法融入了現代藝術。 IELE的設計是建立一定的經驗之上的，該經驗就是我們用 K 正式定義了幾十種語言，特別是用 K 語言正式定義了兩種其他虛擬機的近期經驗，即：
- KEVM，我們 EVM 的語義
- KLLVM，我們 LLVM 的語義；LLVM語義的最新版本會在LLVM完成并發布后公布，不過早期版本在這里可獲取
與基于棧的EVM不同，IELE是基于寄存器的機器，就像LLVM。它支持無限的寄存器以及無界整數。為了感受一下IELE程序看起來是什么樣子的，這里有兩個程序（這些還沒有被驗證，可能會改變）：
- erc20.iele — 一個ERC20代幣 IELE的實現
- forwardingWallet.iele — 一個可以創建和調用其他合約的錢包實現
設計原理
以下是推動 IELE設計的因素：
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想成為將高級語言的智能合約翻譯并執行的統一、低級平臺。合約可以使用ABI的方法進行交互。ABI是IELE的核心元素，而不僅僅只是個公約。無界整數和無限的寄存器應該可以讓高級語言的編譯更加的直接和優雅，并且看看LLVM的成功，從長遠來看更加的高效。事實上，LLVM的很多優化將會繼續下去。因此，IELE會盡可能的跟隨LLVM的設計選擇和表現。團隊還包括了來自Illinois大學（LLVM的創造地）的LLVM專家。
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為所有語言提供一個統一的gas模型。IELE中gas計算的一般思想是“沒有限制，但是你消耗多少就需要支付多少”。例如，一個IELE程序使用的寄存器越多，gas消耗的也會越多。或者在運行期計算的數字越大，消耗的gas越多。使用的內存越多，根據位置和存儲在位置上數據的大小，消耗的gas也越多，等等。
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為了讓編寫安全的智能合約更加的簡單。這包括編寫智能合約必須要遵守的需求規范，同樣也使得開發自動化技術更加的容易，該自動化技術以數學方式驗證/證明智能合約就此類規范是正確的。例如，在當前智能合約的規范下，將一個可能計算的數字壓入棧中，然后跳轉到它的地址，這樣讓驗證變得非常的困難，從而也使得安全性變弱。IELE和LLVM一樣，命名了標簽，跳轉語句只能跳轉到這些標簽。而且，它還避免了使用有界的堆棧，因此就不用擔心堆棧和算術溢出問題，這讓智能合約的規范和驗證變得容易了很多。
就像 KEVM 一樣，我們之前定義的EVM的正式語義，是使用 K 架構進行驗證和評估的，IELE的設計也同樣使用 K 架構且基于語義的風格。加上目前還在開發的快速執行 K 后端，預計從IELE語義中自動獲得的解釋器將會成為IELE實現的有效參考。
下一步是什么？
為了充分發揮 IELE的潛力，我們計劃下一步該做的事情：
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K 的高效后端。然后是 K 的語義，包括IELE，都可以在一個可接收的性能下被執行。正如我們在KEVM白皮書討論的那樣，當前版本的 K 可以執行EVM的語義，性能與C++實現的EVM參考的性能在一個數量級之內。如果能做到的話，那么就沒有動機以特殊的方式來實現IELE：K 可執行的IELE語義也會成為它的實現，所以它的構建是正確的，因此VM本身的實現缺點就不能被利用了。并且，IELE本身會更容易維護一點，未來版本也更容易部署一點。
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從Solidity和Plutus到IELE的編譯器/翻譯器。直接在IELE中編寫智能合約比直接在EVM中編寫智能合約的可行性要稍微高一點，因為 IELE是跟隨LLVM IR的，LLVM IR的設計是人類可讀的，但是 IELE 的代碼仍然是低級語言的，因此容易出錯。為了正確的測試IELE并獲得對其整體設計和功能的信心，我們將會實現一個從Solidity到IELE的編譯器/翻譯器，也是使用K。因為Plutus在智能合約的函數式編程語言中成為明星，而且我們也定義了Plutus正式語義，所以Plutus到IELE 的編譯器會在Solidity之后立即開發。
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基于語義的編譯。除了提升 K 的性能之外，我們還計劃實現一個工具，該工具建立在 K 之上，我們稱它為基于語義的編譯器。請看我們前一篇博客文章了解更多細節。它的思想就是使用一個編程語言語義L和用L編程的程序P，然后生成（使用大量符號執行）一個新的語言語義L'，L‘就是P的專用L。我們預期性能至少有一個數量級的增加。更重要的是，這會讓我們擁有一個統一的機制將任何擁有K語義的程序語言的任何程序翻譯成IELE，因此讓IELE和 K 成為使用任何語言執行智能合約的通用平臺。
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在Cardano區塊鏈上部署IELE。
技術細節和下載
IELE擁有UIUC許可證（類似MIT許可證），它可以自由評論以及在Github上可以免費獲取：
- Github上IELE的倉庫
除了上面提到的兩個IELE程序 erc20.iele和forwardingWallet.iele可以顯示IELE代碼是人類可讀的之外，下面github倉庫的鏈接也可以讓你感受一下什么是IELE以及它與EVM和LLVM的區別：
- iele-syntax.md—IELE語言完整的正式語義
- iele.md—IELE語言完整的正式可執行語義
- Design.md—IELE設計原理，也是與LLVM和EVM比較的細節
- iele-gas.md—IELE的當前gas模型（在我們開發IELE編譯器的時候仍然需要調整）
進行參與
本著開源、社區主導的發展精神，我們將會在我們的渠道上進行所有的IELE討論：
- #IELE:matrix.org on Riot
- runtimeverification/iele-semantics on Gitter
我們鼓勵任何感興趣的人來找我們，提出問題、貢獻代碼或使用我們的工具進行熟悉。我們也一直在尋找能夠處理文檔的貢獻者，為新開發人員提供有效的安裝/快速啟動過程，以及更多的示例和測試。 我們正在招聘，并將保持對有幫助的貢獻者的留意。
我們也將會在我們新的Twitter頁@rv_inc發表我們的更新，希望任何感興趣的開發者follow我們以及互動。
讓我們一起為所有人建立一個更加安全的智能合約。
致謝
我們熱烈地感謝IOHK對IELE和KEVM的慷慨資助。 尤其是IELE，如果沒有IOHK的支持，它的持續研究會議，以及與研究團隊的激烈技術討論，IELE將是不可能會實現的。
我們同樣感謝 K 團隊，他們定義了KEVM語義（參見技術報告）并驗證了ERC20合規性的智能合約。他們在EVM層面的努力和不平凡的證明引導了尋求新的虛擬機，能夠更好地支持智能合同驗證的新虛擬機。
翻譯作者: 許莉
原文地址: IELE: A New Virtual Machine for the Blockchain
作者：Lilymoana
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來源：簡書
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總結
以上是生活随笔為你收集整理的IELE：区块链的一个新虚拟机的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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