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n-VM: A Multi-VM Layer-1 Architecture with Shared Identity and Token State

Il paper presenta n-VM, un'architettura Layer-1 che ospita molteplici macchine virtuali eterogenee su un consenso e uno stato condivisi, risolvendo i problemi di identità frammentata e liquidità isolata degli ecosistemi multi-chain attraverso un dispatcher di routing, un livello di identità unificato e un registro token comune, garantendo atomicità e isolamento con una throughput proiettata fino a 66.000 transazioni al secondo.

Autori originali: Jian Sheng Wang

Pubblicato 2026-03-26

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CC BY 4.0

Autori originali: Jian Sheng Wang

Articolo originale sotto licenza CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). ✨ Questa è una spiegazione generata dall'IA dell'articolo qui sotto. Non è stata scritta né approvata dagli autori. Per precisione tecnica, consulta l'articolo originale. Leggi il disclaimer completo

Immagina il mondo delle criptovalute attuali come un continente diviso da muri invalicabili e oceani in tempesta.

Da una parte c'è Ethereum (con le sue regole, i suoi portafogli e le sue monete), dall'altra Solana, poi Bitcoin, Tron e molti altri. Se vuoi spostare i tuoi soldi da un continente all'altro, devi usare dei ponti. Questi ponti sono pericolosi: spesso si rompono, vengono hackerati e hanno perso miliardi di dollari negli ultimi anni. Inoltre, per viaggiare, devi avere un passaporto diverso per ogni paese e un portafoglio diverso per ogni città. È un caos.

Il documento che hai condiviso presenta una soluzione rivoluzionaria chiamata n-VM.

Ecco come funziona, spiegato con parole semplici e metafore quotidiane.

1. L'Idea Fondamentale: Una "Città-Stato" Unificata

Invece di costruire nuovi ponti tra città separate, n-VM costruisce un'unica super-città dove tutte le culture (le diverse "macchine virtuali" o VM) vivono insieme nello stesso edificio, condividendo le stesse fondamenta.

Immagina un grande centro commerciale futuristico:

Al piano terra c'è il registro unico (la contabilità).
Ci sono 5 negozi principali (i 5 diversi sistemi: Ethereum, Solana, Bitcoin, Tron e uno nativo).
Tutti questi negozi condividono lo stesso magazzino e lo stesso sistema di sicurezza.

Non importa se compri al negozio "Ethereum" o al negozio "Solana": i tuoi soldi sono nello stesso posto, e la tua identità è la stessa.

2. Il "Passaporto Universale" (Identità Unificata)

Oggi, se vuoi usare Ethereum, hai un indirizzo che inizia con 0x.... Se vuoi usare Solana, ne hai un altro lungo e diverso. È come se avessi un passaporto americano per viaggiare in America e un passaporto giapponese per viaggiare in Giappone, e non potessi collegarli.

n-VM ti dà un unico "Codice d'Identità" segreto (chiamato id_com), come un'impronta digitale unica di 32 byte.

Questo codice è la tua radice.
Quando entri nel negozio Ethereum, il sistema usa la tua radice per generare automaticamente il tuo indirizzo Ethereum.
Quando entri nel negozio Solana, usa la stessa radice per generare il tuo indirizzo Solana.

Il vantaggio? Non devi più gestire 5 chiavi diverse. Una sola radice genera tutte le tue identità. Se qualcuno ruba la tua chiave per il negozio Ethereum, non può scoprire la tua chiave per il negozio Solana (sono matematicamente scollegate), ma tu sai che appartengono entrambi a te.

3. Il "Portiere" Intelligente (Routing delle Transazioni)

Come fa il sistema a sapere a quale negozio inviare la tua transazione?
Immagina un portiere all'ingresso del centro commerciale che guarda il primo byte del tuo biglietto.

Se il biglietto inizia con il numero 1, ti manda al negozio Ethereum.
Se inizia con 2, ti manda a Solana.
Se inizia con 3, va a Bitcoin.

È un processo istantaneo e sicuro. Non c'è bisogno di aspettare che un ponte elabori la tua richiesta; il portiere ti indirizza direttamente al bancone giusto in un millisecondo.

4. Il "Magazzino Unico" (Token Ledger)

Questo è il punto più magico.
Oggi, se hai un token su Ethereum e vuoi usarlo su Solana, devi "bloccarlo" su Ethereum e "stamparne" una copia su Solana (come se cambiassi valuta). Questo crea rischi enormi.

In n-VM, c'è un solo magazzino.

Se hai 100 monete, sono 100 monete, punto.
Se le usi al bancone Ethereum, il sistema le toglie dal tuo conto.
Se poi le usi al bancone Solana, il sistema le prende dallo stesso conto.
Non ci sono copie, non ci sono ponti, non ci sono rischi di blocco. È come se avessi un conto in banca unico che puoi usare sia per pagare in dollari che in euro, senza mai cambiare valuta.

5. Velocità: La "Corsa a Staffetta"

Il sistema è progettato per essere velocissimo. Immagina di dover servire centinaia di clienti.

Invece di avere un solo cassiere che fa la fila per tutti, il sistema usa un algoritmo intelligente che raggruppa le richieste che non si scontrano.
Se il Signor Rossi (che usa Ethereum) e la Signora Bianchi (che usa Bitcoin) vogliono fare cose diverse che non si toccano, possono essere serviti allo stesso tempo da cassieri diversi.
Il sistema stima di poter gestire fino a 66.000 transazioni al secondo su computer normali. È come se un'autostrada a 66 corsie potesse far passare un'auto ogni secondo senza ingorghi.

6. Come si passa dall'attuale al futuro? (L'ingresso "Raw")

C'è un problema: tutti hanno già i loro portafogli vecchi (MetaMask, Phantom, ecc.). Come si entra in questa nuova città?
Il sistema ha un ingresso speciale per i turisti.

Puoi entrare con il tuo vecchio portafoglio Ethereum o Solana.
Il sistema legge la tua firma, crea automaticamente il tuo "Codice d'Identità" universale e ti fa entrare.
Una volta dentro, puoi scegliere di aggiornare il tuo passaporto per usare tutte le funzioni avanzate, ma non sei obbligato a buttare via il tuo vecchio portafoglio per iniziare.

In Sintesi

n-VM è come un grande hotel internazionale dove:

Hai una sola chiave per aprire tutte le porte (identità unificata).
C'è un unico conto in banca che puoi usare in qualsiasi ristorante dell'hotel (token ledger unificato).
Non ci sono ponti pericolosi da attraversare per spostarti tra le stanze.
Il servizio è velocissimo perché i camerieri lavorano in squadra senza ostacolarsi.

L'obiettivo è eliminare la frammentazione, i rischi degli hacker dei ponti e la confusione di avere troppi portafogli, rendendo l'esperienza delle criptovalute fluida come usare un'unica app bancaria per tutto il mondo.

Titolo

n-VM: Un'architettura Layer-1 Multi-VM con Identità Condivisa e Stato dei Token

1. Il Problema: Frammentazione degli Ecosistemi Blockchain

L'ecosistema blockchain attuale è caratterizzato da una grave frammentazione. Diverse catene utilizzano macchine virtuali (VM) incompatibili tra loro (es. EVM di Ethereum, SVM di Solana, Script di Bitcoin, TVM di Tron), ognuna con:

Modelli di account e formati di indirizzi distinti.
Semantica delle transazioni e linguaggi per smart contract diversi.
Identità utente separate, richiedendo agli utenti di gestire più portafogli e chiavi.

Per interagire tra questi ecosistemi, gli utenti devono affidarsi a ponti (bridge) di terze parti. Questi sistemi sono stati la fonte principale di fallimenti di sicurezza nel DeFi, con oltre 2,8 miliardi di dollari persi in exploit tra il 2021 e il 2024. Le soluzioni esistenti (come Move su Ethereum o SVM su Ethereum come rollup) tendono a subordinare una VM all'altra, mantenendo identità frammentate e richiedendo ancora meccanismi simili a bridge per il trasferimento di token.

2. Metodologia: Architettura n-VM

Il paper propone n-VM, un'architettura Layer-1 che ospita $n$ macchine virtuali eterogenee come ambienti di esecuzione co-eguali su un unico consenso e stato condiviso. L'architettura si basa su tre pilastri fondamentali:

A. Instradamento delle Transazioni basato su Opcode

Meccanismo: Ogni transazione ha un payload il cui primo byte (opcode) determina la VM target.
Spazio degli Opcode: Lo spazio a 256 valori viene partizionato in $n$ intervalli contigui e disgiunti.
Vantaggi: Instradamento $O(1)$ , estensibilità (nuove VM possono essere aggiunte senza modificare le esistenti) e determinismo assoluto per tutti i validatori.

B. Livello di Identità Unificato (Ace-Gf)

Concetto Chiave: Separazione tra identità e autorizzazione.
Identità Radice: Un'identità on-chain è rappresentata da un singolo commitment di 32 byte (id_com), derivato da un valore di entropia radice (REV) tramite la funzione Poseidon.
Derivazione Indirizzi: Gli indirizzi specifici per ogni VM (es. 20 byte per EVM, 32 byte per SVM) sono derivati deterministicamente dall'id_com utilizzando hash con separazione di dominio (es. SHA-256("evm:" || id_com)).
Isolamento: La compromissione di un indirizzo su una VM non rivela informazioni sugli indirizzi delle altre VM.
Ingresso Legacy: Il sistema supporta transazioni "raw" firmate con chiavi legacy (MetaMask, Phantom, ecc.), mappandole deterministicamente all'id_com per un'adozione senza attrito.

C. Registro Unificato dei Token (Unified Token Ledger)

Stato Condiviso: Tutti i token risiedono in un unico registro di stato (un account built-in nell'albero di stato), accessibile tramite interfacce native.
Interfacce Multi-VM: Lo stesso stato di bilancio è esposto sia come standard ERC-20 (per EVM) che come token SPL (per SVM).
Atomicità: I trasferimenti di token tra VM avvengono come una singola transazione di stato su un unico albero, eliminando la necessità di cicli di blocco/bruciatura/ripristino tipici dei bridge.

D. Esecuzione Parallela e Sharding

Rilevamento Conflitti: Un scheduler estrae i "write-set" (insiemi di account scritti) da ogni transazione. Le transazioni senza conflitti vengono raggruppate in batch ed eseguite in parallelo.
Sharding Contestuale: Le transazioni possono includere un tag di contesto per assegnarle a shard specifici, permettendo un'ulteriore parallelizzazione. Le transazioni cross-shard vengono eseguite in serie per garantire l'atomicità.

3. Contributi Chiave

Architettura Generalizzata n-VM: Un framework per ospitare VM co-eguali su una singola catena Layer-1 con instradamento basato su opcode.
Livello di Identità Unificato: Formalizzazione della derivazione deterministica degli indirizzi e prova di isolamento contestuale.
Registro Token Unificato: Implementazione di un runtime che espone interfacce native (ERC-20, SPL) sullo stesso storage sottostante, garantendo atomicità nei trasferimenti cross-VM.
Esecuzione Parallela: Introduzione di uno scheduler basato su write-set e sharding contestuale per scalare il throughput.
Istante Concrete: Un'implementazione in Rust con 5 VM: Native, EVM, SVM, Bitcoin Script (BVM) e Tron (TVM).

4. Risultati e Prestazioni

Implementazione: Il sistema è stato implementato in Rust (ace-n-vm crate) con circa 5.000 righe di codice.
VM Supportate:
- Native: Runtime proprietario.
- EVM: Compatibilità completa (Solidity, Vyper) tramite revm.
- SVM: Supporto per token SPL e programmi nativi.
- BVM: Interprete Script di Bitcoin (UTXO, Taproot).
- TVM: Compatibilità Tron ottenuta tramite rimappatura degli opcode sull'engine EVM.
Throughput Proiettato:
- Modalità sequenziale: ~5.000 TPS.
- Esecuzione parallela (batching): ~16.000 TPS.
- Con sharding contestuale (64 shard): ~33.000 - 66.000 TPS su hardware commodity (server 16-core).
Sicurezza: Dimostrazione formale dell'isolamento dell'esecuzione (un fallimento in una VM non corrompe lo stato delle altre) e dell'atomicità dei trasferimenti di token.

5. Significato e Impatto

L'architettura n-VM rappresenta un cambio di paradigma rispetto alle attuali soluzioni di interoperabilità:

Eliminazione dei Bridge: Rimuove la necessità di ponti esterni e token incapsulati (wrapped tokens), eliminando un'intera classe di vulnerabilità di sicurezza.
Identità Unificata: Permette agli utenti di avere un'unica identità on-chain che funziona nativamente su tutte le VM supportate, semplificando l'esperienza utente.
Scalabilità Orizzontale: La capacità di eseguire VM eterogenee in parallelo su un singolo Layer-1 offre una scalabilità superiore rispetto alle soluzioni L2 o alle catene laterali isolate.
Interoperabilità Nativa: Le chiamate cross-VM avvengono a livello di protocollo, non tramite contratti ponte, rendendo le composizioni tra ecosistemi (es. DeFi su EVM che interagisce con UTXO di Bitcoin) più efficienti e sicure.

In sintesi, n-VM propone una soluzione "Layer-1 nativo" per l'interoperabilità, dove la diversità delle macchine virtuali è gestita a livello di infrastruttura di base piuttosto che come strati di compatibilità sovrapposti.