Zrozumienie maszyny wirtualnej Ethereum (EVM)

Zrozumienie maszyny wirtualnej Ethereum (EVM)

Maszyna wirtualna Ethereum (EVM) stanowi rdzeń technologii blockchain Ethereum, potwierdzając jej pozycję jako najbardziej preferowanego blockchainu dla inteligentnych kontraktów. Ta maszyna wirtualna jest nie tylko integralną częścią realizacji inteligentnych kontraktów, ale także kluczowa dla dynamiki operacyjnej Ethereum, wpływając na takie aspekty, jak opłaty za gaz. Poza swoim głównym domem, EVM rozszerza swoje wpływy na inne główne łańcuchy bloków, w tym Polygon i Binance Smart Chain , prezentując swoją powszechną użyteczność.

Tym, co czyni EVM niezwykłym, jest jego rola jako środowiska wykonawczego, umożliwiającego programistom tworzenie zdecentralizowanych aplikacji ( DApps ) i różnych innych aplikacji. To serce architektury blockchain Ethereum, wykonujące kod aplikacji, powszechnie znany jako inteligentne kontrakty, i zapewniające środowisko wspierające dla tych kontraktów w sieci Ethereum. Charakter EVM obsługujący technologię Turing oznacza, że może on uruchamiać programy napisane w dowolnym języku programowania, co znacznie ułatwia tworzenie niestandardowych inteligentnych kontraktów i aplikacji DApp dostosowanych do rozwijającej się domeny Web3 .

Co więcej, popularność Ethereum wśród inwestorów kryptowalut zwiększa jego natywny token ETH, obecnie druga co do wielkości kryptowaluta pod względem kapitalizacji rynkowej. Jednak urok łańcucha bloków Ethereum dla społeczności programistów wykracza poza jego natywny token. Jest to w dużej mierze napędzane elastycznością EVM, szeroką gamą oferowanych przez nią narzędzi programistycznych i znaczną bazą użytkowników Ethereum. Zdolność EVM do interakcji ze wszystkimi węzłami w sieci, zarządzania realizacją inteligentnych kontraktów i wydajnej obsługi wszystkich transakcji na blockchainie Ethereum ugruntowuje jego status jednej z najpotężniejszych istniejących obecnie maszyn wirtualnych.

Co to jest maszyna wirtualna Ethereum?

Maszyna wirtualna Ethereum (EVM) jest kluczowym komponentem łańcucha bloków Ethereum, funkcjonującym jako komputer wirtualny lub platforma oprogramowania dla programistów. Innowacja ta pozwala na tworzenie i wdrażanie zdecentralizowanych aplikacji (DApps) oraz realizację inteligentnych kontraktów w sieci Ethereum. Zaprojektowany przez Vitalika Buterina w 2013 roku, EVM wyłonił się jako serce sieci Ethereum, podkreślając jego fundamentalną rolę w dyktowaniu stanu każdego bloku w łańcuchu bloków Ethereum.

Konstrukcja EVM jest zdecentralizowana i działa bez centralnego komputera ani chmury, zamiast tego wykorzystuje sieć węzłów. Węzły te, rozmieszczone na wielu komputerach, wykonują i synchronizują kod EVM, zwiększając łatwość tworzenia oprogramowania w Ethereum. EVM jest znany ze swojej kompletności Turinga , co oznacza, że może wykonywać inteligentne kontrakty napisane w dowolnym języku programowania i wykonywać szereg skomplikowanych obliczeń, w tym w AI i kryptografii. Ta wszechstronność umożliwia rozwój różnych aplikacji DApp, od gier typu „graj, aby zarobić”, po aplikacje do pożyczania i pożyczania kryptowalut.

Co więcej, EVM to rozproszona maszyna stanu, integralna z utrzymaniem bazy danych transakcji sieci Ethereum. Jego środowisko wykonawcze ma kluczowe znaczenie dla wykonywania unikalnego języka skryptowego Ethereum, Solidity , umożliwiając w ten sposób konsensus między wszystkimi węzłami co do kodu, który ma zostać wykonany w dowolnym momencie.

Od samego początku EVM przeszedł kilka iteracji, co doprowadziło do ewolucji różnych implementacji. Jego podwójna natura, polegająca na zmiennym stanie maszyny podczas transakcji i stabilnym stanie globalnym obejmującym informacje o koncie w łańcuchu bloków Ethereum, podkreśla jego złożoność i wydajność. Dziś EVM nadal jest kamieniem węgielnym ekosystemu Ethereum, niezbędnym dla bezpieczeństwa i elastyczności zdecentralizowanych aplikacji oraz ogólnej funkcjonalności blockchainu.

Jak działa maszyna wirtualna Ethereum

Maszyna wirtualna Ethereum (EVM) to dynamiczny program centralny dla łańcucha bloków Ethereum, wykonujący przede wszystkim skrypty ułatwiające różne operacje w sieci. Maszyna ta upraszcza proces tworzenia nowych tokenów na blockchainie Ethereum, interpretując skrypty – zestawy instrukcji lub algorytmów – aby skutecznie kierować operacjami sieci. Dostęp do dowolnego węzła sieci jest niezbędny do wykonywania poleceń i płynnego generowania nowych tokenów.

Kluczową cechą Ethereum jest inteligentny kontrakt, czyli segment kodu komputerowego, który usprawnia transfer pieniędzy i informacji. Inteligentne kontrakty są wstępnie ustalane przez ich twórców, aby zapewnić określone wyniki w oparciu o określone warunki. EVM oferuje kompletne środowisko Turinga, co oznacza, że może wykonywać dowolną funkcję obliczeniową, co czyni go solidną platformą dla skryptów i inteligentnych kontraktów.

W ekosystemie Ethereum EVM odgrywa kluczową rolę, zapewniając podstawę do tworzenia zdecentralizowanych aplikacji (DApps). Zapewnia, że wszystkie transakcje i inteligentne kontrakty na blockchainie Ethereum są wykonywane dokładnie, zgodnie z intencjami inteligentnego kodu kontraktu. Zasadniczo EVM ułatwia tworzenie i działanie DApp na blockchainie.

Maszyna wirtualna Ethereum składa się z dwóch podstawowych elementów:

  • Rdzeń EVM : Ta część uruchamia kod źródłowy solidności. Napisany w C++ i wykorzystujący LLVM jako kompilator, rdzeń EVM jest wszechstronną maszyną wirtualną wyposażoną w funkcje pożądane w maszynie wirtualnej Smart Contract. Obejmują one obsługę wielu języków programowania, zaawansowane funkcje bezpieczeństwa, różne środowiska wykonawcze i możliwość pisania niestandardowego kodu bajtowego EVM.
  • Wujkowie i EVM Assembly : „Wujkowie” odnoszą się do fragmentów inteligentnych kontraktów lub danych przechowywanych na blockchainie, przydatnych do przechowywania metadanych programu. Zespół EVM, reprezentujący kod bajtowy EVM, służy jako język programowania dla programistów.

Dodatkowo EVM zawiera takie funkcjonalności jak:

  • Akcje : Podstawowe operacje wykonywane na zasobach przechowywanych w pamięci, takie jak operacje arytmetyczne.
  • Saldo : odzwierciedla ilość eteru dostępną w danym momencie, przechowywaną jako część pamięci EVM.
  • Block i Blockhash : Bloki zapewniają niezmienne przechowywanie wszystkich działań i transakcji związanych z Ethereum. Blockhash to unikalny identyfikator każdego bloku.
  • Numer bloku : wskazuje sekwencję konkretnego bloku w łańcuchu bloków.
  • Code i CodeHash : Kod wykonywany przez EVM i jego unikalny skrót, który zmienia się przy każdym wykonaniu funkcji.
  • CodeSize : Rozmiar kodu w bajtach.
  • GasLimit : Kluczowy aspekt EVM, umożliwiający użytkownikom ustawienie limitu gazu dla wykonywania operacji.

Ogólnie rzecz biorąc, wyrafinowana struktura i funkcjonalności EVM nie tylko czynią go integralną częścią sieci Ethereum, ale także potężnym narzędziem zarówno dla programistów, jak i użytkowników, zwiększającym wydajność i skalowalność łańcucha bloków.

Plusy i minusy maszyny wirtualnej Ethereum

Maszyna wirtualna Ethereum (EVM) to kamień węgielny rozwoju blockchain, znana ze swojego przyjaznego środowiska dla programistów i wielu zalet, ale ma też pewne ograniczenia. Oto kilka kluczowych punktów do rozważenia:

Zalety maszyny wirtualnej Ethereum

  • Obsługa Cross Blockchain : Zdolność EVM do obsługi inteligentnych kontraktów zgodnych z kodem bajtowym czyni go wszechstronnym w różnych łańcuchach bloków. Ta funkcja jest wykorzystywana przez wiele łańcuchów bloków, takich jak Polygon i Avalanche, umożliwiając im wykorzystanie solidnego ekosystemu EVM.
  • Izolowane środowisko piaskownicy : EVM obsługuje każdy segment kodu osobno w tej samej sieci komputerowej, zapewniając, że wykonanie jednej aplikacji nie wpłynie na resztę łańcucha bloków ani dane przechowywane na komputerach węzłów. Taka izolacja umożliwia szybki i efektywny rozwój.
  • Elastyczne możliwości rozwoju : EVM przoduje w realizacji złożonych i dostosowanych do indywidualnych potrzeb inteligentnych kontraktów, kluczowych dla różnych aplikacji, w tym dApps, platform DeFi , gier i NFT . Co więcej, ogromna społeczność programistów otacza EVM, upraszczając proces tworzenia oprogramowania.
  • Zgodność krzyżowa między systemami operacyjnymi : Ze względu na różnorodność systemów operacyjnych, takich jak MacOS, Windows itp., w sieciach blockchain, opracowanie kompatybilnego oprogramowania może być wyzwaniem. EVM rozwiązuje ten problem, standaryzując i umożliwiając wykonywanie programów w wielu systemach operacyjnych bez potrzeby stosowania oddzielnych baz kodu.

Wady maszyny wirtualnej Ethereum

  • Wysokie koszty transakcji (opłaty za gaz) : Jedną z najważniejszych wad korzystania z EVM jest wysoki koszt opłat za kryptowaluty. Opłaty te mogą szybko wzrosnąć, szczególnie w okresach dużego ruchu w sieci, ze względu na ograniczenia skalowalności EVM.
  • Wyzwania związane ze skalowalnością : EVM może przetwarzać tylko skończoną liczbę transakcji na sekundę. Ograniczenie to może prowadzić do zwiększonego przeciążenia sieci, co jeszcze bardziej podniesie opłaty za gaz.
  • Koszty wdrażania inteligentnych kontraktów : Popularność Ethereum oznacza, że wdrażanie niestandardowych inteligentnych kontraktów lub większych aplikacji może być kosztowne. Deweloperzy muszą zoptymalizować swoje umowy pod kątem wydajności, eliminując zbędny kod lub niepotrzebne funkcje, a także muszą wziąć pod uwagę wysokie koszty przechowywania w blockchainie Ethereum.
  • Nieodwracalność inteligentnych kontraktów : Po wdrożeniu inteligentnego kontraktu w łańcuchu bloków nie można już zmienić. Ta niezmienność stanowi wyzwanie w przypadku wykrycia błędów lub luk po wdrożeniu, co powoduje konieczność ponownego wdrożenia całej umowy, co może wiązać się z dodatkowymi kosztami.

Podsumowując, chociaż maszyna wirtualna Ethereum oferuje znaczące korzyści pod względem elastyczności, wzajemnej kompatybilności i środowiska wspierającego dla programistów, stwarza również wyzwania w zakresie skalowalności, kosztów i nieodwracalności inteligentnych kontraktów. Czynniki te mają kluczowe znaczenie dla każdego, kto chce rozwijać się na blockchainie Ethereum.

Pamiętaj, że Plisio oferuje również:

Twórz faktury Crypto za pomocą 2 kliknięć and Przyjmuj darowizny kryptowalutowe

12 integracje

6 biblioteki dla najpopularniejszych języków programowania

19 kryptowalut i 12 łańcuch bloków