Понимание виртуальной машины Ethereum (EVM)

Понимание виртуальной машины Ethereum (EVM)

Виртуальная машина Ethereum (EVM) является ядром технологии блокчейна Ethereum, укрепляя его позицию как наиболее предпочтительного блокчейна для смарт-контрактов. Эта виртуальная машина не только является неотъемлемой частью выполнения смарт-контрактов, но и имеет решающее значение для операционной динамики Ethereum, влияя на такие аспекты, как плата за газ. Помимо своего основного дома, EVM распространяет свое влияние на другие крупные блокчейны, включая Polygon и Binance Smart Chain , демонстрируя свою широкую полезность.

Что делает EVM примечательным, так это его роль среды выполнения, позволяющей разработчикам создавать децентрализованные приложения ( DApps ) и различные другие приложения. Это сердце архитектуры блокчейна Ethereum, выполняющее код приложения, широко известный как смарт-контракты, и обеспечивающее среду поддержки для этих контрактов в сети Ethereum. Полная по Тьюрингу природа EVM означает, что она может запускать программы, написанные на любом языке программирования, и эта функция значительно упрощает разработку пользовательских смарт-контрактов и DApps, адаптированных для расширяющегося домена Web3 .

Более того, популярность Ethereum среди криптовалютных инвесторов подкрепляется его собственным токеном ETH, который в настоящее время является второй по величине криптовалютой по рыночной капитализации. Однако привлекательность блокчейна Ethereum для сообщества разработчиков выходит за рамки его собственного токена. Во многом это обусловлено гибкостью EVM, обширным набором инструментов для разработчиков, которые он предлагает, и значительной базой пользователей Ethereum. Способность EVM взаимодействовать со всеми узлами в сети, управлять выполнением смарт-контрактов и эффективно обрабатывать все транзакции в блокчейне Ethereum закрепляет за ней статус одной из самых мощных виртуальных машин, существующих сегодня.

Что такое виртуальная машина Ethereum?

Виртуальная машина Ethereum (EVM) — это ключевой компонент блокчейна Ethereum, функционирующий как виртуальный компьютер или программная платформа для разработчиков. Это нововведение позволяет создавать и развертывать децентрализованные приложения (DApps) и выполнять смарт-контракты в сети Ethereum. Задуманная Виталиком Бутериным в 2013 году, EVM стала сердцем сети Ethereum, подчеркнув ее основополагающую роль в диктовании состояния каждого блока в блокчейне Ethereum.

Конструкция EVM децентрализована: она работает без центрального компьютера или облака, вместо этого используется сеть узлов. Эти узлы, распределенные по многочисленным компьютерам, выполняют и синхронизируют код EVM, упрощая разработку программного обеспечения на Ethereum. EVM известна своей полнотой по Тьюрингу , что означает, что она может выполнять смарт-контракты, написанные на любом языке программирования, и выполнять ряд сложных вычислений, в том числе в области искусственного интеллекта и криптографии. Эта универсальность позволяет разрабатывать различные DApps: от игр для зарабатывания денег до приложений для криптокредитования и заимствования.

Более того, EVM выступает в качестве распределенного конечного автомата, являющегося неотъемлемой частью поддержки базы данных транзакций сети Ethereum. Его среда выполнения имеет решающее значение для выполнения уникального языка сценариев Ethereum Solidity , тем самым обеспечивая консенсус между всеми узлами относительно кода, который будет выполняться в любой момент.

С момента своего создания EVM претерпел несколько итераций, что привело к развитию различных реализаций. Его двойная природа: нестабильное состояние машины во время транзакций и стабильное глобальное состояние, инкапсулирующее информацию об учетной записи в блокчейне Ethereum, подчеркивает его сложность и эффективность. Сегодня EVM продолжает оставаться краеугольным камнем экосистемы Ethereum, жизненно важным для безопасности и гибкости децентрализованных приложений, а также общей функциональности блокчейна.

Как работает виртуальная машина Ethereum

Виртуальная машина Ethereum (EVM) — это динамическая программа, центральная часть блокчейна Ethereum, в первую очередь выполняющая сценарии, которые облегчают различные операции в сети. Эта машина упрощает процесс создания новых токенов в блокчейне Ethereum, интерпретируя сценарии — наборы инструкций или алгоритмы — для эффективного управления операциями сети. Доступ к любому сетевому узлу необходим для выполнения команд и беспрепятственного создания новых токенов.

Ключевой особенностью Ethereum является смарт-контракт, сегмент компьютерного кода, который упрощает передачу денег и информации. Смарт-контракты заранее устанавливаются их создателями для обеспечения конкретных результатов на основе определенных условий. EVM предлагает полную среду Тьюринга, что означает, что она может выполнять любую вычислимую функцию, что делает ее надежной платформой для сценариев и смарт-контрактов.

В экосистеме Ethereum EVM играет решающую роль, обеспечивая основу для разработки децентрализованных приложений (DApps). Это гарантирует, что все транзакции и смарт-контракты в блокчейне Ethereum выполняются точно в соответствии с требованиями кода смарт-контракта. По сути, EVM является посредником в создании и работе DApp на блокчейне.

Виртуальная машина Ethereum состоит из двух основных элементов:

  • EVM Core : эта часть запускает исходный код Solidity. Ядро EVM, написанное на C++ и использующее LLVM в качестве компилятора, представляет собой комплексную виртуальную машину, оснащенную функциями, желательными для виртуальной машины смарт-контракта. К ним относятся поддержка нескольких языков программирования, расширенные функции безопасности, различные среды выполнения и возможность написания собственного байт-кода EVM.
  • Дяди и сборка EVM : «Дяди» относятся к фрагментам смарт-контрактов или данных, хранящихся в блокчейне, которые полезны для хранения метаданных программы. Сборка EVM, представляющая байт-код EVM, служит языком программирования для разработчиков.

Кроме того, EVM включает в себя такие функции, как:

  • Действия : базовые операции, выполняемые с активами, хранящимися в памяти, например арифметические операции.
  • Баланс : отражает количество эфира, доступное в любой момент времени и хранящееся в памяти EVM.
  • Блок и Blockhash : блоки обеспечивают неизменяемое хранилище для всех действий и транзакций, связанных с Ethereum. Blockhash — это уникальный идентификатор каждого блока.
  • Номер блока : указывает последовательность определенного блока в цепочке блоков.
  • Code и CodeHash : код, выполняемый EVM, и его уникальный хэш, который меняется при каждом выполнении функции.
  • CodeSize : размер кода в байтах.
  • GasLimit : важный аспект EVM, позволяющий пользователям устанавливать лимит газа для выполнения операций.

В целом, сложная структура и функциональные возможности EVM не только делают его неотъемлемой частью сети Ethereum, но и мощным инструментом как для разработчиков, так и для пользователей, повышая эффективность и масштабируемость блокчейна.

Плюсы и минусы виртуальной машины Ethereum

Виртуальная машина Ethereum (EVM) является краеугольным камнем разработки блокчейнов, известная своей удобной для разработчиков средой и множеством преимуществ, но она также имеет определенные ограничения. Вот несколько ключевых моментов, которые следует учитывать:

Преимущества виртуальной машины Ethereum

  • Кросс-блокчейн-поддержка : способность EVM поддерживать смарт-контракты, совместимые с байт-кодом, делает его универсальным для различных блокчейнов. Эта функция используется несколькими блокчейнами, такими как Polygon и Avalanche, что позволяет им использовать надежную экосистему EVM.
  • Изолированная среда песочницы : EVM управляет каждым сегментом кода отдельно в одной компьютерной сети, гарантируя, что выполнение одного приложения не влияет на остальную часть блокчейна или данные, хранящиеся на узловых компьютерах. Такая изоляция способствует быстрому и эффективному развитию.
  • Гибкие возможности разработки : EVM превосходно выполняет сложные и индивидуальные смарт-контракты, имеющие решающее значение для различных приложений, включая dApps, платформы DeFi , игры и NFT . Более того, EVM окружает обширное сообщество разработчиков, что упрощает процесс создания программного обеспечения.
  • Перекрестная совместимость между операционными системами . Из-за разнообразия операционных систем, таких как MacOS, Windows и т. д., в сетях блокчейнов разработка совместимого программного обеспечения может оказаться сложной задачей. EVM решает эту проблему путем стандартизации и обеспечения возможности выполнения программ в нескольких операционных системах без необходимости использования отдельных баз кода.

Недостатки виртуальной машины Ethereum

  • Высокие транзакционные издержки (комиссии за газ) . Одним из наиболее существенных недостатков использования EVM является высокая стоимость комиссий за криптогаз. Эти сборы могут быстро возрастать, особенно в периоды высокого сетевого трафика, из-за ограничений масштабируемости EVM.
  • Проблемы масштабируемости : EVM может обрабатывать только ограниченное количество транзакций в секунду. Это ограничение может привести к увеличению перегрузки сети, что приведет к дальнейшему увеличению платы за газ.
  • Затраты на развертывание смарт-контрактов . Популярность Ethereum означает, что развертывание пользовательских смарт-контрактов или более крупных приложений может быть дорогостоящим. Разработчики должны оптимизировать свои контракты для повышения эффективности, устраняя избыточный код или ненужные функции, а также должны учитывать высокие затраты на хранение в блокчейне Ethereum.
  • Необратимость смарт-контрактов . После развертывания смарт-контракт в блокчейне не может быть изменен. Эта неизменяемость создает проблемы, если после развертывания обнаруживаются ошибки или уязвимости, что приводит к необходимости повторного развертывания всего контракта, что может повлечь за собой дополнительные расходы.

Таким образом, хотя виртуальная машина Ethereum предлагает значительные преимущества с точки зрения гибкости, кросс-совместимости и поддерживающей среды для разработчиков, она также создает проблемы с точки зрения масштабируемости, стоимости и необратимости смарт-контрактов. Эти факторы являются решающими факторами для всех, кто хочет развиваться на блокчейне Ethereum.

Обратите внимание, что Plisio также предлагает вам:

Создавайте крипто-счета в 2 клика and Принимать криптовалютные пожертвования

12 интеграции

6 библиотеки для самых популярных языков программирования

19 криптовалют и 12 блокчейн