Розуміння віртуальної машини Ethereum (EVM)

Розуміння віртуальної машини Ethereum (EVM)

Віртуальна машина Ethereum (EVM) є ядром технології блокчейну Ethereum, підтримуючи її позицію як найбільш улюбленого блокчейна для смарт-контрактів. Ця віртуальна машина є не лише невід’ємною частиною виконання смарт-контрактів, але й має вирішальне значення для операційної динаміки Ethereum, впливаючи на такі аспекти, як комісія за газ. Окрім свого основного дому, EVM поширює свій вплив на інші основні блокчейни, зокрема Polygon і Binance Smart Chain , демонструючи свою широку корисність.

Що робить EVM чудовим, так це його роль середовища виконання, що дозволяє розробникам створювати децентралізовані додатки ( DApps ) та різні інші додатки. Це серце архітектури блокчейну Ethereum, яке виконує код програми, широко відомий як смарт-контракти, і забезпечує середовище підтримки для цих контрактів у мережі Ethereum. Повний характер EVM за Тьюрингом означає, що він може запускати програми, написані на будь-якій мові програмування. Ця функція значно полегшує розробку користувальницьких смарт-контрактів і DApps, адаптованих для розширення домену Web3 .

Більше того, популярність Ethereum серед інвесторів у криптовалюту зміцнюється його рідним токеном ETH, який наразі є другою за величиною криптовалютою за ринковою капіталізацією. Однак привабливість блокчейну Ethereum для спільноти розробників виходить за межі його рідного токена. Це значною мірою обумовлено гнучкістю EVM, широким набором інструментів розробника, які він пропонує, і значною базою користувачів Ethereum. Здатність EVM взаємодіяти з усіма вузлами в мережі, керувати виконанням смарт-контрактів і ефективно обробляти всі транзакції в блокчейні Ethereum закріплює за ним статус однієї з найпотужніших віртуальних машин, які існують сьогодні.

Що таке віртуальна машина Ethereum?

Віртуальна машина Ethereum (EVM) є ключовим компонентом блокчейну Ethereum, який функціонує як віртуальний комп’ютер або програмна платформа для розробників. Ця інновація дозволяє створювати та розгортати децентралізовані програми (DApps) і виконувати смарт-контракти в мережі Ethereum. Концептуально розроблений Віталіком Бутеріним у 2013 році, EVM став серцем мережі Ethereum, підкреслюючи його основоположну роль у визначенні стану кожного блоку в блокчейні Ethereum.

Конструкція EVM є децентралізованою, працює без центрального комп’ютера чи хмари, замість цього використовує мережу вузлів. Ці вузли, розміщені на багатьох комп’ютерах, виконують і синхронізують код EVM, що спрощує розробку програмного забезпечення на Ethereum. EVM відомий своєю повнотою Turing , тобто він може виконувати смарт-контракти, написані на будь-якій мові програмування, і виконувати низку складних обчислень, у тому числі в штучному інтелекті та криптографії. Ця універсальність дає змогу розробляти різноманітні DApps, від ігор «грай, щоб заробити» до додатків для кредитування та запозичення криптовалюти.

Крім того, EVM виступає як розподілений кінцевий автомат, невід’ємна частина підтримки бази даних транзакцій мережі Ethereum. Його середовище виконання має вирішальне значення для виконання унікальної мови сценаріїв Ethereum, Solidity , що забезпечує консенсус між усіма вузлами щодо коду, який буде виконано в будь-який момент.

З моменту свого створення EVM пройшов кілька ітерацій, що призвело до еволюції різних реалізацій. Його подвійна природа — наявність мінливого стану машини під час транзакцій і стабільного глобального стану, що інкапсулює інформацію про обліковий запис у блокчейні Ethereum — підкреслює його складність і ефективність. Сьогодні EVM продовжує залишатися наріжним каменем в екосистемі Ethereum, життєво важливим для безпеки та гнучкості децентралізованих програм і загальної функціональності блокчейну.

Як працює віртуальна машина Ethereum

Віртуальна машина Ethereum (EVM) — це динамічна програма, яка є центральною для блокчейну Ethereum, головним чином виконує сценарії, які полегшують різні операції в мережі. Ця машина спрощує процес створення нових токенів у блокчейні Ethereum, інтерпретуючи сценарії – набори інструкцій або алгоритмів – для ефективного керування мережевими операціями. Доступ до будь-якого вузла мережі необхідний для виконання команд і безпроблемного створення нових токенів.

Ключовою особливістю Ethereum є смарт-контракт, сегмент комп’ютерного коду, який спрощує передачу грошей та інформації. Розумні контракти попередньо встановлені їх творцями для забезпечення конкретних результатів на основі певних умов. EVM пропонує повне середовище Turing, тобто воно може виконувати будь-яку обчислювану функцію, що робить його надійною платформою для сценаріїв і смарт-контрактів.

В екосистемі Ethereum EVM відіграє вирішальну роль, забезпечуючи основу для розробки децентралізованих програм (DApps). Він гарантує, що всі транзакції та смарт-контракти в блокчейні Ethereum виконуються точно відповідно до намірів коду смарт-контракту. По суті, EVM є фасилітатором для створення та роботи DApp у блокчейні.

Віртуальна машина Ethereum складається з двох основних елементів:

  • Ядро EVM : ця частина запускає вихідний код надійності. Ядро EVM, написане на C++ із використанням LLVM як компілятора, є комплексною віртуальною машиною, оснащеною функціями, бажаними для віртуальної машини Smart Contract. До них належать підтримка кількох мов програмування, розширені функції безпеки, різні середовища виконання та можливість писати власний байт-код EVM.
  • Дядьки та збірка EVM : «дядьки» стосуються фрагментів смарт-контрактів або даних, що зберігаються в блокчейні, корисних для зберігання метаданих програм. Збірка EVM, що представляє байт-код EVM, служить мовою програмування для розробників.

Крім того, EVM включає такі функції, як:

  • Дії : базові операції, що виконуються над активами, що зберігаються в пам’яті, наприклад арифметичні операції.
  • Баланс : відображає кількість ефіру, доступного в будь-який момент часу, що зберігається як частина пам’яті EVM.
  • Блок і Blockhash : блоки забезпечують незмінне зберігання для всіх дій і транзакцій, пов’язаних з Ethereum. Blockhash — це унікальний ідентифікатор для кожного блоку.
  • Номер блоку : вказує на послідовність певного блоку в ланцюжку блоків.
  • Код і CodeHash : код, який виконується EVM, і його унікальний хеш, який змінюється з кожним виконанням функції.
  • CodeSize : розмір коду в байтах.
  • GasLimit : важливий аспект EVM, що дозволяє користувачам установлювати ліміт газу для виконання операцій.

Загалом складна структура та функціональні можливості EVM не лише роблять його невід’ємною частиною мережі Ethereum, але також є потужним інструментом для розробників і користувачів, що підвищує ефективність і масштабованість блокчейну.

Плюси і мінуси віртуальної машини Ethereum

Віртуальна машина Ethereum (EVM) є наріжним каменем розробки блокчейнів, відома своїм зручним для розробників середовищем і безліччю переваг, але вона також має певні обмеження. Ось кілька ключових моментів, які слід враховувати:

Переваги віртуальної машини Ethereum

  • Підтримка крос-блокчейнів : здатність EVM підтримувати смарт-контракти, сумісні з байт-кодом, робить його універсальним для різних блокчейнів. Ця функція використовується кількома блокчейнами, такими як Polygon і Avalanche, що дозволяє їм використовувати надійну екосистему EVM.
  • Ізольоване середовище ізольованого програмного середовища : EVM керує кожним сегментом коду окремо в одній комп’ютерній мережі, гарантуючи, що виконання однієї програми не впливає на решту блокчейну або дані, що зберігаються на вузлових комп’ютерах. Ця ізоляція сприяє швидкому та ефективному розвитку.
  • Гнучкі можливості розробки : EVM чудово підходить для виконання складних і спеціально розроблених смарт-контрактів, що має вирішальне значення для різних програм, включаючи dApps, платформи DeFi , ігри та NFT . Крім того, велика спільнота розробників оточує EVM, що спрощує процес створення програмного забезпечення.
  • Перехресна сумісність між операційними системами : з різноманітністю операційних систем, таких як MacOS, Windows тощо, у мережах блокчейну розробка сумісного програмного забезпечення може бути складною. EVM вирішує це, стандартизуючи та дозволяючи виконання програм у кількох операційних системах без потреби в окремих базах коду.

Недоліки віртуальної машини Ethereum

  • Високі транзакційні витрати (комісія за газ) : одним із найважливіших недоліків використання EVM є висока вартість комісії за крипто-газ. Ці комісії можуть швидко зрости, особливо в періоди високого трафіку мережі, через обмеження масштабованості EVM.
  • Проблеми масштабованості : EVM може обробляти лише обмежену кількість транзакцій за секунду. Це обмеження може призвести до збільшення перевантаження мережі, що ще більше підвищить плату за газ.
  • Витрати на розгортання смарт-контрактів : популярний характер Ethereum означає, що розгортання спеціальних смарт-контрактів або великих програм може бути дорогим. Розробники повинні оптимізувати свої контракти для підвищення ефективності, усуваючи зайвий код або непотрібні функції, а також повинні враховувати високі витрати на зберігання в блокчейні Ethereum.
  • Незворотність смарт-контрактів : після розгортання смарт-контракт у блокчейні неможливо змінити. Ця незмінність створює труднощі, якщо помилки або вразливості виявляються після розгортання, що вимагає перерозподілу всього контракту, що може спричинити додаткові витрати.

Підводячи підсумок, хоча віртуальна машина Ethereum пропонує значні переваги з точки зору гнучкості, крос-сумісності та сприятливого середовища для розробників, вона також створює проблеми з точки зору масштабованості, вартості та незворотності смарт-контрактів. Ці фактори є вирішальними міркуваннями для тих, хто хоче розвиватися на блокчейні Ethereum.

Зверніть увагу, що Plisio також пропонує вам:

Створіть крипторахунки-фактури в 2 кліки and Приймайте криптовалютні пожертви

12 інтеграції

6 бібліотеки для найпопулярніших мов програмування

19 криптовалют і 12 блокчейн