Poznanie maszyny wirtualnej Ethereum (EVM)

Maszyna wirtualna Ethereum (EVM) jest ważnym elementem blockchainu Ethereum, zapewniając odpowiednie środowisko, w którym realizowane są inteligentne kontrakty. EVM zapewnia Ethereum wbudowany język programowania do tworzenia zdecentralizowanych aplikacji.

Co to jest EVM?

EVM można traktować jako globalny, zdecentralizowany komputer zawierający miliony wykonywalnych instancji. Działa na każdym węźle będącym częścią sieci Ethereum. EVM wykonuje inteligentny kod kontraktu, dzięki czemu aplikacje mogą działać bez przestojów, cenzury i zakłóceń ze strony osób trzecich.

Inteligentne kontrakty to programy, które działają dokładnie tak, jak zaprogramowano, bez modyfikacji. EVM umożliwia to poprzez zapewnienie izolowanego, deterministycznego środowiska do realizacji inteligentnych kontraktów. Maszyna wirtualna zarządza również zmianami stanu w trakcie wykonywania kontraktów.

Funkcjonowanie maszyny wirtualnej Ethereum

EVM działa, uruchamiając się na każdym węźle Ethereum. Każdy węzeł w sieci uruchamia kopię EVM, aby zachować konsensus w zdecentralizowanym łańcuchu bloków. Dzięki temu kontrakt może mieć takie same wyniki, gdy jest wykonywany w dowolnym węźle.

Programiści piszą inteligentne kontrakty w językach programowania takich jak Solidity. Kontrakty te są kompilowane w „kod bajtowy”, który może być zrozumiały dla EVM i uruchamiany w sieci. Węzły w EVM obsługują kod bajtowy i wykonują inteligentne kontrakty.

EVM zarządza wszystkimi zmianami stanu w trakcie realizacji kontraktów. Śledzi salda kont, dane umów i inne szczegóły w pamięci stanu. EVM aktualizuje stan Ethereum, uruchamiając transakcje, takie jak wdrożenia kontraktów, wywołania funkcji, transfery itp.

Gaz służy do opłacania zasobów obliczeniowych niezbędnych do obsługi inteligentnych kontraktów w EVM. Węzły są zachęcane do zawierania kontraktów i zatwierdzania zmian stanu poprzez otrzymywanie opłat za gaz. Koszty gazu powstrzymują nieefektywny kod i ataki typu „odmowa usługi”.

Kluczowe role i funkcje EVM

EVM zapewnia zdecentralizowane środowisko wykonawcze dla inteligentnych kontraktów, które mogą działać na blockchainie. Umożliwia realizację kontraktów w dowolnym węźle Ethereum w sieci globalnej.

EVM zarządza zmianami stanu pomiędzy kontami zgodnie z logiką kontraktu. Egzekwuje reguły walidacji i uwierzytelniania dla wszystkich transakcji. 

EVM utrzymuje konsensus, uruchamiając kontrakty identycznie w każdym węźle. Aktualizuje stan Ethereum, przetwarzając transakcje, takie jak wdrożenia i transfery.

EVM wykorzystuje gaz do stymulacji węzłów. Węzły pobierają opłaty za gaz za realizację i zatwierdzanie transakcji. W ten sposób EVM motywuje węzły do ​​uruchamiania kontraktów i sprawdzania zmian stanu.

EVM zapewnia zdecentralizowane środowisko wykonawcze dla inteligentnych kontraktów, które działają równomiernie w całej sieci Ethereum. Zarządza państwem i egzekwuje zasady. EVM aktualizuje również stan i wykorzystuje gaz, aby zachęcić operatorów węzłów.

Przypadki użycia i zastosowania EVM

Oto niektóre z głównych przypadków użycia i aplikacji obsługiwanych przez maszynę wirtualną Ethereum:

1. Wdrażanie inteligentnych kontraktów

Jednym z głównych przypadków użycia maszyny wirtualnej Ethereum jest wdrażanie i uruchamianie różnego rodzaju inteligentnych kontraktów, takich jak tokeny, zdecentralizowane protokoły finansowe, zdecentralizowane aplikacje, niezamienne tokeny i inne. EVM umożliwia tym cyfrowym zasobom i platformom funkcjonowanie w sposób zdecentralizowany.

2. Budowa zdecentralizowanych aplikacji

Rozproszony charakter EVM umożliwia budowanie w pełni zdecentralizowanych aplikacji opartych na blockchainie, bez punktów awarii. EVM zwiększa odporność i czas pracy dappów.

3. Tworzenie umów bez zaufania 

EVM może tworzyć umowy, porozumienia i transakcje między stronami bez zaufania, bez konieczności korzystania z pośredników stron trzecich. Inteligentne kontrakty na EVM zapewniają przejrzystą logikę biznesową transakcji.

4. Rozwój organizacji zdecentralizowanych

DAO, czyli zdecentralizowane organizacje autonomiczne, można rozwijać przy użyciu logiki inteligentnych kontraktów działającej na EVM. Kod koduje strukturę organizacyjną, zasady, głosowanie i operacje.

Odkrywanie zaawansowanych możliwości

EVM umożliwia także kanały płatności, depozyty, weryfikowalne systemy głosowania w celu zarządzania, śledzenie łańcucha dostaw i inne zaawansowane funkcje w sposób deterministyczny.

Niezmienny i przezroczysty EVM zapewnia warstwę bazową, na której można budować inne protokoły, wykorzystując zdecentralizowany konsensus i wykonanie.

EVM obsługuje szeroką gamę zdecentralizowanych rozwiązań, od zasobów cyfrowych po organizacje i nie tylko. Zapewnia odporność, minimalizuje zaufanie i zapewnia warstwę bazową dla zdecentralizowanych technologii opartych na Ethereum.

Zalety podejścia EVM 

Kluczową zaletą modelu EVM jest to, że wykonanie deterministyczne zapewnia, że ​​inteligentne kontrakty zawsze działają dokładnie tak, jak zaprogramowano we wszystkich węzłach. Ta niezawodność jest niezbędna w zastosowaniach zdecentralizowanych.

• EVM zapewnia odporność na cenzurę zdecentralizowanych aplikacji i umów. Żadna jednostka centralna nie może modyfikować ani blokować wykonania. Umożliwia to innowacje bez pozwolenia.

• W wielu węzłach EVM w sieci Ethereum występuje nadmiarowość. Jeśli niektóre węzły przestaną działać, sieć będzie działać. Zapobiega to przestojom i zwiększa niezawodność.

• EVM wykorzystuje mechanizm konsensusu, aby zapewnić, że wszystkie aktywne węzły ostatecznie uzgodnią zmiany stanu wynikające z realizacji kontraktu. Dzięki temu utrzymuje się jednolite państwo.

• EVM wykorzystuje gaz do efektywnej alokacji zasobów w oparciu o potrzeby obliczeniowe i magazynowe. Gaz dostosowuje koszty do wykorzystania zasobów.

Inne zalety EVM obejmują deterministyczne wykonanie, odporność na cenzurę, redundancję, konsensus i efektywną wycenę zasobów. Te właściwości techniczne umożliwiają EVM rolę zdecentralizowanego komputera światowego.

Ograniczenia i wyzwania

Chociaż maszyna wirtualna Ethereum (EVM) oferuje potężne możliwości, stwarza również kilka ograniczeń i wyzwań, z którymi muszą się uporać programiści. Po pierwsze, EVM ma ograniczoną wbudowaną funkcjonalność, opierając się na inteligentnych kontraktach w zakresie rozszerzeń. Wszelkie dodatkowe funkcje lub funkcjonalności muszą zostać wdrożone w ramach tych umów, co może skomplikować proces rozwoju.

Kolejnym wyzwaniem jest koszt realizacji transakcji w sieci Ethereum, zwanej często „gazem”. W przypadku złożonych inteligentnych kontraktów i aplikacji koszty gazu mogą być zbyt wysokie, co potencjalnie ogranicza wykonalność niektórych projektów i zniechęca do powszechnego stosowania.

Co więcej, EVM wymaga, aby obliczenia były deterministyczne, zapewniając, że wszystkie węzły w sieci osiągną konsensus. Chociaż jest to niezbędne dla bezpieczeństwa i integralności sieci, może ograniczać elastyczność programistów podczas projektowania aplikacji.

Wreszcie koszty i wysiłek związany z przesunięciem kontraktów po uruchomieniu mogą być znaczące. Stanowi to przeszkodę dla programistów, którzy muszą wprowadzić poprawki lub aktualizacje swoich inteligentnych kontraktów po wdrożeniu, co może mieć potencjalny wpływ na wygodę użytkownika i harmonogram projektów.

Wnioski

Podsumowując, maszyna wirtualna Ethereum jest kluczową innowacją, która dała początek ekosystemom inteligentnych kontraktów i Web3. Zapewnienie deterministycznego, izolowanego środowiska wykonawczego dla programów typu blockchain umożliwiło nowy paradygmat w zdecentralizowanym oprogramowaniu. Wdrożenie aplikacji EVM w świecie rzeczywistym jest wciąż na wczesnym etapie, ale kryje w sobie znaczny długoterminowy potencjał.

Nancy J. Allen jest entuzjastką kryptowalut i wierzy, że kryptowaluty inspirują ludzi do bycia własnymi bankami i odchodzenia od tradycyjnych systemów wymiany walut. Intryguje ją również technologia blockchain i jej działanie.

Najnowsze posty Nancy J. Allen (widzieć wszystko)