Čo je to virtuálny stroj Ethereum (EVM) a ako funguje?

Éter (ETH), ktorá je druhou najväčšou kryptomenou z hľadiska trhovej kapitalizácie, je populárna medzi investormi do kryptomien vďaka svojmu natívnemu tokenu ETH. Jeho natívny programovací jazyk Solidity a virtuálny stroj Ethereum (EVM) sú však nápomocné pri obdive, ktorý dostáva od vývojárskej komunity. V skutočnosti, ethereum blockchain naďalej priťahuje decentralizovaná aplikácia (DApp) vývojárov vďaka svojej flexibilite, širokej škále dostupných vývojárskych nástrojov a veľkej používateľskej základni platformy.

EVM, ktorý tvorí jadro architektúry blockchainu, je program, ktorý vykonáva svoj aplikačný kód alebo inteligentné zmluvy, ako sa nazývajú, poskytujúce im run-time prostredie, ktoré beží nad sieťou Ethereum. A čo viac, EVM je Turingovo kompletné a môže teda spúšťať akýkoľvek program kódovaný v akomkoľvek programovacom jazyku, čo umožňuje vývojárom ľahko vytvárať vlastné inteligentné zmluvy a DApps pre narastajúci vývoj. Web3 priestor. 

Okrem týchto dôležitých funkcií má EVM prístup ku všetkým uzlom v sieti, spracováva inteligentné kontrakty a efektívne spracováva všetky transakcie na blockchaine Ethereum, čo z neho robí jeden z najvýkonnejších virtuálnych strojov v súčasnosti.

Čo je Ethereum Virtual Machine (EVM) a ako funguje?

Konceptualizované v roku 2013 programátorom Vitalik Buterin, sieť Ethereum vďačí za svoj fenomenálny úspech ako preferovaný blockchain pre vývojárov DApp virtuálnemu stroju Ethereum (EVM), ktorý navrhol Gavin Wood počas jeho pôsobenia v Ethereu. EVM, napísaný v C++ a pomocou kompilátora projektu LLVM, je špeciálny stavový stroj, ktorý funguje nepretržite a ktorého nemenné operácie určujú stav každého bloku v blockchaine Ethereum. 

EVM nielenže riadi, čo uzly môžu alebo nemôžu robiť s distribuovanou účtovnou knihou udržiavanou blockchainom Ethereum, ale definuje aj špecifické pravidlá zmeny stavu z bloku na blok. Posledná uvedená funkcia umožňuje funkciu inteligentnej zmluvy, ktorou je Ethereum známe.

Aby sme pochopili, čo virtuálny stroj Ethereum robí, musíme sa pozrieť na každú z rôznych funkcií, ktoré slúžia na zabezpečenie hladkého fungovania siete Ethereum. Pre každý vstup, ktorý dostane, EVM vytvára výstup, ktorý má deterministický charakter a sleduje matematickú funkciu v najjednoduchšom zmysle. 

EVM, ktorý funguje ako zásobníkový stroj, ktorý posúva prechodné hodnoty do zásobníka a z zásobníka, má hĺbku 1024 položiek, pričom každá z nich je 256-bitové slovo. Udržuje tiež dočasnú pamäť vo forme bajtového poľa, ktoré sa mení medzi dvoma transakciami na blockchaine Ethereum. Inteligentné zmluvné kódy, ktoré boli skompilované, vykonáva EVM vo forme kolekcie 140 štandardných operačných kódov, pričom implementuje aj iné stackové operácie špecifické pre blockchain.

EVM má teda stav stroja, ktorý je svojou povahou nestály počas spracovania akejkoľvek transakcie, a globálny alebo svetový stav, ktorý obsahuje informácie týkajúce sa rôznych účtov vedených na blockchaine Ethereum. Všetky akcie sa riadia kódom EVM, ktorý sám o sebe prešiel niekoľkými iteráciami od spustenia siete Ethereum v roku 2015, čo viedlo k existencii rôznych implementácií v súčasnosti používaných EVM.

V skutočnosti je EVM zodpovedný za udržiavanie úrovne abstrakcie medzi tisíckami Ethereum uzlov a vykonávacím kódom, pričom pôsobí ako funkcia, ktorá poskytuje konzistentné výsledky bez toho, aby klientom alebo uzlom prezradila veľa detailov.

Aký je účel virtuálneho stroja Ethereum (EVM)?

EVM spoľahlivo napája všetky aplikácie bežiace v sieti Ethereum bez hlásenia akýchkoľvek väčších výpadkov. Pre vývojárov funguje EVM ako zastrešujúci program, ktorý spúšťa menšie spustiteľné programy, ktoré sú v Ethereu známe ako inteligentné zmluvy, pričom im poskytuje slobodu zapisovať tieto inteligentné zmluvy do rôzne programovacie jazyky vrátane Solidity, Vyper, Python a Yul, medzi inými.

Vďaka tejto flexibilite, ktorú ponúka EVM, vytvoril blockchain Ethereum tisíce DApps v decentralizované financovanie (DeFi) a nefunkčný token (NFT) priestor. Každá z týchto aplikácií DApp a inteligentné zmluvy, z ktorých sú vyrobené, sú prevedené na bajtový kód, ktorý sa privádza do EVM a distribuuje sa medzi všetky uzly v sieti Ethereum. Keď sa nasadí inteligentná zmluva, EVM je zodpovedný za komunikáciu so všetkými uzlami a uskutočňovanie zmien stavu, keď sa dosiahne konsenzus.

Dá sa povedať, že EVM je vložený do každého uzla Ethereum na vykonávanie inteligentných zmlúv pomocou bajtkódu namiesto základného programovacieho jazyka, čím sa izoluje fyzický hostiteľský počítač od strojového kódu, na ktorom Ethereum beží.

Výhody virtuálneho stroja Ethereum (EVM)

Vzhľadom na spôsob, akým EVM funguje, môžu vývojári spúšťať kód bez toho, aby sa museli obávať jeho vplyvu na zvyšok siete alebo možnosti jeho záškoláctva s údajmi alebo osobnými súbormi umiestnenými na ktoromkoľvek uzlovom počítači. 

Okrem toho môžu spúšťať komplexné inteligentné zmluvy na rôznych výpočtových prostrediach s distribuovaným konsenzom. To zaisťuje, že zlyhanie jedného uzla nebude mať žiadny negatívny vplyv na beh DApp alebo smart kontraktu, keďže kód EVM zostáva rovnaký vo všetkých uzloch. Navyše, keďže údaje o účte sú v EVM udržiavané na globálnej úrovni, vývojári to považujú za ideálne na písanie vlastného kódu inteligentnej zmluvy a vytváranie odlišných aplikácií DApp, ktoré môžu pristupovať k tejto globálnej množine údajov a vytvárať spoľahlivé výstupy. 

Posvätnosť výsledku je to, čo robí EVM a najmä blockchain Ethereum vo všeobecnosti vhodnými pre udržateľné rozširovanie ekosystému DApps a inteligentných zmlúv Ethereum. Pridajte k tomu knižnicu štandardných kódov dostupných pre vývojárov, z ktorých si môžu vybrať, rastúci počet kompatibilných s EVM blockchainy vrstvy 2 a veľký počet možných prípadov použitia EVM a je ľahké pochopiť, prečo je EVM preferovanou platformou pre Vývoj Web3.

Nevýhody virtuálneho stroja Ethereum (EVM)

Napriek mnohým výhodám, ktoré ponúka EVM, existujú určité nevýhody, ktoré musia vývojári a podnikatelia stavajúci na Ethereu zvážiť. Najdôležitejšie z nich sú vysoké transakčné poplatky alebo náklady na plyn spojené s prevádzkou smart kontraktu v sieti Ethereum. 

Tieto poplatky sa platia v ETH a líšia sa v závislosti od zložitosti zmluvy a preťaženia siete v čase jej realizácie, preto je pre vývojárov a podnikateľov nevyhnutné, aby ceniť svoje služby podľa toho. Okrem toho, keďže Solidity je najpreferovanejším jazykom na kódovanie na EVM, znamená to, že vývojári s ním musia mať primerané skúsenosti a mať trochu technických znalostí, aby pomocou neho vytvorili efektívne inteligentné zmluvy. 

To druhé je dôležité, pretože akékoľvek dodatočné požiadavky na výpočet povedie k vyšším nákladom na plyn a nakoniec sa ukáže ako škodlivé pre úspech projektu. Ak sa vývojári rozhodnú kódovať pomocou iných jazykov, musia byť opatrní pri riešení akýchkoľvek inherentných opakovaní v kóde, pretože EVM ich aj tak skompiluje. Aj keď je modernizácia inteligentných zmlúv možná v neskoršej fáze, prichádza s bezpečnostnými rizikami spojenými s vytvorením sprostredkovateľskej inteligentnej zmluvy, ktorá odkazuje na adresu pôvodnej inteligentnej zmluvy.

Budúcnosť EVM

Bez ohľadu na revolučné zmeny, ktoré EVM priniesol do blockchain ekosystému, táto technológia na čítanie a vykonávanie kódu sa zdokonaľuje množstvom blockchainových projektov. 

s krížová interoperabilita Keďže je najdôležitejším aspektom pre vývojárov, podporilo sa mnoho blockchainov kompatibilných s EVM, pričom väčšina z nich ponúka nižší plyn a rýchlejšie transakčné rýchlosti ako protokol Ethereum. Výsledkom je, že tieto blockchainy sú teraz schopné bezproblémovo interagovať s používateľmi Etherea a uľahčujú prevody prostriedkov do ich vlastných sietí pomocou blockchain mosty.

Avšak s protokolom Ethereum, ktorý úspešne dokončil zlúčenie v septembri 2022, ďalší cieľ je posunúť sa z EVM to Ethereum WebAssembly (eWASM). eWASM, navrhnutý tak, aby bol vysoko modulárny a nezávislý od platformy, je propagovaný ako ďalšia zmena hry pre protokol Ethereum a mohol by motivovať ďalšie blockchainy, aby využívali toto run-time prostredie aj pre inteligentné zmluvy. Či však eWASM nahradia EVM ako najdôveryhodnejší mechanizmus pre smart kontrakty, je otázka, na ktorú odpovie len čas.