Знайомство з віртуальною машиною Ethereum (EVM)

Віртуальна машина Ethereum (EVM) є важливим компонентом блокчейну Ethereum, забезпечуючи відповідне середовище для виконання розумних контрактів. EVM надає Ethereum вбудовану мову програмування для створення децентралізованих програм.

Що таке EVM?

EVM можна розглядати як глобальний децентралізований комп’ютер, що містить мільйони виконуваних екземплярів. Він працює на кожному вузлі, який є частиною мережі Ethereum. EVM виконує код смарт-контракту, щоб додатки могли працювати без простою сторонніх розробників, цензури або втручання.

Смарт-контракти — це програми, які працюють точно так, як запрограмовано, без змін. EVM забезпечує це, надаючи ізольоване, детерміноване середовище для виконання смарт-контрактів. Віртуальна машина також керує змінами стану під час виконання контрактів.

Функціонування віртуальної машини Ethereum

EVM працює, запускаючись на кожному вузлі Ethereum. Кожен вузол у мережі запускає копію EVM для підтримки консенсусу в децентралізованому блокчейні. Це дозволяє контракту мати однакові результати під час виконання на будь-якому вузлі.

Розробники пишуть розумні контракти на таких мовах програмування, як Solidity. Ці контракти скомпільовані в «байт-код», який може зрозуміти EVM і працювати в мережі. Вузли в EVM запускають байт-код і виконують смарт-контракти.

EVM керує всіма змінами стану під час виконання контрактів. Він відстежує залишки на рахунках, дані контрактів та інші деталі в своєму державному сховищі. EVM оновлює стан Ethereum, запускаючи такі транзакції, як розгортання контрактів, виклики функцій, передачі тощо.

Газ використовується для оплати обчислювальних ресурсів, необхідних для виконання смарт-контрактів у EVM. Вузли стимулюються для виконання контрактів і перевірки змін стану шляхом отримання плати за газ. Вартість газу запобігає неефективному коду та атакам на відмову в обслуговуванні.

Ключові ролі та функції EVM

EVM забезпечує децентралізоване середовище виконання для смарт-контрактів для запуску в блокчейні. Це дозволяє виконувати контракти на будь-якому вузлі Ethereum у глобальній мережі.

EVM керує змінами стану між обліковими записами відповідно до логіки контракту. Він забезпечує виконання правил перевірки та автентифікації для всіх транзакцій. 

EVM підтримує консенсус, запускаючи контракти однаково на кожному вузлі. Він оновлює стан Ethereum, обробляючи такі транзакції, як розгортання та передачі.

EVM використовує газ для стимуляції вузлів. Вузли отримують плату за газ для виконання та перевірки транзакцій. Ось як EVM мотивує вузли виконувати контракти та перевіряти зміни стану.

EVM забезпечує децентралізоване середовище виконання для рівномірної роботи смарт-контрактів у Ethereum. Воно керує державою та забезпечує виконання правил. EVM також оновлює стан і використовує газ для стимулювання операторів вузлів.

Випадки використання та застосування EVM

Ось деякі з основних випадків використання та програм, які підтримує віртуальна машина Ethereum:

1. Розгортання смарт-контрактів

Одним із основних варіантів використання віртуальної машини Ethereum є розгортання та запуск різних видів смарт-контрактів, таких як токени, децентралізовані фінансові протоколи, децентралізовані програми, незамінні токени тощо. EVM дозволяє цим цифровим активам і платформам функціонувати децентралізовано.

2. Створення децентралізованих програм

Розподілений характер EVM дозволяє створювати повністю децентралізовані програми на основі блокчейну без точки відмови. EVM сприяє стійкості та безперебійній роботі програм.

3. Створення безнадійних угод 

EVM може створювати недовірчі угоди, домовленості та транзакції між сторонами, не вимагаючи третіх сторін-посередників. Розумні контракти на EVM забезпечують прозору бізнес-логіку для угод.

4. Розвиток децентралізованих організацій

DAO, або децентралізовані автономні організації, можна розробити за допомогою логіки смарт-контрактів, що працює на EVM. Кодекс кодує організаційну структуру, правила, голосування та операції.

Вивчення розширених можливостей

EVM також підтримує платіжні канали, депонування, перевірені системи голосування для управління, відстеження ланцюга постачання та інші розширені функції в детермінований спосіб.

Незмінний і прозорий EVM забезпечує базовий рівень для створення інших протоколів, використовуючи його децентралізований консенсус і виконання.

EVM підтримує широкий спектр децентралізованих рішень, від цифрових активів до організацій тощо. Це забезпечує стійкість, мінімізує довіру та забезпечує базовий рівень для децентралізованих технологій на основі Ethereum.

Переваги підходу EVM 

Ключовою перевагою моделі EVM є те, що детерміноване виконання гарантує, що смарт-контракти завжди виконуються точно так, як запрограмовано на всіх вузлах. Ця надійність є важливою для децентралізованих програм.

• EVM забезпечує захист від цензури для децентралізованих програм і угод. Жодна центральна сторона не може змінити або заблокувати виконання. Це дає змогу здійснювати інновації без дозволу.

• У мережі Ethereum існує надлишковість багатьох вузлів EVM. Якщо деякі вузли виходять з ладу, мережа продовжує працювати. Це запобігає простоям і підвищує надійність.

• EVM використовує механізм консенсусу, щоб забезпечити остаточну згоду всіх активних вузлів щодо змін стану, що виникають у результаті виконання контракту. Це підтримує єдину державу.

• EVM використовує газ для ефективного розподілу ресурсів на основі потреб обчислення та зберігання. Газ узгоджує витрати з використанням ресурсів.

Інші переваги EVM включають детерміноване виконання, стійкість до цензури, резервування, консенсус та ефективне ціноутворення ресурсів. Ці технічні властивості дозволяють EVM виконувати роль децентралізованого світового комп’ютера.

Обмеження та проблеми

Хоча віртуальна машина Ethereum (EVM) пропонує потужні можливості, вона також представляє ряд обмежень і проблем, з якими розробники повинні орієнтуватися. По-перше, EVM має обмежену вбудовану функціональність, покладаючись на смарт-контракти для розширень. Будь-які додаткові функції чи функції мають бути реалізовані через ці контракти, що може ускладнити процес розробки.

Інша проблема полягає у вартості виконання транзакцій у мережі Ethereum, яку часто називають «газом». Для складних смарт-контрактів і додатків витрати на газ можуть бути непомірно високими, що потенційно обмежує здійсненність певних проектів і перешкоджає широкому застосуванню.

Крім того, EVM вимагає, щоб обчислення були детермінованими, гарантуючи, що всі вузли в мережі досягають консенсусу. Хоча це важливо для безпеки та цілісності мережі, це може обмежити гнучкість розробників під час розробки їхніх програм.

Нарешті, вартість і зусилля, пов’язані з перерозподілом контрактів після запуску, можуть бути значними. Це створює перешкоду для розробників, які потребують виправлення або оновлення своїх смарт-контрактів після розгортання, що потенційно може вплинути на взаємодію з користувачем і терміни проекту.

Висновок

Підсумовуючи, віртуальна машина Ethereum є ключовою інновацією, яка породила смарт-контракт і екосистеми Web3. Надання детермінованого, ізольованого середовища виконання для блокчейн-програм увімкнуло нову парадигму децентралізованого програмного забезпечення. Реальне впровадження програм EVM все ще знаходиться на ранніх стадіях, але має значний довгостроковий потенціал.

Ненсі Дж. Аллен — крипто-ентузіаст і вважає, що криптовалюти надихають людей бути власними банками та відійти від традиційних систем грошового обміну. Вона також заінтригована технологією блокчейн та її функціонуванням.

Останні дописи Ненсі Дж. Аллен (бачити все)