Die Ethereum Virtual Machine (EVM) ist eine verteilte Zustandsmaschine, die es Benutzern ermöglicht, die Ausführung von Code auf die Verarbeitung einer Transaktion zu beschränken. Auf diese Weise können Benutzer komplexe Ausgabebedingungen und Benutzerinteraktionen definieren, die in einem einfachen Zahlungsnetzwerk nicht möglich gewesen wären. Die EVM ermöglicht und führt Smart Contracts auf Ethereum aus und wird von Ethereum-Knoten verwaltet.

Jeder Ethereum-Knoten verwaltet seine eigene Kopie des EVM, und der kanonische oder „korrekte“ Zustand des EVM wird im Allgemeinen durch Mehrheitskonsens unter den Knoten bestimmt. Diese Konstruktion behält die dezentrale Natur von Blockchains bei und öffnet gleichzeitig die Tür für viel komplexere On-Chain-Aktivitäten als einfache Peer-to-Peer-Transaktionen.

Obwohl EVM nicht der einzige Mechanismus ist, mit dem eine programmierbare Blockchain erstellt werden kann, dominiert es seit seiner Einführung die Welt der Smart Contracts. Mit der Veröffentlichung von Ethereum wurde die Smart-Contract-Sprache Solidity entwickelt, um Entwicklern eine besser lesbare und überprüfbare Sprache zum Schreiben von EVM-Verträgen bereitzustellen. Ohne eine höherstufige Sprache wie Solidity wären Entwickler gezwungen, Verträge manuell aus Bytecode zu erstellen, was fehleranfälliger und schwieriger zu prüfen ist. Trotz der Entwicklung einer Vielzahl neuer Tools und Compiler zur Interaktion mit EVM bleibt Solidity die am häufigsten verwendete Sprache zum Schreiben von EVM-Verträgen.

Was bedeutet EVM-kompatibel?

Während Ethereum die erste Blockchain war, die die EVM eingeführt hat, gibt es mittlerweile viele andere Blockchains, die die VM von Ethereum verwenden, um Smart-Contract-Unterstützung zu implementieren.

Die VM einer Blockchain gilt als EVM-kompatibel, wenn sie dieselben Opcodes wie die EVM enthält. Wenn alle EVM-Opcodes ausgeführt werden können, kann jede Sprache, die nur EVM-Opcodes verwendet, auch zum Erstellen von Smart Contracts und zur Interaktion mit jeder anderen EVM-kompatiblen Blockchain verwendet werden.

In der Praxis bedeutet dies, dass dieselben Anwendungen auf jeder EVM-kompatiblen Kette eingesetzt werden können, ohne dass übermäßige (oder oft überhaupt keine) Änderungen am Fluss oder Code vorgenommen werden müssen. Einige EVM-kompatible Ketten, wie Quai Network, verwenden mehrere miteinander verbundene, gleichzeitig ausgeführte EVMs, um kostengünstigere Vertragsinteraktionen und Statusänderungen anzubieten.

Interessanterweise muss eine Blockchain nicht unbedingt EVM-kompatibel sein, um Solidity-kompatibel zu sein. Eine VM, die den vollständigen EVM-Befehlssatz ohne Änderungen unterstützt, ist EVM-kompatibel, aber eine VM, die nicht EVM-kompatibel ist, kann dennoch von Solidity angesteuert werden. Eine auf Web Assembly (WASM) basierende virtuelle Maschine kann beispielsweise Solidity-kompatibel sein, solange sie einen Mechanismus zum Kompilieren von Solidity in den Bytecode der neuen VM bietet. Der Unterschied zwischen EVM-Kompatibilität und EVM-Nichtkompatibilität zeigt sich im Bytecode – Roher Vertrags-Bytecode kann zwischen EVM-kompatiblen Ketten kopiert und eingefügt werden und ist verwendbar, während derselbe Code in einer nicht EVM-kompatiblen Kette unbrauchbar wäre.

Zu den Alternativen zum EVM gehören die LLVM (zum Kompilieren in Solana-Bytecode) und die IELE (von Cardano verwendet). Diese haben zwar den Aufbau neuer Entwickler-Communitys gefördert, stehen aber im Vergleich zur Popularität des EVM immer noch weit in den Schatten.

Welche Vorteile bietet die EVM-Kompatibilität?

EVM-kompatible Blockchains und Layer 2s unterhalten die größten Communities aktiver Entwickler und Benutzer. Aufgrund der bestehenden Popularität von EVM und der vielfältigen Anzahl von Opcodes wird die überwiegende Mehrheit der Smart Contracts und dezentralen Anwendungen für eine EVM-kompatible Kette geschrieben und auf dieser bereitgestellt.

Bei einer so starken Entwickler-Community wurde der Erstellungsprozess für das EVM von einer verteilten und sehr vielfältigen Gruppe von Personen ausführlich dokumentiert und verfeinert. Eine lange Geschichte erfolgreicher (und erfolgloser) EVM-Anwendungen hat den Grundstein für eine sichere und gut verständliche Entwicklerumgebung gelegt.

Die für die Entwicklung auf der EVM verwendeten Sprachen können komplex sein, gleichen diese Komplexität jedoch durch ihre Fähigkeit aus, aufgrund der Turing-Vollständigkeit der EVM nahezu jede erdenkliche Anforderung zu erfüllen. Turing-vollständige VMs bergen jedoch das Risiko von Endlosschleifen, die durch eine gründliche Prüfung und Überprüfung des Smart-Contract-Codes vermieden werden können.

Der wertvollste Aspekt des EVM ist seine Community und Dokumentation. Tausende von Ressourcen, darunter die praktischen Erfahrungen von Solidity-Entwicklern, stehen aufstrebenden Entwicklern als Referenz zur Verfügung.

Obwohl die EVM-Kompatibilität viele Vorteile bietet, hat EVM auch einige Schwächen, wie etwa seine Komplexität und seine Gaspreise. Als erster Vorstoß der Blockchain-Welt in den Bereich der Smart Contracts priorisiert EVM Funktionalität gegenüber Einfachheit. Während Sprachen wie Solidity notorisch kompliziert sind, haben die Tools, die in den letzten Jahren zur Unterstützung EVM-basierter Entwickler entwickelt wurden, die Entwicklerumgebung und -erfahrung drastisch verbessert, während die vollständige Turing-vollständige Funktionalität von EVM erhalten blieb.

Die EVM hat außerdem Probleme mit der Gaspreisgestaltung, insbesondere im Zusammenhang mit den staatlichen Mieten, die das Netz verstopfen:

„Das wirkliche Problem von Ethereum ist, dass es keine staatliche Rente hat. Die Größe der Staaten ist also so aufgebläht, dass sie durch Eingabe-/Ausgabevorgänge stark eingeschränkt sind. Es ist also nicht unbedingt ein inhärentes Problem des EVM, es trägt große Mengen an Staaten mit sich herum und hat keinen Zahlungsmechanismus dafür. Sie haben keine Kosten verursacht, was eindeutig eine externe Wirkung ist. So lösen wir das Problem – genau wie beim Sharding von Staaten eine effizientere Ausbreitung von Transaktionen ermöglicht, ermöglicht es auch eine kleinere Staatsgröße in jedem beliebigen Kontext. Und das andere, was wir tun, ist, eine staatliche Rente hinzuzufügen, damit wir die Aufblähung der Staaten begrenzen können, was es uns ermöglichen wird, weitaus mehr Transaktionen zu verarbeiten.“

-Dr. K, Mitbegründer von Quai Network

Was sind einige der beliebtesten EVM-Token?

Das beliebteste Token, das die Ethereum Virtual Machine nutzt, ist, vielleicht nicht überraschend, Ethereum. Als erstes Protokoll, das Smart-Contract-Funktionen in irgendeiner Form unterstützt, hat Ethereum einen starken First-Mover-Vorteil genossen und sich als Anlaufstelle für DeFi, NFTs und mehr etabliert. Die hohen Gebühren, die bei Ethereum in Zeiten hoher Nachfrage häufig anfallen, haben die Benutzer jedoch dazu veranlasst, nach alternativen Protokollen zu suchen, die vergleichbare Sicherheit, Dezentralisierung und Funktionalität wie Ethereum bieten, ohne die hohen Nutzungskosten.

Es gibt auch eine Vielzahl von Projekten wie BSC, Tron und EOS, die EVM-Kompatibilität zu niedrigen Gebühren auf Kosten der Dezentralisierung und/oder Sicherheit bieten. Keines dieser Projekte war jedoch in der Lage, niedrige Gebühren beizubehalten und gleichzeitig eine vergleichbare Dezentralisierung, Sicherheit und Funktionalität wie Ethereum beizubehalten.

Im Gegensatz dazu ist Quai Network ein Pre-Mainnet-Netzwerk von Blockchains, das Merged Mining und Sharding nutzt, um die Funktionalität des EVM zu geringen Kosten anzubieten, ohne Kompromisse bei Dezentralisierung oder Sicherheit einzugehen. Durch die Verwendung vieler miteinander verflochtener Blockchains, die asynchron Blöcke produzieren und jeweils ein unabhängiges EVM ausführen, skaliert Quai Network sowohl die Dezentralisierung als auch die Smart Contracts auf ein beispielloses Niveau.

Abschluss

Als erste Methode zur Implementierung von Smart Contracts in eine Blockchain hat sich EVM im letzten Jahrzehnt durch eine explosionsartige Zunahme neuer Entwicklungsaktivitäten und Tools enorm entwickelt. Trotz dieses großen Vorsprungs sind jedoch viele Verbesserungen am EVM möglich, die das Potenzial haben, die Anreize weiter zu verfeinern und den aktuellen Stand von Smart Contracts zu verbessern.

Quai Network ist ein Open-Source-Proof-of-Work-Blockchain-Netzwerk, das die Möglichkeiten des Merged Mining nutzt, um Durchsatz und Sicherheit zu erhöhen. Benutzer von Quai Network profitieren von schnellen Transaktionszeiten ohne Kompromisse bei Dezentralisierung und Sicherheit. Miner haben wettbewerbsfähige Mining-Möglichkeiten über die vielen Blockchains innerhalb des Netzwerks hinweg.

Das Quai Network kann Tausende von Transaktionen pro Sekunde durchführen und ist eine Proof-of-Work-Lösung für Skalierbarkeit, die bald für die Mainnet-Veröffentlichung bereit sein wird.

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