Эфир (ETH), вторая по величине криптовалюта с точки зрения рыночной капитализации, популярен среди криптовалютных инвесторов из-за своего собственного токена ETH. Тем не менее, его родной язык программирования Solidity и виртуальная машина Ethereum (EVM) играют важную роль в том, что он получает одобрение со стороны сообщества разработчиков. Фактически, блокчейн Ethereum продолжает привлекать разработчиков децентрализованных приложений (DApp) благодаря своей гибкости, широкому спектру доступных инструментов для разработчиков и большой базе пользователей платформы.

Составляя ядро ​​архитектуры блокчейна, EVM — это программа, которая выполняет свой код приложения или, как их называют, смарт-контракты, обеспечивая для них среду выполнения, работающую поверх сети Ethereum. Более того, EVM является полной по Тьюрингу и, таким образом, может запускать любую программу, написанную на любом языке программирования, что позволяет разработчикам легко создавать собственные смарт-контракты и DApps для растущего пространства Web3.

В дополнение к этим важным функциям EVM имеет доступ ко всем узлам сети, управляет выполнением смарт-контрактов и эффективно обрабатывает все транзакции в блокчейне Ethereum, что делает ее одной из самых мощных виртуальных машин, существующих сегодня.

Что такое виртуальная машина Ethereum (EVM) и как она работает?

Сеть Ethereum, задуманная в 2013 году программистом Виталиком Бутериным, обязана своим феноменальным успехом в качестве предпочтительного блокчейна для разработчиков DApp виртуальной машине Ethereum (EVM), которая была разработана Гэвином Вудом во время его работы в Ethereum. Написанный на C++ и использующий компилятор проекта LLVM, EVM представляет собой специальный конечный автомат, который работает непрерывно и чьи неизменяемые операции определяют состояние каждого блока в блокчейне Ethereum.

EVM не только управляет тем, что узлы могут или не могут делать с распределенным реестром, поддерживаемым блокчейном Ethereum, но также определяет конкретные правила изменения состояния от блока к блоку. Последняя функциональность — это то, что обеспечивает функциональность смарт-контрактов, благодаря которой Ethereum стал известен.

Чтобы понять, что делает виртуальная машина Ethereum, необходимо рассмотреть каждую из различных функций, которые она выполняет, обеспечивая бесперебойную работу сети Ethereum. Для каждого получаемого входного сигнала EVM выдает выходные данные, которые являются детерминированными по своей природе и следуют математической функции в самом простом смысле.

Работая как стековая машина, которая передает временные значения в и из стека, EVM имеет глубину 1024 элемента, каждый из которых представляет собой 256-битное слово. Он также поддерживает временную память в виде массива байтов, который изменяется между двумя транзакциями в блокчейне Ethereum. Скомпилированные коды смарт-контрактов выполняются EVM в виде набора из 140 стандартных кодов операций, в то время как другие стековые операции, специфичные для блокчейна, также реализуются им.

Таким образом, EVM имеет машинное состояние, которое по своей природе непостоянно во время обработки любой транзакции, и глобальное или мировое состояние, содержащее информацию о различных учетных записях, поддерживаемых в блокчейне Ethereum. Все действия регулируются кодом EVM, который сам по себе претерпел несколько итераций с момента запуска сети Ethereum в 2015 году, что привело к существованию различных реализаций EVM, используемых в настоящее время.

Фактически, EVM отвечает за поддержание уровня абстракции между тысячами узлов Ethereum и исполняемым кодом, действуя как функция, которая обеспечивает согласованные результаты без разглашения многих деталей клиентам или узлам.

Какова цель виртуальной машины Ethereum (EVM)?

EVM надежно обеспечивает работу всех приложений, работающих в сети Ethereum, без каких-либо серьезных простоев. Для разработчиков EVM действует как всеобъемлющая программа, которая запускает меньшие исполняемые программы, известные как смарт-контракты в Ethereum, и в то же время предоставляет им свободу писать эти смарт-контракты на различных языках программирования, включая Solidity, Vyper, Python и Yul. другие.

Благодаря этой гибкости, предлагаемой EVM, блокчейн Ethereum породил тысячи DApps в пространстве децентрализованных финансов (DeFi) и невзаимозаменяемых токенов (NFT). Каждое из этих DApp и смарт-контракты, из которых они состоят, преобразуются в байт-код, который передается в EVM и распределяется между всеми узлами сети Ethereum. При развертывании смарт-контракта EVM отвечает за связь со всеми узлами и внесение изменений в состояние при достижении консенсуса.

Можно сказать, что EVM вставляется внутрь каждого узла Ethereum для выполнения смарт-контрактов с использованием байт-кода вместо базового языка программирования, тем самым изолируя физический хост-компьютер от машинного кода, на котором работает Ethereum.

Преимущества виртуальной машины Ethereum (EVM)

Благодаря тому, как работает EVM, разработчики могут выполнять код, не беспокоясь о его влиянии на остальную часть сети или о возможности его прогула с данными или личными файлами, размещенными на любом из узловых компьютеров.

Кроме того, они могут запускать сложные смарт-контракты в различных вычислительных средах с распределенным консенсусом. Это гарантирует, что сбой одного узла не окажет негативного влияния на работу DApp или смарт-контракта, поскольку код EVM остается одинаковым на всех узлах. Более того, поскольку данные учетной записи хранятся в EVM на глобальном уровне, разработчики считают ее идеальной для написания собственного кода смарт-контракта и создания отдельных DApps, которые могут получать доступ к этому глобальному набору данных и выдавать надежные результаты.

Святость результата — это то, что делает EVM, в частности, и блокчейн Ethereum в целом хорошо подходящими для устойчивого расширения экосистемы DApps и смарт-контрактов Ethereum. Добавьте к этому библиотеку стандартных кодов, доступную разработчикам на выбор, растущее количество EVM-совместимых блокчейнов уровня 2 и большое количество потенциальных вариантов использования EVM, и легко понять, почему EVM является предпочтительной платформой. для разработки Web3.

Недостатки виртуальной машины Ethereum (EVM)

Несмотря на множество преимуществ, предлагаемых EVM, существуют определенные недостатки, которые необходимо учитывать разработчикам и предпринимателям, использующим Ethereum. Наиболее важным из них являются высокие комиссии за транзакции или затраты на газ, связанные с запуском смарт-контракта в сети Ethereum.

Эти сборы, выплачиваемые в ETH, варьируются в зависимости от сложности контракта и перегрузки сети на момент исполнения, поэтому разработчикам и предпринимателям крайне важно устанавливать соответствующую цену на свои услуги. Кроме того, поскольку Solidity является наиболее предпочтительным языком для кодирования на EVM, это подразумевает, что разработчикам необходимо иметь достаточный опыт работы с ним и обладать некоторой технической экспертизой для создания эффективных смарт-контрактов с его использованием.

Последнее важно, поскольку любые дополнительные требования к вычислениям приведут к увеличению затрат на газ и в конечном итоге нанесут ущерб успеху проекта. Если разработчики решают писать код с использованием других языков, им необходимо быть осторожными при устранении любых повторений в коде, поскольку EVM все равно продолжит их компиляцию. Хотя обновление смарт-контрактов возможно на более позднем этапе, оно сопряжено с рисками безопасности, связанными с созданием промежуточного смарт-контракта, который ссылается на адрес исходного смарт-контракта.

Будущее EVM

Несмотря на революционные изменения, внесенные EVM в экосистему блокчейна, эта технология чтения и выполнения кода совершенствуется в ряде блокчейн-проектов.

Поскольку межсетевое взаимодействие является наиболее важным аспектом для разработчиков, многие EVM-совместимые блокчейны получили поддержку, причем большинство из них предлагают более низкий газ и более высокие скорости транзакций, чем протокол Ethereum. В результате эти блокчейны теперь могут беспрепятственно взаимодействовать с пользователями Ethereum и облегчают переводы средств в свои собственные сети с помощью мостов блокчейнов.

Однако после успешного завершения слияния протокола Ethereum в сентябре 2022 года следующей целью станет переход с EVM на Ethereum WebAssembly (eWASM). Разработанный как модульный и независимый от платформы, eWASM рекламируется как следующий переломный момент для протокола Ethereum и может побудить другие блокчейны использовать эту среду выполнения для смарт-контрактов. Однако заменит ли eWASM EVM в качестве наиболее надежного механизма для смарт-контрактов — это вопрос, на который ответит только время.