Ethereum Virtual Machine (EVM) erklärt

30. Juni 2025 | 4 Minuten Lesezeit

Was ist die Ethereum Virtual Machine (EVM)?

Die Ethereum Virtual Machine (EVM) ist ein dezentrales System, das Smart Contracts und Transaktionen auf der Ethereum-Blockchain ausführt. Die EVM ist eine virtuelle Maschine, also ein Computersystem, das nicht greifbar ist. Es steht also nicht irgendwo ein Computer in einem Büro, sondern die EVM wird digital von tausenden Nodes (Validatoren) weltweit betrieben. Jeder kann mitmachen und das Netzwerk als Node betreiben. Das macht es dezentral, zuverlässig und sicher. Die Ethereum Virtual Machine ist super wichtig für das Netzwerk, weil sie es ermöglicht, neue dezentrale Apps (dApps) zu bauen.

Cool an der Ethereum VM ist, dass sie eine Turing-vollständige Maschine ist. Eine Turing-Maschine ist ein theoretisches Rechenmodell, das beschreibt, was ein Computer oder Algorithmus alles berechnen kann. Ein Vorteil gegenüber einem normalen Computer ist, dass eine Turing-Maschine unendlich viel Speicher hat und jeder Computer eine Turing-Maschine lesen kann. Deshalb kann die Ethereum Virtual Machine von fast jedem Computer genutzt werden.

Wichtigste Erkenntnisse

Die Ethereum Virtual Machine (EVM) führt alle Smart Contracts und Transaktionen im Ethereum-Netzwerk aus.
Die EVM ist ein virtuelles und dezentrales Computersystem, das von Tausenden Nodes weltweit betrieben wird.
Smart Contracts werden in Programmiersprachen wie Solidity geschrieben und in Bytecode übersetzt, den die EVM versteht.
Da die EVM Turing-vollständig ist, können Entwickler komplexe dezentrale Anwendungen (dApps) damit bauen.
Die EVM spielt eine zentrale Rolle bei der Pflege des Netzwerkzustands, z. B. welche Smart Contracts existieren und welche Interaktionen damit durchgeführt wurden.

Wie funktioniert die Ethereum Virtual Machine (EVM)?

Die Ethereum Virtual Machine (EVM) funktioniert, indem Smart Contracts in Bytecode umgewandelt werden. Das ist eine Computersprache, die die EVM versteht. Bytecode wird von den meisten Betriebssystemen verstanden und ist dadurch ziemlich benutzerfreundlich. So können Nodes weltweit den Inhalt der Smart Contracts leicht verstehen, die ursprünglich in einer schwereren Programmiersprache (nämlich Solidity) geschrieben wurden. Alle Smart Contracts, die mit der EVM erstellt wurden, werden auf der Ethereum-Blockchain gespeichert.

So funktioniert der Bytecode: Wenn jemand mit einem Smart Contract kommunizieren will, schickt er eine Transaktion an die Adresse des Smart Contracts. In der Transaktion ist der Bytecode enthalten, zusammen mit der Funktion, die der Nutzer ausführen will. Die EVM liest dann den Bytecode und führt die Funktion aus.

Alles, was die EVM macht, braucht Rechenleistung. Diese kommt von den Nodes im Netzwerk, die Ethereum gestaked haben (Staking). Sie sorgen dafür, dass Transaktionen ausgeführt werden. Um Missbrauch zu verhindern, zahlen Nutzer Gas-Gebühren. Das sind sozusagen virtuelle Spritkosten, die man bezahlt, um eine Transaktion auszuführen. Gas-Gebühren werden in Ether (ETH) bezahlt und gehen an die Validatoren, die die Transaktionen verarbeiten. Wie hoch die Gas-Gebühren sind, hängt zum Beispiel von der Komplexität der Transaktion ab. ETH zu verschicken ist weniger komplex als einen neuen Smart Contract zu erstellen.

Ethereum-Datenbank pflegen

Neben dem Ausführen von Transaktionen und Smart Contracts hat die Ethereum Virtual Machine noch eine andere Aufgabe: Sie hält die Datenbank des Ethereum-Netzwerks aktuell, das nennt man auch den „State“. Im State steht, welche Smart Contracts es gibt, wie Tokens auf alle ETH-Wallets verteilt sind und alle Transaktionen. Der State ändert sich ständig, weil jede Transaktion in der Datenbank von der EVM gespeichert wird. Dabei arbeiten die Nodes mit, die kontrollieren, ob alles korrekt ist.

EVM als stack-basierte Maschine

Wenn man sich die EVM genauer anschaut, sieht man, dass sie als stack-basierte Maschine funktioniert. Das bedeutet, die EVM speichert während der Ausführung von Anweisungen Daten kurzzeitig auf einem Stapel (Stack).

Diese Daten werden direkt während der Ausführung genutzt und sind nur für kurze Zeit da. Außerdem benutzt die EVM temporären Speicher (Memory), um zusätzliche Daten während der Ausführung zu behalten. Dieser temporäre Speicher wird nach der Ausführung wieder gelöscht.

Die Ergebnisse von Transaktionen und Smart Contract-Interaktionen, die dauerhaft sind – also Änderungen an Wallets, Smart Contracts und deren Code – werden in der permanenten Speicherung von Ethereum abgelegt. Diese permanente Speicherung ist Teil der Blockchain, die von allen Nodes verwaltet wird.

Warum ist die EVM so wichtig?

Die Ethereum Virtual Machine ist super wichtig für die Ethereum-Blockchain, weil sie dafür sorgt, dass alle Nodes sich einig werden. Die Validatoren benutzen die EVM, um dezentral Konsens zu erreichen. So wird fair und sicher entschieden, ob eine Transaktion oder ein Smart Contract gültig und vertrauenswürdig ist.

Außerdem ermöglicht die EVM neue dezentrale Apps (dApps), weil Smart Contracts damit ausgeführt werden können. DApps erweitern das Ethereum-Ökosystem mit neuen DeFi-Projekten und NFT-Projekten.

Wird die Ethereum Virtual Machine (EVM) auch von anderen Blockchains genutzt?

Ethereum ist nicht die einzige Blockchain, die die Ethereum Virtual Machine nutzt. Es gibt andere Blockchains, die die EVM nutzen, eine Variante davon oder kompatibel mit der EVM sind. Hier eine Liste von Blockchains, die die EVM benutzen oder kompatibel sind:

Ethereum: Die originale und größte EVM-Blockchain.
Binance Smart Chain (BSC): Kompatibel mit der EVM, bekannt für seine Geschwindigkeit und niedrige Transaktionsgebühren (Gas Fees).
Polygon (Matic): Eine Layer-2-Lösung auf Ethereum, die die EVM nutzt und sich auf Skalierbarkeit konzentriert.
Avalanche (C-Chain): Unterstützt die EVM, wodurch Ethereum-Smart Contracts einfach zu Avalanche wechseln können.
Harmony: Unterstützt die EVM, sodass Ethereum-Smart Contracts genauso laufen wie auf Ethereum selbst.
Arbitrum: Wie Polygon eine Layer-2-Lösung, die Skalierbarkeit verbessert und Transaktionskosten senkt. Nutzt auch die EVM.
Moonbeam / Moonriver: Läuft auf Polkadot bzw. Kusama. Vollständig EVM-kompatibel, sodass bestehende Ethereum-Smart Contracts ohne Anpassungen verschoben werden können.

Zukunft der Ethereum Virtual Machine (EVM)

Die EVM ist super wichtig für Ethereum und viele EVM-kompatible Blockchains. Layer-2-Lösungen und Blockchains, die Cross-Chain-Kompatibilität bieten, nutzen oft die EVM oder eine Variante davon. Das liegt auch daran, dass das Ethereum-Ökosystem in der Kryptobranche eine große Rolle spielt. Solange Ethereum beliebt bleibt und Entwickler dApps mit der EVM bauen, bleibt die EVM wichtig.

Außerdem wird die EVM weiterentwickelt. Entwickler in der Ethereum-Community arbeiten daran, die EVM zu verbessern.

Zuletzt entstehen immer mehr neue Layer-2-Lösungen, die die EVM nutzen, zum Beispiel zk-Rollups-Netzwerke, die Ethereum skalierbarer, schneller und günstiger machen.

Vor- und Nachteile der EVM

Vorteile der EVM	Nachteile der EVM
Dezentralisierung: Die dezentrale Natur der EVM gibt Entwicklern viel Freiheit und macht das Netzwerk manipulationssicher.	Skalierbarkeit: Die EVM auf Ethereum hängt von der Geschwindigkeit und Skalierbarkeit von Ethereum ab. Ethereum ist bekannt dafür, dass es manchmal langsam ist, was zu hohen Gebühren führen kann, wenn das Netzwerk viel genutzt wird.
Transparenz: Das Ethereum-Netzwerk und damit auch die EVM sind Open Source und sehr transparent. Jeder kann die Datenbank anschauen, sehen welche Transaktionen gemacht wurden, welche Wallets es gibt und was sie besitzen, sowie welche Smart Contracts gespeichert sind.	Komplexität: Die EVM nutzt Solidity für Smart Contracts. Das ist eine neue Programmiersprache, an die man sich als Entwickler erst gewöhnen muss.
Sicherheit: Die Ethereum-Blockchain gilt als sicher, dank des Konsensmechanismus mit Nodes, die Transaktionen validieren. Smart Contracts, die mit der EVM erstellt wurden, profitieren von dieser Sicherheit.	Sicherheitsrisiken: Obwohl die EVM sicher ist, gibt es Risiken bei der Entwicklung von Smart Contracts. Fehler im Code können zu Bugs oder Exploits führen.
Programmierbarkeit: Da die EVM eine Turing-vollständige Maschine ist, kann sie von fast jedem Computer verstanden werden. Dadurch eignet sie sich super zum Entwickeln neuer dApps.

Fazit

Die Ethereum Virtual Machine (EVM) ist essenziell für das Funktionieren von Ethereum und spielt eine zentrale Rolle bei der Ausführung von Smart Contracts und beim Erstellen dezentraler Apps (dApps). Weil das System von tausenden Nodes dezentral betrieben wird, ist es nicht nur zuverlässig, sondern auch sicher und transparent.

Die EVM ist kompatibel mit vielen anderen Blockchains und Layer-2-Lösungen, wodurch Entwickler ihre Projekte einfach auf andere Netzwerke ausweiten oder verschieben können.

Außerdem entwickelt sich die EVM ständig weiter. Zum Beispiel durch zk-Rollups, die die Skalierbarkeit und Geschwindigkeit verbessern. Solange das Ethereum-Ökosystem wächst und Entwickler mit der EVM bauen, bleibt diese virtuelle Maschine ein unverzichtbarer Teil der Krypto- und Web3-Welt.