Máquina virtual de Ethereum (EVM) explicada
¿Qué es la Máquina Virtual de Ethereum (EVM)?
La Máquina Virtual de Ethereum (EVM) es un sistema descentralizado que permite la ejecución de contratos inteligentes y transacciones en la cadena de bloques de Ethereum. La EVM es una máquina virtual, lo que significa que es un sistema informático intangible. No existe un ordenador físico en una oficina, sino que la EVM es gestionada digitalmente por miles de nodos (validadores) en todo el mundo. Cualquier persona puede participar y mantener la red como nodo. Esto la hace descentralizada, confiable y segura. La Máquina Virtual de Ethereum es fundamental para la red, ya que permite construir nuevas aplicaciones descentralizadas (dApps).
Lo útil de la máquina virtual de Ethereum es que es una máquina de Turing completa. Una máquina de Turing es un modelo teórico de computación que describe lo que una computadora o algoritmo puede calcular. Una ventaja respecto a una computadora es que una máquina de Turing tiene memoria infinita y que cualquier computadora puede interpretar una máquina de Turing, por lo que la Máquina Virtual de Ethereum puede ser utilizada en principio por cualquier computadora.
Puntos clave
- La Máquina Virtual de Ethereum (EVM) ejecuta todos los smart contracts y transacciones en la red Ethereum.
- La EVM es un ordenador virtual y descentralizado operado por miles de nodos en todo el mundo.
- Los smart contracts se escriben en lenguajes como Solidity y se traducen a bytecode, que la EVM entiende.
- Al ser Turing-completa, permite a los desarrolladores crear dApps complejas y descentralizadas.
- La EVM mantiene el estado de la red, registrando contratos activos e interacciones con ellos.
¿Cómo funciona la Máquina Virtual de Ethereum (EVM)?
La Máquina Virtual de Ethereum (EVM) funciona mediante la conversión de contratos inteligentes a bytecode. Este es un lenguaje de computadora que la EVM entiende. El bytecode es un lenguaje de programación entendido por la mayoría de los sistemas operativos y por ello es muy accesible. Esto permite que los nodos en todo el mundo entiendan fácilmente el contenido de los contratos inteligentes, que inicialmente están escritos en un lenguaje de programación más complejo (Solidity). Todos los contratos inteligentes creados con la EVM se almacenan en la cadena de bloques de Ethereum.
Así funciona el bytecode: cuando un usuario quiere interactuar con un contrato inteligente, realiza una transacción a la dirección del contrato. En la transacción se incluye el bytecode junto con la función que el usuario desea ejecutar. La EVM lee entonces el bytecode y ejecuta la función.
Todo lo que hace la EVM consume poder de cómputo. Este poder de cómputo es proporcionado por los nodos de la red que han apostado Ethereum (staking). Ellos se aseguran de que las transacciones se ejecuten. Para evitar abusos en la red, los usuarios pagan tarifas de gas. Estas son, en realidad, costos de “combustible” virtual que se pagan para ejecutar una transacción. Las tarifas de gas se pagan en Ether (ETH) y se distribuyen a los validadores que procesan las transacciones. El monto de las tarifas depende, entre otras cosas, de la complejidad de la transacción. Enviar ETH es menos complejo que crear un nuevo contrato inteligente.
Mantenimiento de la base de datos de Ethereum
Además de ejecutar transacciones y contratos inteligentes, la Máquina Virtual de Ethereum tiene otra función: mantener la base de datos de la red Ethereum, también conocida como mantenimiento del estado almacenado (state). En el estado se describe qué contratos inteligentes existen, la distribución de tokens entre todas las carteras ETH y todas las transacciones. El estado cambia continuamente, ya que cada transacción se almacena en la base de datos por la EVM. Esto se hace en colaboración con los nodos, que verifican que las modificaciones sean correctas.
Máquina virtual basada en pila (stack) de Ethereum
Cuando observamos más a fondo el funcionamiento de la Máquina Virtual de Ethereum, vemos que la EVM funciona como una máquina basada en pila (stack-based machine). Esto significa que la EVM, al ejecutar instrucciones, almacena temporalmente información en una pila (stack).
Estos datos se procesan directamente durante la ejecución y están destinados para uso temporal. Además, la EVM utiliza memoria temporal para recordar datos adicionales durante la ejecución. Estos datos temporales se eliminan una vez finalizada la ejecución.
Los resultados de las transacciones e interacciones con contratos inteligentes que son permanentes, como cambios en carteras, contratos inteligentes y códigos de contratos, se registran en el almacenamiento permanente de Ethereum. Este almacenamiento forma parte de la cadena de bloques, la cual es mantenida por todos los nodos.
¿Por qué es importante la EVM?
La Máquina Virtual de Ethereum es muy importante para la cadena de bloques de Ethereum porque permite que los nodos lleguen a un consenso. Ellos son los validadores de la red que usan la EVM para alcanzar consenso de forma descentralizada, lo que permite decidir de manera justa y segura si una transacción o contrato inteligente es válido y confiable.
Además, la EVM permite la creación de nuevas aplicaciones descentralizadas (dApps) gracias a la ejecución de contratos inteligentes. Las dApps amplían el ecosistema de Ethereum con nuevos proyectos DeFi y proyectos NFT.
¿Utilizan otras blockchains la Máquina Virtual de Ethereum (EVM)?
La red Ethereum no es la única blockchain que utiliza la Máquina Virtual de Ethereum. Existen otras blockchains que usan la EVM, una variante de ella, o que son compatibles con la EVM. A continuación una lista de blockchains que usan o son compatibles con la EVM:
- Ethereum: La blockchain original y más grande con EVM.
- Binance Smart Chain (BSC): Compatible con la EVM y conocida por su velocidad y bajas tarifas de transacción (gas fees).
- Polygon (Matic): Una solución Layer-2 sobre Ethereum que utiliza la EVM y se enfoca en la escalabilidad del ecosistema Ethereum.
- Avalanche (C-Chain): Soporta la EVM, permitiendo que contratos inteligentes de Ethereum se transfieran fácilmente a Avalanche.
- Harmony: Compatible con la EVM, permitiendo que los contratos inteligentes de Ethereum funcionen como en Ethereum.
- Arbitrum: Al igual que Polygon, es una solución Layer-2 que mejora la escalabilidad y reduce costos de transacción. También usa la EVM.
- Moonbeam / Moonriver: Ejecutándose sobre Polkadot y Kusama respectivamente. Totalmente compatibles con EVM, permitiendo mover contratos inteligentes de Ethereum sin modificaciones.
Futuro de la Máquina Virtual de Ethereum (EVM)
La EVM es fundamental para Ethereum y muchas blockchains compatibles con EVM. Las soluciones Layer-2 y blockchains enfocadas en interoperabilidad entre cadenas suelen usar la EVM o alguna variante, también porque el ecosistema Ethereum juega un papel muy importante en el mercado cripto. Mientras Ethereum siga siendo popular y los desarrolladores de dApps usen la EVM para moverse fácilmente entre redes compatibles, la EVM seguirá siendo relevante.
Además, el desarrollo de la EVM continúa. Los desarrolladores dentro de la comunidad Ethereum trabajan en mejorar la EVM.
Finalmente, cada vez hay más soluciones Layer-2 que usan la EVM, como las redes de zk-rollups, que hacen el ecosistema Ethereum más escalable, rápido y barato.
Ventajas y desventajas de la EVM
| Ventajas de la EVM | Desventajas de la EVM |
|---|---|
| Descentralización: El carácter descentralizado de la EVM ofrece gran libertad a los desarrolladores y protege la red contra manipulaciones. | Escalabilidad: La EVM en Ethereum depende de la velocidad y escalabilidad de Ethereum, que es conocida por ser lenta, lo que puede causar tarifas altas en momentos de alta demanda. |
| Transparencia: La red Ethereum y la EVM son de código abierto y muy transparentes. Cualquiera puede ver la base de datos, las transacciones realizadas, las wallets existentes y los contratos inteligentes almacenados. | Complejidad: La EVM utiliza Solidity para el desarrollo de contratos inteligentes, un lenguaje nuevo al que los desarrolladores deben adaptarse. |
| Seguridad: La blockchain de Ethereum es considerada segura gracias al mecanismo de consenso y a los nodos que validan las transacciones. Los contratos inteligentes creados con la EVM se benefician de esta seguridad. | Riesgos de seguridad: Aunque la EVM es segura, existen riesgos en el desarrollo de contratos inteligentes. Errores pueden causar bugs y exploits. |
| Programabilidad: Al ser una máquina Turing completa, la EVM es comprensible para casi cualquier computadora, siendo ideal para desarrollar nuevas dApps. |
Reflexión final
La Máquina Virtual de Ethereum (EVM) es esencial para el funcionamiento de Ethereum y desempeña un papel central en la ejecución de contratos inteligentes y la creación de aplicaciones descentralizadas (dApps). Debido a que el sistema es gestionado de forma descentralizada por miles de nodos, es confiable, seguro y transparente.
La EVM es compatible con muchas otras blockchains y soluciones Layer-2, lo que facilita a los desarrolladores expandir o mover sus proyectos a otras redes.
Además, la EVM está en constante desarrollo. Por ejemplo, con la aparición de zk-rollups que mejoran la escalabilidad y velocidad de la red. Mientras el ecosistema Ethereum siga creciendo y los desarrolladores sigan utilizando la EVM, esta máquina virtual seguirá siendo un componente imprescindible en el mundo cripto y Web3.
