Wirtualna maszyna Ethereum (EVM) wyjaśniona

Czym jest Wirtualna maszyna Ethereum (EVM)?

Wirtualna maszyna Ethereum (EVM) to zdecentralizowany system, który obsługuje smart kontrakty i transakcje w blockchainie Ethereum. EVM jest maszyną wirtualną, czyli systemem komputerowym, który nie istnieje fizycznie. Nie działa za nią jeden duży komputer w serwerowni — zamiast tego EVM działa cyfrowo, zasilana przez tysiące węzłów (walidatorów) rozproszonych po całym świecie. Każdy może dołączyć i pomóc w utrzymaniu sieci jako węzeł. Dzięki temu system jest zdecentralizowany, niezawodny i bezpieczny. EVM jest kluczową częścią sieci, ponieważ umożliwia deweloperom tworzenie nowych zdecentralizowanych aplikacji (dApps).

Jedną z ciekawszych cech wirtualnej maszyny Ethereum jest to, że jest maszyną zupełną w sensie Turinga. Maszyna Turinga to teoretyczny model opisujący, co może obliczyć komputer lub algorytm. W przeciwieństwie do zwykłych komputerów maszyny Turinga uznaje się za posiadające nieograniczoną pamięć, a ponieważ każda maszyna może uruchomić maszynę Turinga, EVM może działać praktycznie na każdym komputerze.

Najważniejsze informacje

• Wirtualna maszyna Ethereum (EVM) wykonuje wszystkie smart kontrakty i transakcje w sieci Ethereum.
• EVM to wirtualny i zdecentralizowany komputer zarządzany przez tysiące węzłów na całym świecie.
• Smart kontrakty są zapisywane w językach programowania takich jak Solidity, a następnie kompilowane do kodu bajtowego, który EVM może zrozumieć.
• Ponieważ EVM jest zupełna w sensie Turinga, deweloperzy mogą tworzyć z jej pomocą złożone i zdecentralizowane aplikacje (dApps).
• EVM odgrywa kluczową rolę w śledzeniu stanu sieci, na przykład tego, jakie smart kontrakty istnieją i jakie są wyniki interakcji z tymi kontraktami.

Jak działa Wirtualna maszyna Ethereum (EVM)?

Wirtualna maszyna Ethereum (EVM) działa poprzez konwertowanie smart kontraktów do kodu bajtowego. To język programowania rozumiany przez EVM. Kod bajtowy to język programowania rozumiany przez większość systemów operacyjnych, co czyni go bardzo przyjaznym w użyciu. Dzięki temu węzły na całym świecie mogą łatwo zrozumieć treść smart kontraktów, które pierwotnie są pisane w bardziej złożonym języku programowania (czyli Solidity). Wszystkie smart kontrakty stworzone z użyciem EVM są przechowywane w blockchainie Ethereum.

Tak działa kod bajtowy: gdy użytkownik chce wejść w interakcję ze smart kontraktem, wysyła transakcję na adres tego kontraktu. Transakcja zawiera kod bajtowy wraz z funkcją, którą użytkownik chce wywołać. Następnie EVM odczytuje kod bajtowy i wykonuje funkcję.

Wszystko, co dzieje się w EVM, zużywa moc obliczeniową. Zapewniają ją węzły w sieci, które postawiły Ethereum (staking). To one dbają o to, aby transakcje były wykonywane. Aby zapobiec nadużyciom w sieci, użytkownicy płacą opłaty gas. To w praktyce wirtualne koszty paliwa potrzebne do wykonania transakcji. Opłaty gas są uiszczane w Etherze (ETH) i trafiają do walidatorów, którzy przetwarzają transakcje. Wysokość opłat gas zależy między innymi od złożoności transakcji. Wysłanie ETH jest mniej skomplikowane niż utworzenie nowego smart kontraktu.

Utrzymywanie bazy danych Ethereum

Poza wykonywaniem transakcji i smart kontraktów Wirtualna maszyna Ethereum ma jeszcze jedną funkcję: utrzymywanie bazy danych sieci Ethereum, czyli także utrzymywanie przechowywanych danych (stanu). Stan zapisuje, jakie smart kontrakty istnieją, jak rozłożone są tokeny we wszystkich portfelach ETH oraz wszystkie transakcje. Stan stale się zmienia, ponieważ każda transakcja jest zapisywana w bazie danych przez EVM. Dzieje się to we współpracy z węzłami, które weryfikują poprawność zmian.

Wirtualna maszyna Ethereum jako maszyna stosowa

Jeśli przyjrzymy się bliżej temu, jak działa Wirtualna maszyna Ethereum, zobaczymy, że EVM funkcjonuje jako maszyna stosowa. Oznacza to, że podczas wykonywania instrukcji EVM tymczasowo przechowuje informacje na stosie.

Te dane są przetwarzane natychmiast podczas wykonywania instrukcji i służą do krótkoterminowego użytku. Dodatkowo EVM wykorzystuje pamięć tymczasową do zapamiętywania dodatkowych danych w trakcie wykonywania. Te dane tymczasowe są usuwane po zakończeniu wykonania.

Wyniki transakcji i interakcji ze smart kontraktami, które mają charakter trwały, takie jak zmiany w portfelach, smart kontraktach i kodzie smart kontraktów, są zapisywane w trwałej pamięci Ethereum. Ta pamięć jest częścią blockchaina utrzymywanego przez wszystkie węzły.

Dlaczego EVM jest ważna?

Wirtualna maszyna Ethereum jest bardzo ważna dla blockchaina Ethereum, ponieważ zapewnia osiągnięcie konsensusu między węzłami. To walidatorzy sieci, którzy używają EVM do osiągania konsensusu w zdecentralizowany sposób, dzięki czemu decyzje o tym, czy transakcja lub smart kontrakt są ważne i wiarygodne, podejmowane są sprawiedliwie i bezpiecznie.

Ponadto EVM umożliwia tworzenie nowych zdecentralizowanych aplikacji (dApps) poprzez wykonywanie smart kontraktów. dApps rozszerzają ekosystem Ethereum o nowe projekty DeFi i projekty NFT, między innymi.

Czy Wirtualna maszyna Ethereum (EVM) jest używana przez inne blockchainy?

Sieć Ethereum nie jest jedynym blockchainem, który korzysta z Wirtualnej maszyny Ethereum. Inne blockchainy używają EVM, jej wariantu albo są z nią kompatybilne. Poniżej znajduje się lista blockchainów, które korzystają z EVM lub są z nią kompatybilne:

• Ethereum: Oryginalny i największy blockchain EVM.
• Binance Smart Chain (BSC): Zgodny z EVM i znany z szybkości oraz niskich opłat transakcyjnych (opłat gas).
• Polygon (Matic): Rozwiązanie warstwy drugiej zbudowane na Ethereum, które korzysta z EVM i koncentruje się na skalowaniu ekosystemu Ethereum.
• Avalanche (C Chain): Obsługuje EVM, dzięki czemu smart kontrakty Ethereum mogą łatwo migrować do Avalanche.
• Harmony: Obsługuje EVM, umożliwiając działanie smart kontraktów Ethereum tak samo jak na samym Ethereum.
• Arbitrum: Podobnie jak Polygon, rozwiązanie warstwy drugiej nastawione na poprawę skalowalności i obniżenie kosztów transakcji. Arbitrum również korzysta z EVM.
• Moonbeam / Moonriver: Działające odpowiednio na Polkadot i Kusama. W pełni zgodne z EVM, dzięki czemu istniejące smart kontrakty Ethereum można przenieść bez zmian.

Przyszłość Wirtualnej maszyny Ethereum (EVM)

EVM ma kluczowe znaczenie dla Ethereum i wielu blockchainów zgodnych z EVM. Rozwiązania warstwy drugiej i blockchainy nastawione na interoperacyjność międzyłańcuchową często korzystają z EVM lub jej wariantu, częściowo dlatego, że ekosystem Ethereum odgrywa bardzo ważną rolę na rynku krypto. Dopóki Ethereum pozostaje popularne, a deweloperzy dApp korzystają z EVM, ponieważ umożliwia ona łatwe przenoszenie się między zgodnymi sieciami, EVM będzie nadal odgrywać istotną rolę.

Co więcej, rozwój EVM cały czas trwa. Deweloperzy w społeczności Ethereum pracują nad ulepszaniem EVM.

Na rynku pojawia się też coraz więcej nowych rozwiązań warstwy drugiej wykorzystujących EVM, takich jak sieci zk rollup, które sprawiają, że ekosystem Ethereum staje się bardziej skalowalny, szybszy i tańszy.

Zalety i wady EVM

Podsumowanie

Wirtualna maszyna Ethereum (EVM) jest niezbędna do działania Ethereum i odgrywa centralną rolę w wykonywaniu smart kontraktów oraz tworzeniu zdecentralizowanych aplikacji (dApps). Ponieważ system jest zdecentralizowany i obsługiwany przez tysiące węzłów, jest nie tylko niezawodny, ale też bezpieczny i transparentny.

EVM jest kompatybilna z wieloma innymi blockchainami i rozwiązaniami warstwy drugiej, co pozwala deweloperom łatwo przenosić lub rozwijać swoje projekty w innych sieciach.

Dodatkowo EVM nadal się rozwija. Wystarczy spojrzeć na rozwój zk rollupów, które jeszcze bardziej poprawiają skalowalność i szybkość sieci. Dopóki ekosystem Ethereum rośnie, a deweloperzy nadal budują z wykorzystaniem EVM, ta wirtualna maszyna pozostanie nieodzownym ogniwem świata krypto i Web3.