Co je virtuální stroj Ethereum (EVM) a jak funguje?

Ether (ETH), která je druhou největší kryptoměnou z hlediska tržní kapitalizace, je mezi investory do kryptoměn populární díky svému nativnímu tokenu ETH. Jeho nativní programovací jazyk Solidity a virtuální stroj Ethereum (EVM) jsou však zásadní pro obdiv, který dostává od vývojářské komunity. Ve skutečnosti, Ethereum blockchain stále přitahuje decentralizovaná aplikace (DApp) díky své flexibilitě, široké škále dostupných vývojářských nástrojů a velké uživatelské základně platformy.

EVM, který tvoří jádro architektury blockchainu, je program, který provádí jeho aplikační kód nebo inteligentní smlouvy, jak se jim říká, poskytující jim běhové prostředí, které běží nad sítí Ethereum. A co víc, EVM je kompletní Turing a může tedy spouštět jakýkoli program kódovaný v jakémkoli programovacím jazyce, což umožňuje vývojářům snadno vytvářet vlastní chytré smlouvy a DApps pro rozvíjející se vývoj. Web3 prostor. 

Kromě těchto důležitých funkcí má EVM přístup ke všem uzlům v síti, zpracovává provádění chytrých kontraktů a efektivně zpracovává všechny transakce na blockchainu Ethereum, což z něj dělá jeden z nejvýkonnějších virtuálních strojů, které dnes existují.

Co je virtuální stroj Ethereum (EVM) a jak funguje?

Konceptualizováno v roce 2013 programátorem Vitalik Buterin, síť Ethereum vděčí za svůj fenomenální úspěch jako preferovaný blockchain pro vývojáře DApp virtuálnímu stroji Ethereum (EVM), který navrhl Gavin Wood během svého působení v Ethereu. EVM, napsaný v C++ a využívající kompilátor projektu LLVM, je speciální stavový stroj, který funguje nepřetržitě a jehož neměnné operace určují stav každého bloku v blockchainu Ethereum. 

EVM nejenže řídí, co uzly mohou nebo nemohou dělat s distribuovanou účetní knihou spravovanou blockchainem Ethereum, ale také definuje specifická pravidla pro změnu stavu z bloku na blok. Posledně jmenovaná funkce umožňuje funkci inteligentní smlouvy, kterou je Ethereum známé.

Abychom pochopili, co virtuální stroj Ethereum dělá, je třeba se podívat na každou z různých funkcí, které slouží k zajištění hladkého provozu sítě Ethereum. Pro každý vstup, který EVM obdrží, vytváří výstup, který je ve své podstatě deterministický a sleduje matematickou funkci v nejjednodušším smyslu. 

EVM, který funguje jako zásobníkový stroj, který posouvá přechodné hodnoty do zásobníku a ze zásobníku, má hloubku 1024 položek, přičemž každá z nich je 256bitové slovo. Udržuje také dočasnou paměť ve formě bajtového pole, které se mění mezi dvěma transakcemi na blockchainu Ethereum. Inteligentní kódy kontraktů, které byly zkompilovány, jsou prováděny EVM ve formě kolekce 140 standardních operačních kódů, zatímco jsou jím implementovány i další operace se zásobníky specifické pro blockchain.

EVM má tedy stav stroje, který je svou povahou nestálý během zpracování jakékoli transakce, a globální nebo světový stav, který obsahuje informace týkající se různých účtů vedených na blockchainu Ethereum. Všechny akce se řídí kódem EVM, který sám o sobě prošel několika iteracemi od spuštění sítě Ethereum v roce 2015, což vedlo k existenci různých implementací aktuálně používaného EVM.

Ve skutečnosti je EVM zodpovědný za udržování úrovně abstrakce mezi tisíci uzly Ethereum a prováděcím kódem, přičemž funguje jako funkce, která poskytuje konzistentní výsledky, aniž by klientům nebo uzlům prozradila mnoho podrobností.

Jaký je účel virtuálního stroje Ethereum (EVM)?

EVM spolehlivě pohání všechny aplikace běžící v síti Ethereum, aniž by byly hlášeny nějaké větší výpadky. Pro vývojáře funguje EVM jako zastřešující program, který spouští menší spustitelné programy, které jsou v Ethereu známé jako smart kontrakty, a zároveň jim poskytuje svobodu psát tyto chytré kontrakty do různé programovací jazyky včetně Solidity, Vyper, Python a Yul, mezi ostatními.

Díky této flexibilitě, kterou nabízí EVM, vytvořil blockchain Ethereum tisíce DApps v decentralizované financování (DeFi) a nefunkční token (NFT) prostor. Každá z těchto aplikací DApp a inteligentní smlouvy, ze kterých jsou vytvořeny, jsou převedeny na bajtový kód, který je přiváděn do EVM a distribuován mezi všechny uzly v síti Ethereum. Když je nasazena inteligentní smlouva, EVM je odpovědné za komunikaci se všemi uzly a za provádění změn stavu, když bylo dosaženo konsensu.

Dá se říci, že EVM je vložen do každého uzlu Ethereum, aby spustil inteligentní kontrakty pomocí bajtkódu namísto základního programovacího jazyka, čímž izoluje fyzický hostitelský počítač od strojového kódu, na kterém Ethereum běží.

Výhody virtuálního stroje Ethereum (EVM)

Vzhledem ke způsobu, jakým EVM funguje, mohou vývojáři spouštět kód, aniž by se museli obávat jeho dopadu na zbytek sítě nebo možnosti, že si bude hrát s daty nebo osobními soubory hostovanými na kterémkoli z počítačů s uzlem. 

Navíc mohou spouštět složité inteligentní smlouvy v různých výpočetních prostředích s distribuovaným konsensem. Tím je zajištěno, že selhání jednoho uzlu nebude mít žádný negativní dopad na běh DApp nebo smart kontraktu, protože kód EVM zůstává ve všech uzlech stejný. Navíc, protože jsou data účtů udržována na globální úrovni v EVM, vývojáři je považují za ideální pro psaní vlastního kódu inteligentní smlouvy a vytváření odlišných DApps, které mají přístup k této globální datové sadě a produkují spolehlivé výstupy. 

Posvátnost výsledku je to, co dělá zejména EVM a Ethereum blockchain obecně vhodnými pro udržitelné rozšiřování ekosystému DApps a inteligentních kontraktů Ethereum. Přidejte k tomu knihovnu standardních kódů, ze kterých si vývojáři mohou vybrat, rostoucí počet kompatibilních s EVM blockchainy vrstvy 2 a velký počet možných případů použití EVM a je snadné pochopit, proč je EVM preferovanou platformou pro Vývoj webu 3.

Nevýhody virtuálního stroje Ethereum (EVM)

Navzdory mnoha výhodám, které EVM nabízí, existují určité nevýhody, které musí vývojáři a podnikatelé, kteří na Ethereu staví, zvážit. Nejdůležitější z nich jsou vysoké transakční poplatky nebo náklady na plyn spojené s provozováním smart kontraktu v síti Ethereum. 

Tyto poplatky se platí v ETH a liší se v závislosti na složitosti smlouvy a přetížení sítě v době realizace, takže je pro vývojáře a podnikatele nezbytné, aby odpovídajícím způsobem nacenit své služby. Navíc, protože Solidity je nejpreferovanějším jazykem pro kódování na EVM, znamená to, že vývojáři s ním musí mít odpovídající zkušenosti a mít špetku technických znalostí, aby pomocí něj mohli vytvářet efektivní chytré smlouvy. 

To je důležité, protože jakýkoli dodatečný výpočetní požadavek povede k vyšším nákladům na plyn a nakonec se ukáže jako škodlivý pro úspěch projektu. Pokud se vývojáři rozhodnou kódovat pomocí jiných jazyků, musí být opatrní při řešení jakýchkoli inherentních opakování v kódu, protože EVM je stejně zkompiluje. I když je upgrade smart kontraktů možný v pozdější fázi, přichází s bezpečnostními riziky spojenými s vytvořením zprostředkovatelského smart kontraktu, který odkazuje na adresu původního smart kontraktu.

Budoucnost EVM

Bez ohledu na revoluční změny, které EVM přinesl do blockchainového ekosystému, tato technologie pro čtení a spouštění kódu se vylepšuje řadou blockchainových projektů. 

S interoperabilita mezi řetězci Protože je pro vývojáře nejdůležitějším aspektem, podpořilo se mnoho blockchainů kompatibilních s EVM, přičemž většina z nich nabízí nižší plyn a rychlejší transakční rychlosti než protokol Ethereum. Výsledkem je, že tyto blockchainy jsou nyní schopny bezproblémově komunikovat s uživateli Etherea a usnadňují převody prostředků do jejich vlastních sítí pomocí blockchainové mosty.

Nicméně s protokolem Ethereum, který úspěšně dokončil sloučení v září 2022, další cíl je přejít z EVM to Ethereum WebAssembly (eWASM). eWASM, navržený jako vysoce modulární a nezávislý na platformě, je nabízen jako další změna hry pro protokol Ethereum a mohl by motivovat další blockchainy, aby využívaly toto run-time prostředí také pro chytré smlouvy. Zda však eWASM nahradí EVM jako nejdůvěryhodnější mechanismus pro chytré kontrakty, je otázkou, na kterou odpoví pouze čas.