Kaj je navidezni stroj Ethereum (EVM) in kako deluje?

Eter (ETH), ki je druga največja kriptovaluta glede na tržno kapitalizacijo, je priljubljena med vlagatelji v kriptovalute zaradi svojega izvornega žetona ETH. Vendar sta njegov izvorni programski jezik Solidity in virtualni stroj Ethereum (EVM) ključnega pomena pri oboževanju, ki ga prejema od skupnosti razvijalcev. Pravzaprav je ethereum blockchain še naprej privlači decentralizirana aplikacija (DApp) razvijalcem zaradi svoje prilagodljivosti, široke palete razpoložljivih orodij za razvijalce in velike baze uporabnikov platforme.

EVM, ki tvori jedro arhitekture verige blokov, je program, ki izvaja svojo aplikacijsko kodo oz. pametne pogodbe, kot se imenujejo, ki jim zagotavljajo okolje izvajanja, ki deluje na vrhu omrežja Ethereum. Še več, EVM je Turing-complete in lahko tako izvaja kateri koli program, kodiran v katerem koli programskem jeziku, s čimer razvijalcem omogoča enostavno ustvarjanje pametnih pogodb po meri in DApps za rastoče Web3 prostora. 

Poleg teh pomembnih funkcij ima EVM dostop do vseh vozlišč v omrežju, skrbi za izvajanje pametnih pogodb in učinkovito upravlja vse transakcije v verigi blokov Ethereum, zaradi česar je eden najmočnejših virtualnih strojev, ki danes obstajajo.

Kaj je Ethereum Virtual Machine (EVM) in kako deluje?

Leta 2013 ga je zasnoval programer Vitalik Buterin, se omrežje Ethereum zahvaljuje svojemu izjemnemu uspehu kot prednostni verigi blokov za razvijalce DApp navideznemu stroju Ethereum (EVM), ki ga je zasnoval Gavin Wood med svojim službovanjem pri Ethereumu. EVM, napisan v C++ in z uporabo prevajalnika projekta LLVM, je poseben stroj stanja, ki deluje neprekinjeno in katerega nespremenljive operacije določajo stanje vsakega bloka v verigi blokov Ethereum. 

EVM ne ureja le tega, kaj vozlišča lahko ali ne morejo storiti s porazdeljeno knjigo, ki jo vzdržuje veriga blokov Ethereum, ampak tudi definira posebna pravila spreminjanja stanja od bloka do bloka. Slednja funkcionalnost je tista, ki omogoča funkcionalnost pametne pogodbe, po kateri je Ethereum postal znan.

Da bi razumeli, kaj počne navidezni stroj Ethereum, je treba pogledati vsako od različnih funkcij, ki jim služi pri zagotavljanju nemotenega delovanja omrežja Ethereum. Za vsak vhod, ki ga prejme, EVM ustvari izhod, ki je po naravi determinističen in sledi matematični funkciji v najpreprostejšem smislu. 

EVM, ki deluje kot skladovni stroj, ki potiska prehodne vrednosti v potisni sklad in iz njega, ima globino 1024 elementov, pri čemer je vsak od njih 256-bitna beseda. Prav tako vzdržuje začasni pomnilnik v obliki niza bajtov, ki se spreminja med dvema transakcijama v verigi blokov Ethereum. Kode pametnih pogodb, ki so bile sestavljene, izvaja EVM v obliki zbirke 140 standardnih opcijskih kod, medtem ko izvaja tudi druge operacije skladov, specifične za verigo blokov.

Tako ima EVM strojno stanje, ki je po naravi nestanovitno med obdelavo katere koli transakcije, in globalno ali svetovno stanje, ki vsebuje informacije o različnih računih, ki se vzdržujejo v verigi blokov Ethereum. Vsa dejanja ureja koda EVM, ki je sama šla skozi več iteracij od uvedbe omrežja Ethereum leta 2015, kar je vodilo do obstoja različnih izvedb EVM, ki so trenutno v uporabi.

Pravzaprav je EVM odgovoren za vzdrževanje ravni abstrakcije med tisoči vozlišč Ethereum in izvajalno kodo, pri čemer deluje kot funkcija, ki zagotavlja dosledne rezultate, ne da bi strankam ali vozliščem razkrila veliko podrobnosti.

Kakšen je namen virtualnega stroja Ethereum (EVM)?

EVM je zanesljivo napajal vse aplikacije, ki se izvajajo v omrežju Ethereum, brez poročanja o večjih izpadih. Za razvijalce EVM deluje kot krovni program, ki poganja manjše izvedljive programe, ki so v Ethereumu znani kot pametne pogodbe, hkrati pa jim daje svobodo pisanja teh pametnih pogodb v različnih programskih jezikov med drugim tudi Solidity, Vyper, Python in Yul.

Zaradi te prilagodljivosti, ki jo ponuja EVM, je veriga blokov Ethereum ustvarila na tisoče aplikacij DApps v decentralizirane finance (DeFi) in neopredeljivi žeton (NFT) prostora. Vsaka od teh DApps in pametnih pogodb, iz katerih so sestavljene, se pretvorijo v bajtno kodo, ki se vnese v EVM in porazdeli med vsa vozlišča v omrežju Ethereum. Ko je uvedena pametna pogodba, je EVM odgovoren za komunikacijo z vsemi vozlišči in izvajanje sprememb stanja, ko je doseženo soglasje.

Lahko rečemo, da je EVM vstavljen v vsako vozlišče Ethereum za izvajanje pametnih pogodb z uporabo bajtne kode namesto osnovnega programskega jezika, s čimer izolira fizični gostiteljski računalnik od strojne kode, na kateri teče Ethereum.

Prednosti virtualnega stroja Ethereum (EVM)

Zaradi načina, na katerega deluje EVM, lahko razvijalci izvajajo kodo, ne da bi jih skrbelo njen vpliv na preostalo omrežje ali možnost, da bi izostajala s podatki ali osebnimi datotekami, ki gostujejo na katerem koli računalniku vozlišča. 

Poleg tega lahko izvajajo kompleksne pametne pogodbe v različnih računalniških okoljih s porazdeljenim soglasjem. To zagotavlja, da okvara posameznega vozlišča nima negativnega vpliva na delovanje aplikacije DApp ali pametne pogodbe, saj koda EVM ostaja enaka v vseh vozliščih. Poleg tega, ker se podatki o računih vzdržujejo na globalni ravni v EVM, se razvijalcem zdi kot nalašč za pisanje kode pametnih pogodb po meri in ustvarjanje ločenih aplikacij DApps, ki lahko dostopajo do tega globalnega nabora podatkov in ustvarjajo zanesljive rezultate. 

Svetost rezultata je tisto, zaradi česar sta zlasti EVM in veriga blokov Ethereum na splošno zelo primerna za trajnostno širitev DApps in ekosistema pametnih pogodb Ethereum. Temu dodajte knjižnico standardnih kod, ki so na voljo razvijalcem, med katerimi lahko izbirajo, vedno večje število združljivih z EVM verige blokov plasti 2 možnih je veliko število potencialnih primerov uporabe EVM, zato je enostavno razumeti, zakaj je EVM najprimernejša platforma za Web3 razvoj.

Slabosti virtualnega stroja Ethereum (EVM)

Kljub številnim prednostim, ki jih ponuja EVM, obstajajo nekatere slabosti, ki jih morajo upoštevati razvijalci in podjetniki, ki gradijo na Ethereumu. Najpomembnejši med njimi so visoke transakcijske provizije ali stroški goriva, povezani z vodenjem pametne pogodbe v omrežju Ethereum. 

Te pristojbine, plačane v ETH, se razlikujejo glede na kompleksnost pogodbe in prezasedenost omrežja v času izvajanja, zaradi česar morajo razvijalci in podjetniki ustrezno cenijo svoje storitve. Poleg tega, ker je Solidity najprimernejši jezik za kodiranje na EVM, to pomeni, da morajo imeti razvijalci z njim ustrezne izkušnje in malo tehničnega znanja za ustvarjanje učinkovitih pametnih pogodb z njegovo uporabo. 

Slednje je pomembno, saj bo kakršna koli dodatna računska zahteva povzročila višje stroške plina in na koncu škodila uspehu projekta. Če se razvijalci odločijo za kodiranje z drugimi jeziki, morajo biti previdni pri razreševanju kakršnih koli inherentnih ponovitev kode, saj bo EVM vseeno nadaljeval s prevajanjem. Čeprav je nadgradnja pametnih pogodb možna pozneje, prihaja z varnostnimi tveganji, povezanimi z ustvarjanjem vmesne pametne pogodbe, ki se sklicuje na naslov prvotne pametne pogodbe.

Prihodnost EVM-jev

Ne glede na revolucionarne spremembe, ki jih je v ekosistem blockchain prinesel EVM, ta tehnologija za branje in izvajanje kode se izboljšuje s številnimi projekti blockchain. 

z medverižna interoperabilnost Ker je najpomembnejši vidik za razvijalce, so se podprle številne verige blokov, združljive z EVM, pri čemer večina ponuja nižjo porabo energije in hitrejše transakcijske hitrosti kot protokol Ethereum. Posledično lahko te verige blokov zdaj nemoteno komunicirajo z uporabniki Ethereuma in olajšajo prenose sredstev v lastna omrežja z uporabo Blockchain mostovi.

Ker pa je protokol Ethereum septembra 2022 uspešno zaključil spajanje, naslednji cilj je prestaviti iz EVM v Ethereum WebAssembly (eWASM). Zasnovan kot zelo modularen in neodvisen od platforme, se eWASM oglašuje kot naslednja sprememba iger za protokol Ethereum in bi lahko motiviral druge verige blokov, da to okolje izvajanja uporabijo tudi za pametne pogodbe. Ali bodo eWASM nadomestili EVM kot najbolj zaupanja vreden mehanizem za pametne pogodbe, je vprašanje, na katerega bo odgovoril le čas.