Эфирная виртуальная машина (EVM) является ключевым элементом сети Ethereum, открытой платформы, которая кардинально изменила ландшафт блокчейн-технологий. Хотя EVM в первую очередь служит для работы в рамках Ethereum, её значение выходит за пределы этой сети. Сегодня многие блокчейн-проекты стремятся к совместимости с EVM, что отчасти связано с большим рыночным присутствием Ethereum и активной разработкой децентрализованных приложений (dApps).
Что такое Эфирная виртуальная машина (EVM)?
EVM — это децентрализованная виртуальная машина с полной вычислительной мощностью, которая функционирует как среда выполнения для смарт-контрактов на блокчейне Ethereum. Она обеспечивает выполнение этих смарт-контрактов, позволяя им взаимодействовать с сетью. EVM разработана как изолированная среда, что обеспечивает безопасность, предсказуемость и защиту от воздействия основного сетевого слоя.
Совместно с языком программирования Solidity, EVM привлекает внимание разработчиков к платформе Ethereum. Гибкость, широкий набор инструментов для разработчиков и обширная база пользователей делают её привлекательной для создания децентрализованных приложений.
Происхождение Эфирной виртуальной машины
EVM была представлена в 2013 году программистом Виталиком Бутериным, и её разработка во многом определила успех сети Ethereum. Созданная Гэвином Вудом, EVM написана на C++ и использует компилятор проекта LLVM. Она функционирует как специальная машина состояний, определяя состояние каждого блока в блокчейне Ethereum с помощью неизменяемых операций.
Ключевые особенности Эфирной виртуальной машины
- Децентрализованное выполнение: EVM работает на децентрализованной сети узлов, что обеспечивает отсутствие контроля со стороны единого субъекта и соответствует принципам доверия и устойчивости к цензуре.
- Система опкодов: EVM использует систему опкодов для определения конкретных действий во время выполнения кода, включая арифметические операции, хранение и извлечение данных, условные операторы и взаимодействие с контрактами.
- Исполнение смарт-контрактов: Смарт-контракты — это автономные программы, которые выполняют условия соглашений или определенные действия при заданных условиях. EVM обеспечивает выполнение этих контрактов, написанных на высокоуровневых языках, таких как Solidity.
- Детерминированное выполнение: EVM гарантирует, что при идентичных входных данных результат выполнения будет одинаковым для всех узлов сети, что способствует достижению консенсуса.
- Тьюрингова полнота: Эта особенность позволяет разработчикам создавать сложные алгоритмы и инновационные блокчейн-решения, что ставит EVM выше более простых блокчейнов.
- Система газа: Газ представляет собой стоимость вычислительных ресурсов, необходимых для выполнения транзакции или смарт-контракта. Эта система помогает управлять ресурсами и предотвращать злоупотребления.
- Изоляция и безопасность: Каждый смарт-контракт работает в своей “песочнице”, что минимизирует риски влияния на другие контракты.
- Стековая модель выполнения: EVM использует стековую модель, что обеспечивает эффективное выполнение кода.
- Глобальные вычисления: Объединяя вычислительные мощности всех узлов, EVM создает устойчивую и защищенную среду для выполнения кода.
Как работает Эфирная виртуальная машина?
EVM функционирует как стековая машина, управляя стеком глубиной до 1024 элементов, каждый из которых представляет собой 256-битное слово. Она поддерживает временную память в виде массива байтов, который изменяется между транзакциями на блокчейне Ethereum. Код EVM постоянно эволюционирует с момента запуска сети в 2015 году, что привело к появлению нескольких реализаций.
Цель Эфирной виртуальной машины
EVM обеспечивает работу всех приложений на сети Ethereum, действуя как основная программа для меньших исполняемых программ — смарт-контрактов. Разработчики могут писать эти контракты на различных языках программирования, таких как Solidity, Vyper и других.
Преимущества и недостатки EVM
Работа EVM позволяет разработчикам выполнять код без сомнений в его влиянии на сеть или безопасность данных. Тем не менее, EVM имеет свои недостатки, включая высокие комиссии за транзакции, которые зависят от сложности контрактов и загруженности сети, а также необходимость наличия высококвалифицированных специалистов для разработки эффективных смарт-контрактов на языке Solidity.
Будущее Эфирной виртуальной машины
Несмотря на революционные изменения, которые EVM принесла в экосистему блокчейн, продолжаются работы по улучшению различных проектов. Совместимые с EVM блокчейны предлагают более низкие комиссии и более высокую скорость транзакций. С завершением процесса Merge в сентябре 2022 года внимание сместилось к переходу на Ethereum WebAssembly (eWASM), который рассматривается как потенциальная альтернатива EVM.
