Ethereum Virtual Machine (EVM) fungerer som selve kjernen i Ethereum-nettverket, og muliggjør for utviklere å skape og drifte desentraliserte applikasjoner (DApps).
Ethereum fortsetter å være den foretrukne blokkjeden for utviklere, til tross for de begrensninger som lavere transaksjonshastigheter og høye gassgebyrer medfører. Etterspørselen etter Ethereum forblir sterk.
Etableringen av et modent Ethereum-økosystem er en viktig faktor for tillit blant utviklere, og det finnes et vell av utviklingsressurser og verktøy tilgjengelig for de som ønsker å bygge på plattformen.
Det har dukket opp en rekke nye blokkjedeøkosystemer i kryptoverdenen de siste årene, men Ethereum-økosystemet beholder sin ledende posisjon med en markedsverdi på over 368 milliarder dollar.
La oss utforske Ethereum Virtual Machine (EVM) for å forstå dens rolle i denne suksessen.
Introduksjon til EVM
En Ethereum Virtual Machine (EVM) kan beskrives som en virtuell datamaskin som ligger til grunn for utviklingen av desentraliserte applikasjoner (DApps). Utviklere benytter denne virtuelle maskinen for å utplassere og utføre smarte kontrakter på Ethereum-nettverket.
En smart kontrakt er i bunn og grunn et dataprogram som opererer på Ethereum-blokkjeden. Disse smarte kontraktene gjennomfører automatisk sine definerte funksjoner i tråd med avtalen mellom brukerne.
Ved hjelp av smarte kontrakter kan man angi bestemte regler eller betingelser. Så snart disse vilkårene er oppfylt, vil den smarte kontrakten bli iverksatt.
Det er to nøkkelbegreper knyttet til EVM som er viktige å forstå: Virtuell maskin og Turing-fullstendighet.
Virtuelle maskiner
Virtuelle maskiner er i bunn og grunn programmer som simulerer en datamaskins oppførsel. Disse maskinene fungerer som enheter for prosessering og lagring.
Disse virtuelle maskinene opererer på samme måte som programvaren på våre datamaskiner, men de har evnen til å utføre mer komplekse funksjoner.
Turing-fullstendighet
Begrepet Turing-fullstendighet, oppkalt etter den britiske matematikeren Alan Turing, sikrer at en maskin er i stand til å gjennomføre enhver beregning. Med tilstrekkelig minne og tid kan en Turing-fullstendig maskin håndtere enhver kompleks beregning.
EVM er i sin essens en virtuell maskin som er Turing-fullstendig. Denne kombinasjonen av teknologi er svært verdifull for DApp-utviklere.
EVM bidrar også til å sikre sikkerheten på Ethereum-blokkjeden, og tillater gjennomføring av komplekse beregninger med høy hastighet.
EVM er installert på operativsystemet for å muliggjøre raskere utførelse, og den fungerer som et bindeledd mellom operativsystemet og den smarte kontrakten.
Formålet med EVM
Hovedmålet med en EVM er å drive DApps, samtidig som den bidrar til å forhindre store avbrudd i Ethereum-nettverket.
Som tidligere nevnt, utplasserer utviklere smarte kontrakter for å utføre funksjoner på blokkjedenettverket. Disse smarte kontraktene og DAppene konverteres til bytekode.
Bytekode er et maskinlesbart dataspråk som er kompilert fra kildekoden, og som kjøres på en virtuell maskin.
Etter konverteringen er fullført, distribueres bytekodene i EVM, og deretter sendes disse distribuerte kodene til alle noder i Ethereum-nettverket.
I tillegg til bytekode, benytter EVM også «opcodes», som er en rekke instruksjoner. Dette settet med instruksjoner hjelper EVM med å utføre ulike oppgaver.
Det finnes mer enn 140 opkoder som muliggjør ulike EVM-prosesser. Enkelt sagt forenkler opcodes programmeringsinstruksjonene for EVM.
EVM spiller en avgjørende rolle for å sikre at hver smarte kontrakt fungerer korrekt og at transaksjonsdata oppdateres i Ethereum-nettverket.
Gass og dens innvirkning på EVMs ytelse
Gass kan sees på som drivstoffet til EVM, og representerer de gebyrene som kreves for å utføre beregninger for smarte kontrakter på Ethereum.
Gasskostnaden avhenger av kompleksiteten i opkoden og betales i Wei, som er den minste enheten av Ether (ETH).
Gass spiller også en viktig rolle for sikkerheten i Ethereum-nettverket. De tilhørende kostnadene bidrar til å beskytte nettverket mot angrep.
Transaksjonsvalidatorene mottar gass som belønning – med andre ord, økt kompleksitet fører til høyere belønninger.
Gassmekanismen hjelper også validatorene med å filtrere de store og små gebyrene som kreves. Validatorer kan for eksempel velge vanskelige opkoder for å oppnå høyere gass.
Nettverksaktivitet har stor innvirkning på gassgebyrene. Avsenderen vil også motta ubrukt gass etter en transaksjon.
La oss nå se på EVMs prosess for datalagring.
Datalagring i EVM
Data er en verdifull ressurs, derfor er datalagring et viktig aspekt av EVM.
La oss først se på hvordan data lagres i Ethereum.
Ethereum benytter trie-datastrukturer for lagring. Disse datastrukturene brukes til å administrere både permanente og midlertidige data.
Ethereum-blokkjeden består av tre typer trier:
- State Trie: Denne globale trien oppdateres kontinuerlig og inneholder en verdi og en nøkkel for hver Ethereum-konto.
- Storage Trie: Denne trien lagrer data for smarte kontrakter, og finnes for alle Ethereum-kontoer.
- Transaction Trie: Denne trien lagrer alle transaksjoner i hver blokk, og kan brukes til å finne spesifikke transaksjoner.
Oppdelingen av data i tre trier hjelper Ethereum med å lagre og administrere store mengder data. I tillegg gir denne lagringsmekanismen brukerne enklere og sikrere tilgang.
Det finnes to typer data i Ethereum-protokollen: flyktige og permanente data.
- Flyktige data: Disse dataene endrer seg i henhold til nye transaksjoner, for eksempel en lommeboksaldo.
- Permanente data: Disse dataene lagres permanent i Ethereums datastruktur, og kan ikke endres eller modifiseres.
Det finnes noen likheter mellom EVM og CPU-en i datamaskinen din.
Ethereum-utviklere skaper DApps som ligner på dataprogramvare.
Forskjellen er at Ethereum bruker programmeringsspråket Solidity, i stedet for C++ eller Java. Denne Solidity-koden distribueres deretter til andre noder/systemer.
På samme måte som datamaskiner har EVM ikke en fysisk CPU. Det er i stedet en virtuell CPU som distribueres over et globalt nettverk.
Fordeler med EVM
La oss se på noen av fordelene med EVM:
Desentralisering
EVM spiller en viktig rolle i å begrense rollen til sentrale myndigheter, og ingen kan kontrollere transaksjonene som skjer i Ethereum-nettverket.
Distribuerte DApps kan ikke fjernes, noe som gir utviklere frihet til å bygge innovative prosjekter.
Lave inngangsbarrierer
EVM lar utviklere lage DApps uten begrensninger, og distribuere smarte kontrakter som oppfyller deres behov.
Enkelt å utføre komplekse smarte kontrakter
EVM er i stand til å utføre komplekse oppgaver som er definert i smarte kontrakter, og utviklere kan lage en smart kontrakt som kan kjøres på flere plattformer.
Sikker mot feil
Den komplekse mekanismen i EVM gjør det mulig for programmer å utføre transaksjoner uten feil, og utvikleren kan håndtere effekten av den smarte kontrakten i henhold til kompleksiteten.
Datasikkerhet
EVM beskytter utviklerens data, og denne tilliten oppfordrer utviklere til å teste ulike typer kode.
Personopplysninger forblir uendret selv ved bruk av upålitelig kode. Beregningsprosessen påvirker heller ikke andre systemfunksjoner.
Ulemper med EVM
Høye gasskostnader
Gebyrene for å utføre transaksjoner betales i ETH-tokens, og gassen som kreves avhenger av kompleksiteten i transaksjonen.
Transaksjonstype og hastighet er også faktorer som bestemmer gasskostnaden. Du kan bruke online kalkulatorer for å finne den nødvendige gassen for en transaksjon.
Gassen vil øke ved høy nettverksbelastning, noe som kan føre til svært høye gassgebyrer.
Høy datalagring
Som tidligere diskutert, er data en kritisk del av EVM. Datalagring og -administrasjon er avgjørende for at maskinen skal fungere korrekt.
Kompleksiteten i en transaksjon fører til høyere datalagring, og lagringskostnadene kan også være høye.
Krever teknisk kunnskap
Det er umulig å endre en utplassert smart kontrakt, derfor må utviklere som skaper smarte kontrakter ha god teknisk kompetanse.
Som et Turing-fullstendig system lar EVM utviklere benytte ethvert programmeringsspråk. Et dårlig programmeringsskript kan imidlertid skade hele prosjektet.
Fremtiden til EVM
Blokkjede teknologi og EVM er fortsatt i en tidlig fase. I årene som kommer vil EVMs hastighet og effektivitet forbedres.
Transaksjonshastighet og høye gassgebyrer er store utfordringer som må overvinnes for å sikre en lysere fremtid for EVM.
EVM vil være en viktig del av desentraliseringen av store bransjer, noe som vil skape betydelige endringer i ulike sektorer.
Bank-, spill-, cybersikkerhets-, logistikk-, helse-, skylagrings- og eiendomsbransjen vil oppleve betydelige transformasjoner, og flere DApps vil gjøre hverdagen enklere for folk.
Ethereums grunnlegger, Vitalik Buterins visjon om å skape et multi-rollup økosystem, vil ha en positiv innvirkning på EVM, og implementeringen av dette økosystemet vil forbedre EVM-funksjonaliteten.
Interoperabilitet er også en betydelig endring som vil påvirke EVM. Dette vil tillate DApps på forskjellige blokkjeder å samhandle med hverandre.
Interaktive operasjoner vil fremme samarbeid mellom ulike kryptoprosjekter, og flere utviklere vil velge EVM for å distribuere sine smarte kontrakter.
Forfatterens notat
Ethereum Virtual Machines spiller en sentral rolle i å tilby et desentralisert økosystem, og DApp-utviklere har nå bedre tilgang til å bygge sine prosjekter.
Utviklere ser på Ethereum som en komplett plattform for DApp-utvikling, og dette gjør EVMs fremtid lovende.
Ethereum virtuelle maskiner er ikke perfekte, og de har noen ulemper. EVM vil fortsette å utvikle seg og bli en bedre versjon etter hvert som teknologien utvikles.
Du kan utforske de beste Ethereum-lommebøkene for å lære mer.