Ethereum virtuella maskin, ofta kallad EVM, utgör själva grundvalen för Ethereum-nätverket. Denna plattform ger utvecklare möjligheten att skapa och köra decentraliserade applikationer, så kallade DApps.
Trots vissa utmaningar som långsammare transaktionshastigheter och höga gasavgifter, fortsätter Ethereum att vara det mest populära valet bland utvecklare för sina blockkedjeprojekt. Efterfrågan på Ethereum-nätverket är fortsatt stark.
Ethereums mogna ekosystem skapar en känsla av förtroende hos utvecklarna, och det tillhandahåller dessutom ett brett utbud av resurser och verktyg för utveckling.
Den kryptovärld vi ser idag har sett en mängd nya blockkedjeekosystem dyka upp under de senaste åren. Trots det behåller Ethereum sin ledarposition med ett marknadsvärde på över 368 miljarder dollar.
Med denna förståelse för Ethereums popularitet, låt oss nu dyka djupare in i EVM.
Introduktion till EVM
En Ethereum Virtual Machine (EVM) är i grunden en virtuell dator som möjliggör skapandet av decentraliserade applikationer (DApps). Utvecklare använder denna virtuella maskin för att distribuera och utföra smarta kontrakt på Ethereum-nätverket.
Ett smart kontrakt kan beskrivas som ett datorprogram som körs på Ethereum-blockkedjan. Dessa kontrakt utför automatiskt funktioner baserat på de villkor som användarna har kommit överens om.
Genom smarta kontrakt kan man specificera regler eller villkor. Så snart dessa villkor är uppfyllda, verkställs kontraktet automatiskt.
För att förstå EVM är det viktigt att känna till två nyckelbegrepp: virtuell maskin och Turing-fullständighet.
Virtuella maskiner
Virtuella maskiner är program som används för att efterlikna en dators beteende. Dessa maskiner fungerar som enheter för både bearbetning och lagring.
De virtuella maskinerna fungerar på liknande sätt som mjukvaran i våra datorer, men de kan utföra mer avancerade och komplexa funktioner.
Turing-fullständighet
Begreppet Turing-fullständighet är uppkallat efter den brittiske matematikern Alan Turing, och det innebär att en maskin har förmågan att utföra vilken beräkning som helst. Med tillräckligt med minne och tid kan en Turing-fullständig maskin hantera alla typer av beräkningar.
EVM är en virtuell maskin som är Turing-fullständig. Denna kombination av egenskaper är en stor fördel för utvecklare av DApps.
EVM bidrar också till säkerheten i Ethereum-blockkedjan, och komplexa beräkningar kan utföras snabbt.
EVM installeras i operativsystemet för snabbare exekvering och fungerar som ett mellanlager mellan operativsystemet och det smarta kontraktet.
Syftet med EVM
Huvudsyftet med EVM är att driva DApps, men den spelar också en viktig roll i att förhindra större störningar i Ethereum-nätverket.
Utvecklare distribuerar smarta kontrakt för att utföra specifika funktioner på blockkedjenätverket. Dessa smarta kontrakt och DApps omvandlas till bytekod.
Bytekod är ett datorspråk som kompileras från källkod för att kunna köras på en virtuell maskin. Det är i ett format som datorer kan läsa och förstå.
När omvandlingen är klar, distribueras bytekoden i EVM och sedan till alla noder i Ethereum-nätverket.
Förutom bytekod använder EVM också ”opcodes”, som är en uppsättning instruktioner. Dessa instruktioner hjälper EVM att utföra en mängd olika uppgifter.
Det finns över 140 olika opcodes som används för att möjliggöra olika processer i EVM. Enkelt uttryckt förenklar opcodes programmeringsinstruktionerna för EVM.
EVM spelar en avgörande roll för att säkerställa att varje smart kontrakt fungerar korrekt, och den uppdaterar också transaktionsdata i Ethereum-nätverket.
Gas och dess inverkan på EVM:s prestanda
Gas kan liknas vid bränslet för EVM och representerar de avgifter som krävs för att beräkna utförandet av smarta kontrakt på Ethereum-nätverket.
Mängden gas som behövs beror på komplexiteten i op-koden. Gas betalas i Wei, den minsta enheten av Ether (ETH).
Gas spelar också en viktig roll för säkerheten i Ethereum-nätverket. De höga avgifterna skyddar nätverket från angrepp.
De som validerar transaktionerna får gasen som belöning, och ökad komplexitet resulterar i högre belöningar.
Gasmekanismen hjälper också validerarna att filtrera de olika typerna av transaktioner baserat på avgifterna. Validerare kan välja svårare opkoder för att få högre gas.
Nätverksaktiviteten har stor inverkan på gasavgifterna, och den gas som inte används i en transaktion returneras till avsändaren.
Med denna förståelse för vikten av gas, låt oss nu titta på hur EVM hanterar datalagring.
Datalagring i EVM
Data är en mycket värdefull resurs, och datalagring är därför en viktig del av EVM.
Låt oss först titta på hur data lagras i Ethereum.
Ethereum lagrar data i form av så kallade trie-datastrukturer. Dessa strukturer hjälper Ethereum att hantera både permanent och temporär data.
Ethereum-blockkedjan använder tre olika typer av tries:
- State Trie: Denna globala state trie är Ethereums enda state trie och den uppdateras kontinuerligt. Den innehåller en nyckel och ett värde för varje Ethereum-konto.
- Lagringsförsök: Här lagras kontraktdata. Det finns ett lagringsförsök på varje Ethereum-konto.
- Transaktionsförsök: Detta försök lagrar alla transaktioner för varje block och kan användas för att hitta specifika transaktioner.
Denna enkla uppdelning av data på tre olika försök hjälper Ethereum att lagra och hantera stora mängder data. Denna datalagringsmekanism ger också användarna enklare och säkrare åtkomst till data.
När det gäller EVM finns det två typer av data i Ethereum-protokollet: flyktig och permanent data.
- Flyktig data: Denna data ändras i takt med nya transaktioner, som t.ex. ett saldo i en plånbok.
- Permanent data: Denna data lagras permanent i Ethereums datastruktur och kan inte ändras eller modifieras.
Det finns likheter mellan EVM och CPU:n i en dator.
Ethereum-utvecklare skapar DApps som liknar datorprogram.
Skillnaden är att Ethereum använder programmeringsspråket Solidity, till skillnad från C++ eller Java. Solidity-koden distribueras sedan bland andra noder/system.
EVM har ingen fysisk CPU som en dator, utan är en virtuell CPU som distribueras över ett globalt nätverk.
Fördelar med EVM
Här är några av fördelarna med EVM:
Decentralisering
EVM spelar en viktig roll i att begränsa inflytandet från en central myndighet. Ingen kan kontrollera de transaktioner som sker på Ethereum-nätverket.
Dessutom kan ingen ta bort distribuerade DApps, vilket ger utvecklarna friheten att bygga innovativa projekt.
Låga inträdesbarriärer
EVM gör det möjligt för utvecklare att skapa DApps utan begränsningar. Denna virtuella maskin ger utvecklare möjlighet att skapa och distribuera smarta kontrakt som passar deras behov.
Enkelt att utföra komplexa smarta kontrakt
EVM kan utföra komplexa uppgifter som definieras i smarta kontrakt, och utvecklare kan skapa och köra smarta kontrakt på flera olika plattformar.
Säkerhet
EVM:s komplexa mekanismer gör att programmet kan utföra transaktioner utan att misslyckas, och utvecklare kan hantera hur komplexa de smarta kontrakten är.
Datasäkerhet
EVM skyddar utvecklarnas data, vilket ökar förtroendet hos dem att testa olika typer av kod.
Även om man använder otillförlitlig kod påverkas inte personlig information. Beräkningsprocessen påverkar inte heller andra systemfunktioner.
Nackdelarna med EVM
Höga gasavgifter
Man måste betala avgifter i ETH-tokens för att utföra transaktioner, och mängden gas beror på hur komplex transaktionen är.
Typen och hastigheten på en transaktion påverkar också gasavgifterna. Man kan använda online-kalkylatorer för att hitta den gas som krävs för en transaktion.
Gasavgifterna ökar när nätverket är överbelastat, vilket kan leda till mycket höga avgifter.
Hög datalagring
Data är en avgörande del av EVM, och datalagring och hantering är viktigt för att maskinen ska fungera korrekt.
Komplexiteten i en transaktion leder till hög datalagring. Lagringsavgifterna kan ibland vara höga.
Kräver teknisk kunskap
Det är inte möjligt att ändra ett smart kontrakt efter att det har distribuerats, så utvecklaren måste ha teknisk expertis.
EVM är ett Turing-fullständigt system som tillåter utvecklare att använda vilket programmeringsspråk som helst. Ett dåligt programmeringsskript kan dock förstöra hela projektet.
Framtiden för EVM
Blockchain-tekniken och EVM befinner sig i ett tidigt skede. I framtiden kommer EVM att bli snabbare och mer effektiv.
Långsamma transaktionshastigheter och höga gasavgifter är stora utmaningar som måste övervinnas för att EVM:s potential ska kunna förverkligas.
EVM kommer att spela en avgörande roll i decentraliseringen av stora industrier, vilket kan påverka branscher som bankväsendet, spel, cybersäkerhet, logistik, sjukvård, molnlagring och fastigheter. Utvecklingen av fler användbara DApps kan göra livet enklare för människor.
Ethereums grundare, Vitalik Buterins vision om att skapa ett multi-rollup-ekosystem, påverkar också EVM positivt och ökar dess funktionalitet.
Interoperabilitet är en annan viktig förändring som kommer att påverka EVM, och som möjliggör att DApps på olika blockkedjor kan interagera med varandra.
Denna interaktiva funktionalitet uppmuntrar samarbete mellan olika kryptoprojekt, och fler utvecklare tenderar att välja EVM för att distribuera sina smarta kontrakt.
Författarens anmärkning
Ethereum Virtual Machine spelar en viktig roll för att skapa ett decentraliserat ekosystem, och DApp-utvecklare har allt större möjlighet att bygga sina projekt.
Utvecklare ser Ethereum som en plattform för all typ av DApp-utveckling, vilket gör EVM:s framtid lovande.
Ethereums virtuella maskiner är inte perfekta, men med den tekniska utvecklingen fortsätter EVM att förbättras.
Härnäst kan du utforska de bästa Ethereum-plånböckerna.