Серцем екосистеми Ethereum є віртуальна машина, що надає розробникам інструменти для створення та запуску децентралізованих програм (DApps).
Ethereum залишається провідною платформою для розробників у сфері блокчейн. Попри нижчу пропускну здатність транзакцій та високі комісії за газ, інтерес до Ethereum залишається незмінно високим.
Зрілість екосистеми Ethereum створює довіру серед розробників. Крім того, платформа надає широкий спектр ресурсів та інструментів, необхідних для розробки.
Криптоіндустрія протягом останніх років стала свідком появи багатьох нових блокчейн-екосистем. Однак, Ethereum лідирує з ринковою капіталізацією, що перевищує 368 мільярдів доларів.
З огляду на попит на блокчейн Ethereum, давайте детальніше розглянемо EVM.
Ознайомлення з EVM
Віртуальна машина Ethereum (EVM) – це віртуальний комп’ютер, який дозволяє розробляти децентралізовані програми (DApps). Розробники використовують цю машину для розгортання та виконання смарт-контрактів Ethereum.
Смарт-контракт можна охарактеризувати як комп’ютерну програму, яка виконується в блокчейні Ethereum. Ці контракти автоматично реалізують умови, узгоджені між користувачами.
Використовуючи смарт-контракти, можна встановлювати певні правила або умови. Як тільки умови виконуються, контракт автоматично виконується.
Важливо розуміти дві ключові концепції EVM: віртуальна машина та повнота за Тюрінгом.
Віртуальні машини
Віртуальні машини – це програмне забезпечення, що імітує роботу комп’ютера. Ці машини діють як обчислювальні та зберігальні одиниці.
Віртуальні машини функціонують аналогічно звичайному комп’ютерному програмному забезпеченню. Однак, вони здатні виконувати складніші завдання.
Повнота за Тюрінгом
Названа на честь британського математика Алана Тюрінга, повнота за Тюрінгом гарантує, що машина здатна виконувати будь-які обчислення. За наявності достатньої пам’яті та часу, машина, що є повною за Тюрінгом, може виконати будь-які складні розрахунки.
EVM є віртуальною машиною, що є повною за Тюрінгом. Це поєднання технологій є надзвичайно корисним для розробників DApp.
EVM також сприяє безпеці блокчейну Ethereum, забезпечуючи швидке виконання складних обчислень.
Для підвищення швидкості виконання, EVM встановлюється в операційну систему, виконуючи роль проміжного шару між нею та смарт-контрактами.
Призначення EVM
Основна мета EVM – забезпечення функціонування децентралізованих програм (DApps), а також обмеження критичних збоїв у мережі Ethereum.
Розробники розгортають смарт-контракти для виконання певних функцій у блокчейні. Ці смарт-контракти та DApps трансформуються в байт-код.
Байт-код – це комп’ютерна мова, скомпільована з вихідного коду для виконання на віртуальній машині. Вона має формат, зрозумілий для комп’ютера.
Після завершення трансформації, байт-код розгортається на EVM, а потім поширюється на всі вузли мережі Ethereum.
Крім байт-коду, EVM використовує “операційні коди” – набір інструкцій, які допомагають виконувати різні завдання.
Для активації різних процесів EVM використовується понад 140 операційних кодів, які спрощують інструкції з програмування.
EVM відіграє ключову роль у забезпеченні коректного виконання кожного смарт-контракту та оновленні даних транзакцій в мережі Ethereum.
Вплив Газу на Продуктивність EVM
Газ є “паливом” для EVM, комісією, необхідною для обчислення операцій смарт-контрактів Ethereum.
Кількість газу залежить від складності коду операції та оплачується у вей – найменшій одиниці ефіру (ETH).
Газ також відіграє важливу роль у забезпеченні безпеки мережі Ethereum, оскільки висока плата захищає її від зловмисників.
Валідатори транзакцій отримують газ як винагороду, а зростання складності операції призводить до збільшення винагороди.
Механізм газу допомагає валідаторам фільтрувати необхідні транзакції, обираючи, наприклад, складніші коди операцій для більшої винагороди.
Активність мережі значно впливає на вартість газу. Відправник отримує невитрачений залишок газу після виконання транзакції.
Розуміючи важливість газу, розглянемо процес зберігання даних в EVM.
Зберігання Даних в EVM
Дані – це найцінніший ресурс, тому їх зберігання є важливою частиною EVM.
Дані в Ethereum зберігаються у вигляді структур даних, за допомогою яких Ethereum керує постійними та тимчасовими даними.
Блокчейн Ethereum складається з трьох типів структур (trie):
| State Trie | Global State Trie – єдиний стан Ethereum, що постійно оновлюється. Включає значення та ключ для кожного облікового запису. |
| Зберігання | Тут зберігаються дані контракту на кожному обліковому записі Ethereum. |
| Transaction Trie | Ця структура зберігає усі транзакції в кожному блоці, що дозволяє знаходити конкретні транзакції. |
Проста організація даних, розподілених між трьома структурами, допомагає Ethereum зберігати та керувати великими обсягами даних, забезпечуючи користувачам безпечний та зручний доступ.
В EVM існують два типи даних протоколів Ethereum: тимчасові (ефемерні) та постійні.
- Тимчасові дані: змінюються з новими транзакціями, як баланс гаманця.
- Постійні дані: зберігаються у структурі даних Ethereum і не можуть бути змінені.
Можна помітити деякі подібності між EVM та ЦП вашого комп’ютера.
Розробники Ethereum створюють DApps, подібні до комп’ютерного програмного забезпечення.
Відмінність полягає в тому, що Solidity є мовою програмування Ethereum, на відміну від C++ або Java. Цей код поширюється серед інших вузлів.
EVM, подібно до комп’ютерів, не має фізичного ЦП, а є віртуальним, розподіленим у мережі.
Переваги EVM
Розглянемо переваги EVM:
Децентралізація
EVM відіграє важливу роль в обмеженні центральної влади. Ніхто не може контролювати транзакції в мережі Ethereum.
Крім того, ніхто не може видалити розгорнуті DApps, що дає розробникам свободу для створення інноваційних проєктів.
Низькі Бар’єри Входу
EVM допомагає розробникам створювати DApp без обмежень, дозволяючи розгортати смарт-контракти, що відповідають їхнім цілям.
Простота Виконання Складних Смарт-Контрактів
EVM здатна виконувати складні завдання в смарт-контрактах. Розробники можуть створювати та запускати їх на різних платформах.
Безпомилковість
Складний механізм EVM забезпечує безпомилкове виконання транзакцій, де розробник може керувати впливом смарт-контракту.
Безпека Даних
EVM захищає дані розробника, створюючи довіру, яка спонукає їх тестувати різні коди.
У разі використання ненадійного коду, особисті дані залишаються незмінними, а обчислення не впливають на інші функції системи.
Недоліки EVM
Висока Вартість Газу
Для здійснення транзакцій потрібно сплачувати комісії в токенах ETH. Необхідна кількість газу залежить від складності транзакції.
Тип та швидкість транзакції також визначають вартість газу. Для обчислення необхідного газу можна використовувати онлайн-калькулятори.
Перевантаження мережі призводить до збільшення вартості газу та високих зборів.
Великий Обсяг Зберігання Даних
Як обговорювалося, дані є важливою частиною EVM, а їх зберігання та керування важливі для належної роботи машини.
Складність транзакцій також збільшує обсяг даних, що призводить до високих витрат на зберігання.
Необхідні Технічні Знання
Розгорнуті смарт-контракти не можна змінити, тому розробник має володіти технічною експертизою.
EVM є повною за Тюрінгом системою, що дозволяє використовувати будь-яку мову програмування, але поганий сценарій може зруйнувати весь проєкт.
Майбутнє EVM
Технології блокчейн та EVM знаходяться на ранній стадії розвитку, тому в майбутньому їх швидкість та ефективність значно зростуть.
Швидкість транзакцій та високі комісії за газ є серйозною проблемою, вирішення яких покращить майбутнє EVM.
EVM стане важливою частиною децентралізації в різних галузях, таких як банківська справа, ігри, кібербезпека, логістика, охорона здоров’я, хмарні сховища та нерухомість.
Бачення засновника Ethereum, Віталіка Бутеріна, щодо процвітання екосистеми з кількома зведеними пакетами, також позитивно впливає на EVM.
Функція сумісності, що дозволяє DApps на різних блокчейнах взаємодіяти, також є значною зміною.
Інтерактивна робота заохочує співпрацю між різними криптопроєктами, і все більше розробників обирають EVM для розгортання своїх смарт-контрактів.
Примітка Автора
Віртуальні машини Ethereum є ключовими для забезпечення децентралізованої екосистеми, надаючи розробникам DApp більше можливостей для створення проєктів.
Розробники розглядають Ethereum як платформу “все в одному” для розробки DApp, що робить майбутнє EVM перспективним.
Хоча EVM не є ідеальним і має недоліки, технологія постійно вдосконалюється.
Рекомендуємо далі дослідити найкращі гаманці Ethereum.