Що таке EVM (віртуальна машина Ethereum) у блокчейні?
Зміст
Багато хто чув про смартконтракти, децентралізовані додатки та децентралізовані автономні організації, але мало хто замислюється про технологію, яка робить усе це можливим. Цією ключовою технологією є Ethereum Virtual Machine (EVM). У цій статті ми детально розглянемо, що таке ЕВМ, як вона працює, і чому роль ЄВМ настільки важлива для екосистеми блокчейну і Web3.
Що таке Ethereum Virtual Machine?
EVM — це віртуальна машина, яка забезпечує виконання смартконтрактів і децентралізованих додатків (dapp) у мережі Ethereum. EVM виконує код смартконтрактів так, як це було б зроблено на власному комп’ютері, але в децентралізованому та безпечному блокчейн-середовищі.
Творцем EVM є Віталік Бутерін, співзасновник Ethereum. Він запропонував концепцію Ethereum як платформи для виконання смартконтрактів у 2013 році. Разом із командою розробників, включно з Гевіном Вудом, який створив мову Solidity, вони розробили EVM як основу для програмованого блокчейну.
Для чого потрібна Ethereum Virtual Machine?
EVM забезпечує стандартизоване середовище, де код смартконтрактів інтерпретується і виконується на кожному вузлі мережі, гарантуючи однаковий результат по всьому блокчейну. Завдяки EVM розробники можуть створювати й запускати складні додатки, такі як DeFi протоколи, NFT-платформи та децентралізовані біржі, без необхідності будувати інфраструктуру з нуля.
EVM також відповідає за безпеку та управління ресурсами мережі. Вона ізолює виконання коду, запобігаючи впливу помилок або шкідливих програм на основний блокчейн. Крім того, механізм газу в EVM вимірює витрати обчислювальних операцій і запобігає перевантаженню мережі, що робить її надійною і стійкою для роботи в децентралізованому середовищі.
Як працює EVM?
Ethereum Virtual Machine функціонує як ізольоване середовище виконання коду, призначене для обробки смартконтрактів. Коли користувач відправляє транзакцію в блокчейн Ethereum, вона потрапляє в чергу, де її обробляють майнери (або валідатори, залежно від алгоритму консенсусу). Потім EVM інтерпретує транзакцію, використовуючи байт-код смартконтракту, який виконується в послідовній, детермінованій манері. Цей процес гарантує, що всі ноди мережі отримують однаковий результат, що критично для децентралізації.
Роль «газу» в EVM
Газ (gwei) в Ethereum — це внутрішня одиниця, яка використовується для оплати операцій, що виконуються в EVM. Один gwei дорівнює 0,000000001 ETH. Його можна порівняти з ціною за доставлення посилки: чим складніший і довший маршрут, тим дорожче обійдеться доставлення.
Ліміт газу для кожної транзакції в Ethereum залежить від складності операції та поточної завантаженості мережі. За високої активності користувачів вартість обробки транзакцій збільшується. Якщо виставленого ліміту газу недостатньо для виконання складної операції, EVM перериває її виконання, і транзакція не записується в блокчейн.
Механізм газу запобігає можливості запуску нескінченно складних обчислень, які могли б перевантажити мережу. Таким чином, газ не тільки оплачує роботу EVM, а й служить важливим інструментом захисту блокчейну від зловмисників і атак.
EVM-сумісні блокчейни
Ethereum Virtual Machine має свої обмеження, включно з високою вартістю зберігання даних, низькою масштабованістю, збільшенням ціни газу під час перевантажень мережі Ethereum і певними обмеженнями в програмуванні смартконтрактів. Ці недоліки створюють складнощі для користувачів і розробників, особливо в умовах висхідного попиту на децентралізовані застосунки.
Розв’язання цих проблем стали EVM-сумісні блокчейни, які використовують аналогічне середовище для виконання коду, але пропонують нижчі комісії завдяки впровадженню технологій, що масштабуються. Це дає змогу розробникам переносити свої додатки з екосистеми Ethereum в більш масштабовані мережі без необхідності переписуватисмартконтракти.
Одним із таких рішень є сайдчейни — незалежні блокчейни з власним алгоритмом консенсусу і параметрами, які підтримують EVM. Криптовалюта: Polygon PoS, Gnosis Chain і Loom Network.
Інший підхід — це рішення другого рівня (Layer 2). Наприклад, платформа Optimism використовує протокол Optimistic Rollups: смартконтракти обробляються EVM, а обчислення і стан контрактів зберігаються в окремій віртуальній машині Optimistic Virtual Machine. Ці технології значно підвищують ефективність і знижують вартість транзакцій.
Приклади використання EVM
Ethereum Virtual Machine відкриває широкі можливості для різних інновацій у блокчейн-індустрії. Ось що пропонує технологія:
- Токени стандарту ERC-20 і ERC-721: розробка криптовалют і NFT для різних проєктів.
- Запуск децентралізованих бірж (DEX): платформи, такі як WhiteSwap використовують EVM для автоматизації торгових операцій. Крім того, WhiteSwap інтегрований з Whitechain, EVM-сумісною блокчейн-платформою, що розширює можливості та функціональність біржі.
- Управління децентралізованими автономними організаціями (DAO): голосування та прийняття рішень за допомогою смартконтрактів.
- Протоколи DeFi-кредитування: проєкти, як-от Aave і Compound, використовують EVM для управління депозитами, позиками та процентними ставками.
- Розробка ігор на основі блокчейну: створення ігрових активів і токенів, які можна обмінювати або продавати.
- Інтеграція рішень другого рівня (Layer 2): масштабовані платформи, як-от Arbitrum і Optimism, використовують EVM для взаємодії з мережею Ethereum.
- Платформи для управління NFT: використання смартконтрактів для випуску, продажу та відстеження невзаємозамінних токенів.
Варто зазначити, що не один лише Ethereum використовує EVM:
- Ethereum Classic: блокчейн для створення і виконання смартконтрактів, що працює на алгоритмі консенсусу Proof-of-Work.
- Fantom: мережа смартконтрактів на основі спрямованого ациклічного графа (DAG), повністю сумісна з EVM.
- Polygon: екосистема протоколів і блокчейнів, побудована на базі Ethereum для масштабованості та інтеграції dapp.
- VeChain: блокчейн-платформа, що використовує механізм консенсусу Proof-of-Authority для підвищення ефективності та безпеки.
Переваги та недоліки EVM
| Плюси EVM | Мінуси EVM |
| Повна сумісність з Ethereum, що спрощує перенесення dApps між мережами. | Висока вартість газу при перевантаженні мережі Ethereum. |
| Підтримка стандартизованих смартконтрактів, таких, як ERC-20 і ERC-721. | Обмежена масштабованість на рівні базового шару Ethereum. |
| Інтероперабельність з EVM-сумісними блокчейнами (Polygon та ін.). | Складність у програмуванні через необхідність враховувати механізм газу. |
| Детермінованість виконання, що забезпечує однакові результати на всіх вузлах мережі. | Обмежена продуктивність через особливості архітектури блокчейну. |
| Широка підтримка серед розробників та екосистеми інструментів. | Можливість помилок у смартконтрактах, які неможливо змінити після їх розгортання. |
Майбутнє EVM
Майбутнє EVM пов’язане з її подальшим розвитком і оптимізацією в рамках масштабованих рішень, таких як Ethereum 2.0 і Layer 2 (Optimism, Arbitrum). Очікується поліпшення продуктивності, зниження витрат на транзакції та посилення безпеки. Також планується розширення інтеграції з мультичейновими екосистемами, що зробить EVM ще більш універсальною платформою для створення та управління децентралізованими додатками в Web3.
У липні 2022 року Віталік Бутерін розкрив стратегію поступової еволюції блокчейну Ethereum. Одним із ключових кроків у цьому плані стане заміна Ethereum Virtual Machine на більш сучасну віртуальну машину — Ethereum WebAssembly (eWASM).
Висновок
Ethereum Virtual Machine — це не просто технологічна інновація, а фундаментальна платформа, на якій будується екосистема смартконтрактів і децентралізованих додатків. Розуміння EVM відкриває доступ до нових можливостей у світі блокчейнів, забезпечуючи універсальність і гнучкість взаємодії між різними мережами. Освоївши цю технологію, ви зможете краще зрозуміти, як працюють ключові елементи Web3 і як використовувати їх для створення рішень завтрашнього дня.
