Що таке EVM (віртуальна машина Ethereum) у блокчейні?

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.

Актуальні ціни на криптовалюти

Ціна Ефіріума

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).

Криптовалюти за ринковою капіталізацією

Графік криптовалют

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.