Що таке Ethereum Virtual Machine (EVM)?

Ethereum Virtual Machine — це інновація у сфері блокчейну, яка є обчислювальним ядром мережі Ethereum. Віталік Бутерін створив Ethereum, щоб подолати обмеження Bitcoin і запропонувати платформу для виконання програмованих смартконтрактів. EVM перетворила Ethereum із простого реєстру транзакцій на децентралізовану обчислювальну платформу. Завдяки цьому розробники можуть створювати складні додатки, що працюють автономно у блокчейні.

Що таке смартконтракти?

Смартконтракти — це автономні програми, що виконують задані інструкції у блокчейн-мережі без участі людини. Їхній код розробники розміщують для виконання конкретних завдань відповідно до логіки програми. На відміну від звичайних додатків, смартконтракти працюють у "trustless" (достовірному) середовищі, де виконання коду гарантується інфраструктурою блокчейну. Ethereum першою впровадила широке використання смартконтрактів, що дозволило розгорнути й виконати мільйони таких контрактів. Наприклад, смартконтракт може автоматично передати право власності на цифровий актив після надходження платежу, усуваючи посередників і знижуючи витрати на транзакції.

Що таке Ethereum Virtual Machine (EVM)?

Ethereum Virtual Machine — це складний програмний компонент у протоколі Ethereum, який виконує роль середовища для запуску смартконтрактів. EVM, як віртуальна машина, надає ізольований простір для обчислень, де код виконується безпечно й детерміновано на всіх вузлах мережі. Вона обробляє інструкції, керує змінами стану, розгортає смартконтракти по всій мережі. Архітектура EVM гарантує, що кожен вузол Ethereum виконує код смартконтракту ідентично, підтримує консенсус і запобігає розбіжностям у результатах. Віртуалізація дозволяє розробникам писати код один раз і запускати його на будь-якому вузлі мережі. Розуміння можливостей EVM Ethereum є необхідним для розробки децентралізованих додатків на цій платформі.

Як це працює

Мережа Ethereum працює як необмежена машина стану, що обробляє транзакції через подвійну систему станів. Такий підхід відрізняє Ethereum від простих розподілених реєстрів і дозволяє виконувати складні операції, що виходять за межі простих переказів.

Світовий стан зберігає дані про всі баланси та розгорнуті смартконтракти. Він є децентралізованим і незмінним реєстром Ethereum. Кожна транзакція, що проходить через EVM, оновлює цей рівень, і всі учасники мережі з доступом до блокчейн-оглядача бачать однакові актуальні дані. Прозорість і узгодженість — основа "trustless" середовища Ethereum.

Машинний стан — це обчислювальна пісочниця EVM, де транзакції виконуються поетапно. Під час обробки викликів повідомлень EVM передає ETH між рахунками, оновлює світовий стан і списує комісію gas за використані ресурси. Транзакції створення контракту включають складніші процеси: розробники розміщують байткод смартконтракту, сплачуючи gas відповідно до обчислювальної складності коду.

Мова програмування Solidity

Solidity — основна мова для розробки смартконтрактів Ethereum. Вона має високорівневий синтаксис, схожий на JavaScript. EVM не може безпосередньо виконувати код Solidity, тому потрібна компіляція, яка перетворює команди у машинний байткод. Компілятор, наприклад solc, виконує цю трансляцію: перетворює смартконтракти Solidity у низькорівневий байткод для EVM. Завдяки цьому, незалежно від способу написання коду, EVM виконує його однаково на всіх вузлах мережі, забезпечуючи детерміновану поведінку для консенсусу блокчейну.

Виконання смартконтракту

Під час виконання байткоду смартконтракту EVM точно відстежує споживання gas на кожному етапі обчислень. Кожна операція має фіксовану вартість gas, і загальна кількість зменшується у процесі виконання. Якщо gas закінчується до завершення, EVM зупиняє виконання, анулює транзакцію і не змінює світовий стан. Мережа залишається без змін, а відправник втрачає сплачену комісію gas за вже виконані обчислення. Механізм захищає від "infinite loop" (нескінченних циклів) і атак на виснаження ресурсів. У разі успішного виконання EVM оновлює світовий стан відповідно до змін у машинному стані й фіксує результат транзакції у блокчейні.

Комісії gas у Ethereum

Комісії gas — це ключовий елемент екосистеми Ethereum, що діє як механізм стимулювання й засіб безпеки. За механізмом Proof of Work валідатори отримували винагороду за використані ресурси під час обробки транзакцій. Для простих переказів ETH розмір комісії gas змінюється залежно від навантаження мережі й попиту у пулі транзакцій. Виконання смартконтрактів складніше: байткод розбивається на опкоди, кожен із яких має визначену вартість gas, пропорційну складності операції. Така деталізована структура комісій захищає від "denial-of-service attack" (атаки на відмову в обслуговуванні): EVM виконує код лише доти, доки є достатньо gas. Якщо зловмисник запускає ресурсомісткі операції, його gas швидко закінчується, і EVM припиняє транзакцію до витрачання значних ресурсів мережі.

Які переваги має EVM?

Ethereum Virtual Machine має переваги, які зробили Ethereum провідною платформою для децентралізованих додатків. Безпека EVM захищає мережу від зловмисних дій, створюючи надійне середовище для смартконтрактів і автоматичних сервісів. Децентралізована архітектура EVM дозволяє кожному створювати та розгортати смартконтракти без централізованого схвалення. Відкритість сприяє інноваціям і залучає розробників з усього світу, формуючи екосистему Ethereum. Стандартизоване середовище виконання EVM надихнуло багато сумісних блокчейнів на створення сайдчейнів, що дозволяє переносити додатки без змін у коді. Зростання децентралізованих сервісів підтверджує роль EVM у демократизації доступу до блокчейну і розширенні можливостей розробників для створення інноваційних рішень.

Варіанти застосування EVM

Ethereum Virtual Machine спричинила появу інновацій у блокчейн-екосистемі. Смартконтракти відкрили нові види цифрових додатків і активів.

ERC-20 токени — один із перших і найважливіших прикладів використання EVM. Смартконтракти визначають їхні властивості, керують розподілом і обліком власності. ERC-20 — фундамент блокчейн-економіки. Зараз ERC-20 токени використовують для різних цілей, зокрема як стейблкоїни. USDT демонструє їхню ефективність для підтримки стабільності цін і швидких переказів вартості.

Децентралізовані платформи змінили торгівлю криптовалютами, застосовуючи смартконтракти для peer-to-peer-торгівлі без посередників. Автоматизовані протоколи маркетмейкерів дозволяють користувачам працювати з пулами ліквідності та здійснювати угоди напряму через смартконтракти, без традиційних бірж.

Невзаємозамінні токени стали цифровими артефактами, підтвердженими й збереженими у блокчейні. Смартконтракти керують їхнім створенням, "minting" (випуском) і перевіркою власності. Колекції Bored Ape Yacht Club і CryptoPunks отримали значну культурну та фінансову цінність. Власники торгують цими унікальними цифровими активами на різних маркетплейсах.

Платформи децентралізованого фінансування використовують смартконтракти для кредитування та позик криптовалют без участі традиційних фінансових інститутів. Протоколи забезпечують миттєву видачу позик і автоматичні виплати відсотків кредиторам, створюючи ефективні й прозорі фінансові сервіси.

Децентралізовані автономні організації застосовують смартконтракти для управління, коли рішення приймаються спільно без централізованої влади. Основні учасники кодують правила організації у смартконтракти, створюючи прозорі й автоматизовані процеси прийняття рішень без участі людини.

Обмеження EVM

Попри революційні можливості, Ethereum Virtual Machine має обмеження щодо доступності й вартості. Потрібні знання Solidity і навички програмування, що обмежує доступ користувачам без технічної підготовки. Це концентрує можливості розробки у вузькому колі спеціалістів. Крім того, комісія gas може різко зростати під час перевантаження мережі, що робить розгортання й взаємодію зі смартконтрактами дорогими для малих транзакцій або окремих користувачів. Такі витрати стимулюють розвиток Layer-2 і альтернативних блокчейн-архітектур, які зберігають сумісність із EVM і знижують витрати на транзакції.

Які криптовалюти сумісні з EVM?

Успіх Ethereum Virtual Machine стимулював багато блокчейн-проєктів до впровадження сумісності з EVM, створення взаємопов’язаних мереж зі спільними стандартами виконання. Це вирішує проблему комісій gas у Ethereum і зберігає зручне середовище для розробників. Ключові блокчейни централізованих бірж, а також Avalanche, Fantom, Cardano, Polygon і Tron — приклади блокчейнів із архітектурою, сумісною з EVM. Вони дозволяють розміщувати додатки Ethereum із мінімальними змінами, а користувачам — передавати активи між сумісними ланцюгами без перешкод. Взаємодія розширює можливості блокчейн-екосистеми й дає розробникам гнучкі варіанти розгортання, балансуючи між продуктивністю, витратами та децентралізацією залежно від вимог додатка.

Майбутнє EVM

Ethereum Virtual Machine постійно вдосконалюється завдяки системним оновленням, що підвищують масштабованість, ефективність і функціональність. Оновлення Dencun, впроваджене на початку 2024 року, принесло значні покращення, зокрема EIP-4844 і "proto-danksharding" (оптимізація обробки транзакцій Layer-2 і зменшення комісій gas). Впровадження тимчасових data blobs, які видаляються з блокчейну, а не зберігаються постійно, покращує ефективність. EIP-4788 розширила інтеграцію, дозволяючи прямий доступ EVM до стану Beacon Chain і підтримуючи складні протоколи, такі як liquid staking і кросчейн-інтеграції. Дорожня карта Ethereum спрямована на масштабованість через rollup-технології, де zero-knowledge EVMs набувають важливого значення. zkEVM забезпечує ефективну обробку транзакцій поза мережею, зберігаючи сумісність із Ethereum і підвищуючи масштабованість без компромісу для безпеки й децентралізації.

Висновок

Ethereum Virtual Machine — це основа інновацій у блокчейні, яка перетворила Ethereum із криптовалюти на децентралізовану обчислювальну платформу. Розуміння можливостей EVM Ethereum необхідне для оцінки потенціалу децентралізованих додатків. EVM дозволяє виконувати смартконтракти у безпечному "trustless" середовищі, що стало рушієм розвитку екосистеми додатків, фінансових інструментів і цифрових активів. Архітектура EVM забезпечує баланс між безпекою, децентралізацією й функціональністю, захищає мережу через механізм комісій gas і надає розробникам ефективні інструменти для створення автономних додатків. Незважаючи на обмеження щодо доступності й вартості, розвиток таких рішень, як proto-danksharding і zkEVM, підтверджує постійне вдосконалення платформи для масштабованості та ефективності. EVM залишається галузевим стандартом виконання смартконтрактів: її вплив поширюється за межі Ethereum, формує сумісні блокчейни та визначає майбутнє децентралізованих обчислень. Подальший розвиток цієї технології наближає реалізацію бачення Віталіка Бутеріна щодо глобального децентралізованого суперкомп’ютера.

FAQ

Чи є EVM wallet тим самим, що ETH wallet?

Так, EVM wallet — це те саме, що ETH wallet. Кожен ETH wallet фактично є EVM wallet, оскільки працює на однаковому протоколі й технології.

Як отримати адресу EVM wallet?

Відкрийте додаток для сумісного EVM wallet, виберіть рахунок Ethereum і перегляньте або скопіюйте адресу wallet.

Що таке EVM простими словами?

EVM — це Virtual Machine Ethereum, цифрове середовище для виконання смартконтрактів і обробки транзакцій у мережі Ethereum.