Máy ảo Ethereum (EVM) được giải thích trong 5 phút hoặc ít hơn

Máy ảo Ethereum là trái tim của Ethereum, cho phép các nhà phát triển xây dựng và chạy DApps.

Ethereum vẫn là blockchain được ưa thích nhất cho các nhà phát triển. Tốc độ giao dịch chậm hơn và phí gas cao không ảnh hưởng đến nhu cầu về Ethereum.

Sự trưởng thành của hệ sinh thái Ethereum đóng vai trò là yếu tố tin cậy cho các nhà phát triển. Ngoài ra, Ethereum cung cấp nhiều tài nguyên và công cụ phát triển.

Không gian tiền điện tử đã chứng kiến ​​sự xuất hiện của nhiều hệ sinh thái blockchain mới trong những năm gần đây. Tuy nhiên, hệ sinh thái Ethereum vẫn dẫn đầu với mức vốn hóa thị trường hơn 368 tỷ đô la.

Khi đã hiểu nhu cầu về chuỗi khối Ethereum, hãy đi sâu vào EVM.

Giới thiệu về EVM

Máy ảo Ethereum (EVM) là một máy tính ảo cho phép phát triển các ứng dụng phi tập trung (DApps). Hơn nữa, các nhà phát triển sử dụng máy ảo này để triển khai và thực hiện các hợp đồng thông minh Ethereum.

Hợp đồng thông minh có thể được định nghĩa là một chương trình máy tính hoạt động trên chuỗi khối Ethereum. Hợp đồng thông minh tự động thực hiện các chức năng của chúng dựa trên thỏa thuận giữa những người dùng.

Với sự trợ giúp của hợp đồng thông minh, bạn có thể đặt các quy tắc hoặc điều kiện cụ thể. Ngay sau khi nó đáp ứng các điều kiện của bạn, hợp đồng sẽ được thực hiện.

Điều quan trọng là phải hiểu hai khái niệm quan trọng của EVM; Máy ảo và tính đầy đủ của Turing.

Máy ảo

Máy ảo bao gồm các chương trình được sử dụng để mô phỏng hành vi của máy tính. Bản thân các máy ảo này hoạt động như các đơn vị xử lý và lưu trữ.

Các máy ảo hoạt động giống như phần mềm máy tính của chúng tôi. Không giống như máy tính của chúng tôi, máy ảo có khả năng thực hiện các chức năng phức tạp.

Sự hoàn chỉnh của Turing

Được đặt tên theo nhà toán học người Anh Alan Turing, Turing Completeness đảm bảo rằng cỗ máy có thể thực hiện bất kỳ phép tính nào. Với đủ bộ nhớ và thời gian, một cỗ máy hoàn chỉnh Turing có thể thực hiện bất kỳ phép tính phức tạp nào.

Tóm lại, EVM là một máy ảo có tính hoàn chỉnh của Turing. Sự kết hợp công nghệ này hoạt động như một phước lành cho các nhà phát triển DApp.

EVM cũng đảm bảo tính bảo mật của chuỗi khối Ethereum. Ngoài ra, các phép tính phức tạp được thực hiện nhanh chóng.

EVM được cài đặt trên hệ điều hành để thực thi nhanh hơn. Hơn nữa, máy ảo này là lớp trung gian giữa hệ điều hành và hợp đồng thông minh.

Mục đích của EVM

Mục đích chính của EVM là cung cấp năng lượng cho DApps. Hơn nữa, máy ảo này cũng hạn chế những gián đoạn lớn trong mạng Ethereum.

Như đã đề cập trước đó, các nhà phát triển triển khai các hợp đồng thông minh để thực hiện các chức năng trên mạng chuỗi khối. Các hợp đồng thông minh và DApps này được chuyển đổi thành mã byte.

Bytecode là ngôn ngữ máy tính được biên dịch từ mã nguồn để chạy trên máy ảo. Ngôn ngữ này ở định dạng máy tính có thể đọc được.

Sau khi hoàn thành chuyển đổi, mã byte được triển khai vào EVM. Cuối cùng, các mã đã triển khai này được phân phối cho tất cả các nút có trong mạng Ethereum.

Ngoài mã byte, EVM còn sử dụng “opcodes”, một loạt các hướng dẫn. Bộ hướng dẫn này giúp EVM thực hiện nhiều tác vụ.

Hơn 140 opcodes được sử dụng để kích hoạt các loại quy trình EVM khác nhau. Nói một cách đơn giản, opcode đơn giản hóa hướng dẫn lập trình cho EVM.

EVM đóng một vai trò quan trọng trong việc đảm bảo rằng mọi hợp đồng thông minh đều hoạt động chính xác. Hơn nữa, dữ liệu giao dịch được cập nhật trong mạng Ethereum.

Gas và tác động của nó đối với hiệu suất của EVM

Gas có thể được coi là nhiên liệu của EVM. Nó đại diện cho các khoản phí cần thiết để tính toán các hoạt động của hợp đồng thông minh Ethereum.

Khí phụ thuộc vào độ phức tạp của opcode. Gas được thanh toán bằng Wei, phần nhỏ nhất của Ether (ETH).

Gas cũng đóng một vai trò quan trọng trong sự an toàn của mạng Ethereum. Nói cách khác, các khoản phí đắt đỏ bảo vệ mạng khỏi những kẻ tấn công.

Những người xác thực giao dịch nhận được gas dưới dạng phần thưởng—đồng thời, sự gia tăng độ phức tạp dẫn đến phần thưởng cao hơn.

Cơ chế gas cũng giúp người xác nhận lọc các khoản phí lớn và nhỏ cần thiết. Chẳng hạn, trình xác thực có thể chọn các opcode khó để nhận được gas cao hơn.

Hoạt động mạng ảnh hưởng lớn đến phí gas. Ngoài ra, người gửi nhận được lượng gas chưa sử dụng còn lại sau giao dịch.

Khi bạn đã hiểu tầm quan trọng của gas, hãy xem quy trình lưu trữ dữ liệu của EVM.

Lưu trữ dữ liệu trong EVM

Như bạn đã biết, dữ liệu là tài nguyên quý giá nhất. Do đó, lưu trữ dữ liệu là một phần thiết yếu của EVM.

Trước tiên, hãy hiểu cách dữ liệu được lưu trữ trong Ethereum.

Ethereum lưu trữ dữ liệu dưới dạng cấu trúc dữ liệu lốp xe. Với sự trợ giúp của các cấu trúc dữ liệu này, Ethereum quản lý dữ liệu vĩnh viễn và tạm thời.

Chuỗi khối Ethereum bao gồm ba loại thử:

• State Trie: Global State Trie là Trie trạng thái duy nhất của Ethereum, được cập nhật liên tục. Trie này bao gồm một giá trị và khóa cho mọi tài khoản Ethereum.
• Trie lưu trữ: Dữ liệu hợp đồng được lưu trữ tại đây. Do đó, trie này tồn tại trên mọi tài khoản Ethereum.
• Bộ ba giao dịch: Bộ ba này lưu trữ tất cả các giao dịch trên mỗi khối. Bạn có thể sử dụng trie này để định vị các giao dịch cụ thể.

Việc phân chia dữ liệu đơn giản được phân phối qua ba lần hỗ trợ Ethereum trong việc lưu trữ và quản lý lượng dữ liệu khổng lồ. Ngoài ra, cơ chế lưu trữ dữ liệu này cung cấp cho người dùng khả năng truy cập dễ dàng và an toàn hơn.

Trong trường hợp của EVM, có hai loại dữ liệu của giao thức Ethereum: dữ liệu tạm thời và dữ liệu vĩnh viễn.

• Dữ liệu tạm thời: Dữ liệu này thay đổi theo các giao dịch mới, chẳng hạn như số dư ví.
• Dữ liệu vĩnh viễn: Như tên gọi, dữ liệu này được lưu trữ vĩnh viễn trong cấu trúc dữ liệu của Ethereum. Hơn nữa, dữ liệu này không thể thay đổi hoặc sửa đổi.

Bạn có thể nhận thấy một số điểm tương đồng thú vị giữa EVM và CPU của thiết bị máy tính của mình.

Các nhà phát triển Ethereum tạo DApps tương tự như phần mềm máy tính.

Sự khác biệt ở đây là không giống như C++ hay Java, Solidity là ngôn ngữ lập trình của Ethereum. Mã solidity này sau đó được phân phối giữa các nút/hệ thống khác.

Giống như máy tính của chúng tôi, EVM không có CPU vật lý. Nói cách khác, EVM là một CPU ảo được phân phối trên các mạng trên toàn thế giới.

Lợi ích của EVM

Hãy cùng điểm qua những ưu điểm của EVM:

phân quyền

EVM đóng một vai trò thiết yếu trong việc hạn chế vai trò của bất kỳ cơ quan trung ương nào. Không ai có thể kiểm soát các giao dịch diễn ra trên mạng Ethereum.

Ngoài ra, không ai có thể xóa các DApp đã triển khai. Điều này cung cấp cho các nhà phát triển sự tự do để xây dựng các dự án sáng tạo.

Rào cản gia nhập thấp

EVM giúp các nhà phát triển tạo DApps mà không có bất kỳ hạn chế nào. Máy ảo này cho phép các nhà phát triển tạo và triển khai các hợp đồng thông minh phù hợp với mục đích của họ.

Dễ dàng thực hiện các hợp đồng thông minh phức tạp

EVM có khả năng thực hiện các tác vụ phức tạp được giao trong hợp đồng thông minh. Ngoài ra, các nhà phát triển có thể tạo một hợp đồng thông minh và chạy nó trên nhiều nền tảng.

hoàn hảo

Cơ chế phức tạp của EVM cho phép chương trình thực hiện các giao dịch mà không bị lỗi. Tại đây, nhà phát triển có thể xử lý tác động của hợp đồng thông minh dựa trên mức độ phức tạp của nó.

An toàn dữ liệu

EVM bảo vệ dữ liệu của nhà phát triển. Yếu tố tin cậy này khuyến khích các nhà phát triển thử nghiệm các loại mã khác nhau.

Trong trường hợp sử dụng mã không đáng tin cậy, dữ liệu cá nhân sẽ không bị ảnh hưởng. Quá trình tính toán cũng không ảnh hưởng đến các chức năng khác của hệ thống.

Hạn chế của EVM

Chi phí gas cao

Bạn cần trả phí bằng mã thông báo ETH để thực hiện giao dịch. Gas cần thiết phụ thuộc vào mức độ phức tạp liên quan đến việc thực hiện giao dịch.

Hơn nữa, loại giao dịch và tốc độ cũng xác định khí. Bạn có thể sử dụng máy tính trực tuyến để tìm lượng gas cần thiết cho một giao dịch.

Gas sẽ tăng lên khi có tắc nghẽn mạng cao—những tình huống như thế này dẫn đến phí gas rất cao.

Lưu trữ dữ liệu cao

Như chúng ta đã thảo luận trước đó, dữ liệu là một phần quan trọng của EVM. Lưu trữ và quản lý dữ liệu là điều cần thiết để máy hoạt động bình thường.

Ở đây cũng vậy, sự phức tạp của một giao dịch dẫn đến việc lưu trữ dữ liệu cao. Tương tự như phí gas, phí lưu trữ đôi khi cũng có thể tốn kém.

Yêu cầu kiến ​​thức kỹ thuật

Không thể thay đổi hợp đồng thông minh đã triển khai. Do đó, nhà phát triển tạo hợp đồng thông minh phải có chuyên môn kỹ thuật.

Là một hệ thống hoàn chỉnh của Turing, EVM cho phép các nhà phát triển sử dụng bất kỳ ngôn ngữ lập trình nào. Ngược lại, một kịch bản lập trình tồi có thể phá hỏng toàn bộ dự án.

Tương lai của EVM

Mặc dù chúng tôi xem xét công nghệ chuỗi khối và EVM, nhưng nó mới ở giai đoạn đầu. Trong những năm tới, tốc độ và hiệu quả của EVM sẽ tăng lên.

Tốc độ giao dịch và phí gas cao là một thách thức lớn. Vượt qua những thách thức này sẽ làm tươi sáng tương lai của EVM.

EVM sẽ là một phần quan trọng trong việc phân cấp các ngành công nghiệp chính. Việc chuyển đổi sẽ tạo ra tác động đến các ngành công nghiệp chính.

Các ngành ngân hàng, trò chơi, an ninh mạng, hậu cần, chăm sóc sức khỏe, lưu trữ đám mây và bất động sản sẽ chuyển đổi đáng kể. Ngoài ra, DApps hữu ích hơn sẽ giúp cuộc sống của mọi người dễ dàng hơn.

Tầm nhìn của người sáng lập Ethereum Vitalik Buterin nhằm phát triển một hệ sinh thái đa cuộn cũng tác động tích cực đến EVM. Việc triển khai hệ sinh thái này làm tăng chức năng EVM.

Chức năng tương tác là một thay đổi quan trọng khác sẽ ảnh hưởng đến EVM. Tại đây, các DApp trên các chuỗi khối khác nhau có thể tương tác với nhau.

Các tính năng hoạt động tương tác khuyến khích sự hợp tác giữa các dự án tiền điện tử khác nhau. Ngoài ra, nhiều nhà phát triển có xu hướng chọn EVM để triển khai các hợp đồng thông minh của họ.

Lưu ý của tác giả

Máy ảo Ethereum đóng một vai trò quan trọng trong việc cung cấp một hệ sinh thái phi tập trung. Các nhà phát triển DApp hiện đang có nhiều quyền truy cập hơn để xây dựng các dự án của họ.

Các nhà phát triển đang tiếp cận Ethereum như một nền tảng tất cả trong một để phát triển DApp. Yếu tố này làm cho tương lai của EVM trở nên đầy hứa hẹn.

Máy ảo Ethereum không hoàn hảo và có một số nhược điểm. Với sự tiến bộ của công nghệ, EVM tiếp tục phát triển thành một phiên bản tốt hơn.

Tiếp theo, bạn có thể khám phá các ví Ethereum tốt nhất.