ماشین مجازی اتریوم EVM چیست؟

ماشین مجازی اتریوم یکی از کاربردی‌ترین و مهم‌ترین ماشین‌های مجازی محسوب می‌شود که امکان اجرای انواع قراردادهای هوشمند را در فضای مجازی ایجاد نموده است. به طور کلی ماشین‌های مجازی کمک می‌کنند تا شما به راحتی بتوانید چند سیستم عامل مختلف را به صورت همزمان روی لپ تاپ یا کامپیوتر خود نصب نمایید.

با استفاده از این ماشین مجازی می‌توانید فضایی بسیار قابل اعتماد و سالمی را برای اجرای انواع برنامه‌ها ایجاد کنید. شاید به همین دلیل است که امروزه استفاده از این ماشین مجازی با استقبال بی‌نظیری مواجه شده است. با این وجود قبل از اینکه بخواهید از شبکه اتریوم استفاده نمایید، بهتر است آن را به طور کامل بشناسید. با توجه به این موضوع در ادامه شما را با ویژگی‌ها، کاربرد، مزایا و معایب و هر چیزی که باید در رابطه با EVM بدانید، آشنا خواهیم کرد.

ماشین مجازی اتریوم چیست؟

یکی از مهم‌ترین عوامل توسعه شبکه های غیرمتمرکز و فناوری بلاک چین اتریوم است. این ماشین مجازی غیرمتمرکز می‌تواند پردازش‌های پیچیده‌ای انجام دهد و اجرای تعداد زیادی از پروژه‌ها را ممکن نماید. برای اجرای برنامه‌های مختلف در ماشین مجازی اتریوم از زبان‌های برنامه نویسی پایتون و سالیدیتی استفاده شده است. به همین دلیل تمام برنامه‌ها در امنیت کامل اجرا می‌شوند.

ماشین مجازی اتریوم یک تورینگ کامل می‌باشد که از حافظه و زمان کافی برخوردار است. از طرفی این ماشین از دستورالعمل‌های ضروری بهره مند بوده و می‌تواند انواع مشکلات محاسباتی پیچیده را به راحتی برطرف نماید. اجرای انواع قراردادهای هوشمند و درک توافق‌های آینده از مهم‌ترین شبکه اتریوم می‌باشند. از طرفی تورینگ کامل این شبکه باعث شده تا دستورالعمل‌ها و محاسبات آن با دقت بسیار بالایی انجام شوند.

ماشین مجازی یا virtual machine چیست؟

ماشین مجازی یک منبع محاسباتی بوده که برای اجرای برنامه‌ها به جای سیستم‌های فیزیکی از نرم افزارهای مجازی استفاده می‌کند. هرکدام از ماشین های مجازی به عنوان میزبان چندین ماشین مجازی را تحت عنوان مهمان پوشش می‌دهند. البته نباید فراموش کنید که ماشین‌های مهمان هرکدام به صورت جداگانه دارای سیستم عامل و برنامه‌های مشخصی هستند. به همین دلیل عملکرد آنها کاملا تفکیک شده از سایر ماشین های مجازی می‌باشد.

نکته قابل توجه این است که ماشین مجازی یا VM نمی‌تواند به صورت مستقیم به سیستم‌های فیزیکی تعامل برقرار نماید. بنابراین برای هماهنگی آن با سیستم‌های فیزیکی باید حتما از نرم افزاری سبک (هایپروایزر) استفاده شود. این نرم افزار سبک می‌تواند احتمال تداخل پردازنده و حافظه VM و سیستم فیزیکی را به صفر برساند. از طرفی با این کار می‌توان نیاز به سیستم‌های سخت افزاری را به شکل قابل توجهی کاهش داد و سرورها را یکپارچه نمود. این موضوع منجر به مدیریت فضاهای مختلف شده و امنیت سرورها را نیز افزایش می‌دهد.

هدف اصلی ماشین مجازی اتریوم

ماشین مجازی اتریوم یا Ethereum virtual machine محیطی امن برای اجرای انواع قراردادهای هوشمند در فضای بلاک چین اتریوم می‌باشد. این ماشین مجازی نقش بسیار زیادی در فعال سازی انواع برنامه های غیرمتمرکز در شبکه اتریوم دارد. به طور کلی اهداف اصلی EVM عبارتند از:

• اجرای انواع قراردادهای هوشمند: EVM این امکان را فراهم می‌کند تا توسعه دهندگان بتوانند انواع قرارداد هوشمند را با استفاده از زبان برنامه نویسی پیشرفته بنویسند. این قراردادها در فضای بلاک چین اتریوم قرار گرفته و قوانین و تعاملات مربوط به برنامه های غیرمتمرکز را مشخص می‌نمایند. نکته قابل توجه این است که با استفاده از این ماشین مجازی می‌توان برنامه‌ها را به صورت خودکار و بدون در نظر گرفتن توافقات و تراکنش‌ها اجرا نمود.
• اجرا و توسعه برنامه های غیرمتمرکز: بستر ایجاد شده توسط این ماشین مجازی امکان توسعه و اجرای برنامه های غیرمتمرکز Dapp را در فضای بلاک چین اتریوم فراهم می‌کند. این موضوع موجب می‌شود تا بتوان سطح گسترده‌ای از انواع پلتفرم‌ها، عملکردها، خدمات مالی و سیستم‌های نظرسنجی را فعال نمود.
• تورینگ کامل: EVM یک تورینگ کامل بوده که هر نوع محاسبه الگوریتمی را می‌تواند انجام دهد. انعطاف پذیری بالای این ماشین مجازی موجب شده تا بتوان انواع الگوریتم‌های پیچیده را به راحتی پیاده سازی نمود.
• اجماع و یکپارچگی: از طرفی ماشین مجازی اتریوم میان تمام گره‌های موجود در شبکه اتریوم اجماع ایجاد می‌کند. بنابراین می‌توان تضمین نمود که تمام گره‌های شبکه از دستورالعمل یکسانی برای اجرای قراردادهای هوشمند و پردازش تراکنش‌ها استفاده می‌کنند. این موضوع امنیت و یکپارچگی شبکه را به شدت افزایش می‌دهد.

ماشین مجازی اتریوم چگونه کار میکند؟

ماشین مجازی اتریوم به صورت دائم در حال فعالیت می‌باشد و با فعالیت غیرقابل تغییر به مشخص نمودن شرایط هر بلوک کمک می‌کند. عملکرد این ماشین مجازی به گونه‌ای بوده که امکان اجرای قراردادهای هوشمند را در فضای بلاک چین فراهم می‌نماید. این ماشین به صورت یک پردازنده سراسری عمل کرده و فضای لازم برای اجرای اپلیکیشن های غیرمتمرکز را فراهم می‌سازد.

قراردادهای هوشمندی که با استفاده از زبان برنامه نویسی وایپر و سالیدیتی نوشته شده‌اند توسط ماشین مجازی اتریوم خوانده شده و به بایت کد تبدیل می‌گردند. برای هر تراکنش انجام شده در قرارداد هوشمند، تمام داده‌های آن مانند کارمزد گس (Gas) توسط EVM محاسبه و بارگذاری می‌شوند. مراحل اجرای تراکنش‌های قرارداد هوشمند در کامپیوتر مجازی اتریوم به شرح زیر می‌باشند:

• در ابتدا تمامی تراکنش‌ها برای پردازش با یکدیگر به رقابت می‌پردازند و در نهایت انتخاب می‌گردند. پس از آن نیز به کامپیوتر مجازی اتریوم فرستاده می‌شوند.
• EVM مطابق با کدهای عملیاتی آنها را اجرا می‌نماید.
• در نهایت نیز تراکنش‌ها پردازش شده و وارد وضعیت سراسری شبکه می‌شوند. تغییرات لازم روی تراکنش‌ها اعمال شده و در ادامه تمامی اطلاعات مربوط به آنها در فضای بلاک چین ذخیره خواهند شد.

چه شبکه هایی با EVM سازگاری دارند؟

نکته قابل توجه در رابطه با ماشین مجازی اتریوم این است که EVM با شبکه‌های متعددی سازگار می‌باشد. این شبکه‌ها عبارتند از:

• BSC: بایننس اسمارت چین همانطور که در نامش ذکر شده، متعلق به صرافی بایننس بوده و با EVM کاملا سازگار می‌باشد. به همین دلیل توسعه دهندگان می‌توانند انواع قراردادهای هوشمند و غیرمتمرکز را روی بلاکچین BSC اجرا کنند.

• Polygon: پالیگان نیز از دیگر شبکه‌های سازگار با کامپیوتر مجازی اتریوم است که به صورت 2 لایه‌ای عمل می‌کند. این بلاک چین اجرای انواع تراکنش‌ها را با سرعت بسیار بالا و هزینه مناسب ممکن می‌سازد. بنابراین به راحتی می‌توان انواع برنامه‌های اتریوم را روی این شبکه اجرا نمود.

• Fantom: بلاک چین مقیاس پذیر فانتوم از بهره‌وری بسیار بالایی برخوردار می‌باشد. به همین دلیل می‌تواند قابلیت‌های شبکه اتریوم را بهبود ببخشد. سازگاری این شبکه با EVM موجب می‌شود تا قراردادهای هوشمند را بتوان به سرعت روی این بلاک چین اجرا نمود.

• Avalanche: شبکه آوالانچ نیز از جمله شبکه‌های سازگار با ماشین مجازی اتریوم است که به منظور ساخت شبکه‌های بلاک چین به صورت سفارشی مورد استفاده قرار می‌گیرد. فضای این شبکه برای اجرای انواع قراردادهای هوشمند اتریوم انتخاب بسیار مناسبی می‌باشد.

• Arbitrum: از دیگر شبکه‌های سازگار با Ethereum virtual machine می‌توان به شبکه آربیتروم اشاره داشت. این شبکه با هدف کاهش کارمزدها و همچنین بالا بردن توان عملیاتی راه اندازی شده است و دسترسی به تراکنش‌ها را سریعتر کرده و کارمزد گس را کاهش می‌دهد.

ویژگی های ماشین مجازی اتریوم

EVM دارای ویژگی‌های مختلفی می‌باشد که در عملکرد بلاک چین اتریوم نقش بسیار موثری دارند. شناخت این ویژگی‌ها از اهمیت بسیار بالایی برخوردار هستند. این ویژگی‌ها عبارتند از:

1. ایزوله سازی سیستم: ماشین مجازی ETH به گونه‌ای طراحی شده که محیط بسیار ایزوله و امنی را برای اجرای تمامی کدها ایجاد می‌کند. به همین دلیل در زمان اجرای قراردادهای هوشمند، احتمال تداخل وضعیت به صفر می‌رسد. این موضوع موجب می‌شود تا قراردادها آسیبی نبینند و در برابر باگ‌های شبکه‌ای از آنها محافظت شود.
2. عملکرد دقیق و قطعی: از طرفی EVM اجرا شدن دستورات را به صورت قطعی تضمین می‌نماید. به طور مثال زمانی که ورودی مشخصی وارد سیستم می‌شود، تراکنش‌ها و یا قراردادهای اجرا شده کاملا مطابق با آن می‌باشند. این موضوع از افزایش امنیت و اعتماد به سیستم مجازی اتریوم نقش بسیار موثری دارد.
3. عدم تغییر کدها: از طرفی در ماشین مجازی اتریوم به هیچ عنوان کدها قابل تغییر نیستند. زمانی که یک قرارداد در شبکه اتریوم اجرا می‌شود، دیگر نمی‌توان کدها را بروزرسانی کرد و یا تغییر داد. این موضوع موجب می‌شود تا رفتارهای قراردادی پس از گذشت زمان ثابت بمانند و دچار تغییر غیرمنتظره نشوند.

کاربردهای ماشین مجازی اتریوم

پیش از استفاده از ماشین مجازی اتریوم و اجرای آن روی شبکه بلاک چین، بهتر است کاربردهای آن را به خوبی بشناسید. این کاربردها عبارتند از:

• از مهم ترین کاربردهای EVM می‌توان به امکان استفاده از چند سیستم عامل (به غیر از سیستم نصب شده روی دستگاه) اشاره داشت. این موضوع باعث می‌شود تا کاربر به راحتی بتواند تمام برنامه‌های مورد نیاز خود را روی یک دستگاه نصب کند.
• انواع نرم افزارهای قدیمی که بروزرسانی نشده‌اند را نیز می‌توان روی این سیستم اجرا نمود.
• از طرفی با استفاده از EVM می‌توان بدافزارها را آزمایش نمود و راه مقابله با آنها را پیدا کرد.
• امکان توسعه پلتفرم‌های مختلف روی سایر سیستم عامل‌ها از دیگر کاربردهای EVM می‌باشد.

مزایا و معایب ماشین مجازی اتریوم

قطعا با شناخت کاربرد و ویژگی‌های ماشین مجازی اتریوم متوجه شده‌اید که این سیستم مجازی از مهمترین بخش‌های شبکه اتریوم می‌باشد. با این وجود در صورت استفاده از این ماشین مجازی نیاز است تا در ابتدا مزایا و معایب آن را به خوبی بشناسید. از مهم ترین مزایا و معایب EVM می‌توان موارد زیر را معرفی نمود.

مزایای EVM

• امکان ساخت توکن غیر قابل تعویض NFT یکی از مهم ترین مزایای EVM می‌باشد. این توکن‌ها برای معامله در بازار غیرمتمرکز با حفظ مالکیت ضروری می‌باشند.
• کاهش قابل توجه کارمزد مربوط به تراکنش‌ها در شبکه اتریوم با کمک بهینه سازی قراردادهای هوشمند از دیگر مزایای این ماشین مجازی می‌باشد.
• استفاده از EVM یک فضای مناسب برای اجرای انواع برنامه های غیرمتمرکز به منظور استفاده تمامی افراد ایجاد می‌نماید.
• این سیستم مجازی با کیف پول شبکه اتریوم سازگار بوده و به همین دلیل اجرای هر نوع عملیات مالی را ممکن می‌سازد.
• قابلیت اجرای تمامی قراردادهای هوشمند به صورت برنامه ریزی شده و خودکار از دیگر قابلیت‌های مثبت این ماشین مجازی می‌باشد.

معایب EVM

• برای استفاده از سیستم EVM باید با زبان‌های برنامه نویسی خاصی آشنا بود. به همین دلیل افرادی که دانش و مهارت کافی نداشته باشند، نمی‌توانند از این سیستم استفاده نمایند.
• تمرکزگرایی ماشین مجازی اتریوم موجب شده تا احتمال آسیب پذیری آن افزایش پیدا کند. به طور مثال در صورت وجود مشکل در سرویس دهی فضاهای ابری، اپلیکیشن‌های غیرمتمرکز روی این سیستم نیز دچار مشکل می‌شوند.
• کارمزد گس در سیستم EVM موجب شده تا انجام تراکنش‌ها و عملیات مختلف در بلاک چین اتریوم هزینه‌بر باشد.

آینده ماشین مجازی اتریوم

یکی از رایج‌ترین سوالاتی که در رابطه با ماشین مجازی اتریوم پرسیده می‌شود این است که آینده این ماشین مجازی چه خواهد شد؟ این ماشین مجازی طی سال‌های گذشته چندین بار بروز شده است و به همین دلیل آپدیت مرج اتریوم در آینده نیز دور از انتظار نیست. با توجه به این موضوع احتمالا در آینده شاهد امکانات بیشتر و تعامل گسترده‌تر آن با انواع شبکه‌های بلاک چین خواهیم بود.

یکی از مهم‌ترین مشکلات و چالش‌هایی که EVM با آن مواجه است، بالا بودن میزان کارمزد گس می‌باشد. به همین دلیل ممکن است در آینده بروزرسانی‌هایی انجام شوند که این مشکل را برطرف نمایند. به طور مثال توسعه فناوری در زمینه سازمان‌های DAO، دیفای، توکن غیرمثلی و … می‌توانند در بهبود شرایط سیستم EVM نقش بسیار موثری داشته باشند.