Trang chủ Tạp chí Tin tức Ethereum (ETH) Ethereum Virtual Machine (EVM) là gì?

Ethereum Virtual Machine (EVM) là gì?

05/12/2022 07:00

Ethereum là tiền điện tử lớn thứ hai về vốn hóa thị trường, rất phổ biến đối với các nhà đầu tư tiền điện tử vì token ETH gốc của nó. Tuy nhiên, ngôn ngữ lập trình Solidity gốc và Ethereum Virtual Machine (EVM) là công cụ giúp nó nhận được sự khen ngợi từ cộng đồng nhà phát triển. Trên thực tế, blockchain Ethereum tiếp tục thu hút các nhà phát triển ứng dụng phi tập trung (DApp) nhờ tính linh hoạt, nhiều công cụ dành cho nhà phát triển có sẵn và cơ sở người dùng lớn của nền tảng.

Hình thành cốt lõi của kiến trúc blockchain, Ethereum Virtual Machine là chương trình thực thi code ứng dụng hoặc các hợp đồng thông minh, cung cấp môi trường thời gian chạy cho chúng vận hành trên mạng Ethereum. Hơn nữa, Ethereum Virtual Machine là Turing hoàn chỉnh và do đó có thể chạy mọi chương trình được code hóa bằng bất kỳ ngôn ngữ lập trình nào, cho phép các nhà phát triển dễ dàng tạo hợp đồng thông minh và DApp tùy chỉnh cho không gian Web3 đang phát triển.

Ngoài các chức năng quan trọng này, Ethereum Virtual Machine có quyền truy cập vào tất cả các node trong mạng, xử lý quá trình thực thi hợp đồng thông minh và xử lý hiệu quả tất cả các giao dịch trên blockchain Ethereum, khiến nó trở thành một trong những máy ảo mạnh nhất hiện nay.

Ethereum Virtual Machine là gì và hoạt động như thế nào?

Được lập trình viên Vitalik Buterin lên ý tưởng vào năm 2013, Ethereum Network đạt được thành công phi thường và trở thành blockchain ưa thích cho các nhà phát triển DApp nhờ vào Ethereum Virtual Machine (EVM) do Gavin Wood thiết kế trong nhiệm kỳ của anh tại Ethereum. Được viết bằng ngôn ngữ C++ và sử dụng trình biên dịch LLVM Project, Ethereum Virtual Machine là một cỗ máy trạng thái đặc biệt hoạt động liên tục và các hoạt động bất biến của nó xác định trạng thái của từng block trong blockchain Ethereum.

Ethereum Virtual Machine không chỉ chi phối những gì các node có thể hoặc không thể thực hiện đối với sổ cái phân tán được blockchain Ethereum duy trì mà còn xác định các quy tắc cụ thể về thay đổi trạng thái từ block này sang block khác. Chức năng thứ hai cho phép chức năng hợp đồng thông minh mà Ethereum đã được biết đến.

Để hiểu Ethereum Virtual Machine hoạt động như thế nào, cần xem xét từng chức năng khác nhau của nó trong việc đảm bảo mạng Ethereum hoạt động trơn tru. Đối với mỗi đầu vào nhận được, EVM tạo ra một đầu ra có tính chất xác định và tuân theo một hàm toán học theo nghĩa đơn giản nhất.

Hoạt động giống như một máy ngăn xếp đẩy các giá trị tạm thời đến và từ ngăn xếp đẩy xuống, Ethereum Virtual Machine có độ sâu 1024 mục, với mỗi mục là một từ 256 bit. Nó cũng duy trì một bộ nhớ tạm thời dưới dạng mảng byte, thay đổi giữa hai giao dịch trên blockchain Ethereum. Các code hợp đồng thông minh đã được biên dịch sẽ được EVM thực thi dưới dạng tập hợp 140 opcode tiêu chuẩn, trong khi cũng triển khai các hoạt động ngăn xếp khác dành riêng cho blockchain.

Lược đồ của EVM

Do đó, EVM có trạng thái máy biến động về bản chất trong quá trình xử lý giao dịch và trạng thái toàn cầu chứa thông tin liên quan đến các tài khoản khác nhau được duy trì trên blockchain Ethereum. Tất cả các hành động được code EVM điều chỉnh. Bản thân code này có nhiều phiên bản khác nhau kể từ khi ra mắt mạng Ethereum vào năm 2015, dẫn đến sự tồn tại của các triển khai Ethereum Virtual Machine khác nhau hiện đang được sử dụng.

Trên thực tế, Ethereum Virtual Machine chịu trách nhiệm duy trì mức độ trừu tượng giữa hàng nghìn node Ethereum và code thực thi, hoạt động như một chức năng mang lại kết quả nhất quán mà không tiết lộ nhiều chi tiết cho khách hàng hoặc node.

Mục đích của Ethereum Virtual Machine (EVM) là gì?

EVM cung cấp cơ sở hoạt động một cách đáng tin cậy cho tất cả các ứng dụng chạy trên mạng Ethereum mà không có bất kỳ lần ngừng hoạt động nghiêm trọng nào được báo cáo. Đối với các nhà phát triển, EVM hoạt động như một chương trình tổng thể chạy các chương trình thực thi nhỏ hơn được gọi là hợp đồng thông minh trong Ethereum, đồng thời cung cấp cho họ quyền tự do viết các hợp đồng thông minh này bằng nhiều ngôn ngữ lập trình như Solidity, Vyper, Python và Yul…

Do tính linh hoạt mà EVM cung cấp, blockchain Ethereum đã tạo ra hàng nghìn DApp trong không gian DeFi và NFT. Mỗi DApp này và các hợp đồng thông minh được tạo ra sẽ được chuyển đổi thành bytecode đưa vào EVM và phân phối giữa tất cả các node trong mạng Ethereum. Khi một hợp đồng thông minh được triển khai, EVM chịu trách nhiệm liên lạc với tất cả các node và thực hiện các thay đổi trạng thái khi đạt được sự đồng thuận.

Có thể nói rằng EVM được chèn vào bên trong mỗi node Ethereum để thực thi các hợp đồng thông minh bằng cách sử dụng bytecode thay vì ngôn ngữ lập trình cơ sở, do đó cách ly máy tính chủ vật lý khỏi code máy mà Ethereum chạy trên đó.

Lợi ích của Ethereum Virtual Machine

Đối với các sản phẩm được xây dựng trên Ethereum Virtual Machine, các DApp sẽ được phát triển có giao diện và cách sử dụng giống với DApp của mạng Ethereum, giúp người dùng có cảm giác quen thuộc, dễ dàng sử dụng mà không cần phải tìm hiểu quá nhiều.

Dựa trên cách thức hoạt động của EVM, các nhà phát triển có thể thực thi code mà không phải lo lắng về tác động của nó đối với phần còn lại của mạng hoặc khả năng chạy trốn với dữ liệu hoặc tệp cá nhân được lưu trữ trên bất kỳ máy tính node nào.

Ngoài ra, họ có thể chạy các hợp đồng thông minh phức tạp trên những môi trường điện toán khác nhau với sự đồng thuận phân tán. Điều này đảm bảo lỗi của một node đơn lẻ không có bất kỳ tác động tiêu cực nào đến hoạt động của DApp hoặc hợp đồng thông minh, vì code EVM vẫn giống nhau trên tất cả các node. Đồng thời, vì dữ liệu tài khoản được duy trì ở cấp độ toàn cầu trong Ethereum Virtual Machine, nên các nhà phát triển thấy nó hoàn hảo để viết code hợp đồng thông minh tùy chỉnh, tạo các DApp riêng biệt có thể truy cập tập dữ liệu toàn cầu này và tạo các đầu ra đáng tin cậy.

Kết quả hoạt động tuyệt vời là điều làm cho EVM nói riêng và blockchain Ethereum nói chung rất phù hợp với mở rộng bền vững DApp và hệ sinh thái hợp đồng thông minh trong Ethereum. Thêm vào đó là thư viện code tiêu chuẩn có sẵn cho các nhà phát triển lựa chọn, nên ngày càng có nhiều blockchain layer 2 tương thích với EVM và có thể có số lượng lớn các trường hợp sử dụng EVM tiềm năng. Vì vậy, thật dễ hiểu tại sao Ethereum Virtual Machine là nền tảng được ưa thích để phát triển Web3.

Hạn chế của Ethereum Virtual Machine

Mặc dù có nhiều ưu điểm do EVM mang lại, nhưng vẫn có những nhược điểm nhất định cần được các nhà phát triển và doanh nhân xây dựng trên Ethereum xem xét. Điều quan trọng nhất trong số này là phí giao dịch cao hoặc chi phí gas liên quan đến việc vận hành hợp đồng thông minh trên mạng Ethereum.

Được thanh toán bằng ETH, các khoản phí này khác nhau tùy thuộc vào mức độ phức tạp của hợp đồng và tắc nghẽn mạng tại thời điểm thực hiện, khiến các nhà phát triển và doanh nhân bắt buộc phải định giá dịch vụ của họ cho phù hợp. Ngoài ra, vì Solidity là ngôn ngữ được ưa thích nhất để viết code trên Ethereum Virtual Machine, điều đó có nghĩa là các nhà phát triển cần có đủ kinh nghiệm và một chút chuyên môn kỹ thuật để tạo ra hợp đồng thông minh hiệu quả bằng cách sử dụng nó.

Kinh nghiệm và chuyên môn là rất quan trọng vì bất kỳ yêu cầu tính toán bổ sung nào cũng sẽ dẫn đến chi phí gas cao hơn và cuối cùng gây bất lợi cho sự thành công của dự án. Nếu các nhà phát triển chọn viết code bằng ngôn ngữ khác, họ cần phải cẩn thận trong khi giải quyết những lần lặp lại cố hữu trong code vì Ethereum Virtual Machine sẽ vẫn tiếp tục biên dịch chúng. Mặc dù có thể nâng cấp hợp đồng thông minh ở giai đoạn sau, nhưng nó đi kèm với rủi ro bảo mật liên quan đến việc tạo hợp đồng thông minh trung gian tham chiếu địa chỉ của hợp đồng thông minh ban đầu.

Tương lai của Ethereum Virtual Machine

Bất chấp những thay đổi mang tính cách mạng do Ethereum Virtual Machine mang lại cho hệ sinh thái blockchain, công nghệ đọc và thực thi code này đang được một số dự án blockchain cải thiện.

Với khả năng tương tác cross-chain là khía cạnh quan trọng nhất đối với các nhà phát triển, nhiều blockchain tương thích với Ethereum Virtual Machine được hỗ trợ. Trong đó, hầu hết cung cấp mức gas thấp hơn và tốc độ giao dịch nhanh hơn so với giao thức Ethereum. Do đó, các blockchain này hiện có thể tương tác liền mạch với người dùng Ethereum và tạo điều kiện chuyển tiền đến mạng của riêng họ bằng cách sử dụng cầu nối blockchain.

Ethereum Virtual Machine là một công nghệ cần thiết để giúp các mạng lưới mở rộng, cũng như phát triển, thu hút người dùng. Nhờ đó thu về những lợi ích đáng kể cho hệ sinh thái. Mặc dù đang đối mặt với những rủi ro và hạn chế nhất định, nhưng việc tương thích Ethereum Virtual Machine trở thành một tiêu chuẩn cần phải có nếu các blockchain muốn phát triển nhanh.

Tuy nhiên, với việc giao thức Ethereum hoàn tất thành công The Merge vào tháng 9/2022, mục tiêu tiếp theo là chuyển từ Ethereum Virtual Machine sang Ethereum WebAssembly (eWASM). Được thiết kế để có tính module cao và độc lập với nền tảng, eWASM đang được quảng cáo là công cụ thay đổi cuộc chơi tiếp theo cho giao thức Ethereum và có thể thúc đẩy các blockchain khác cũng sử dụng môi trường thời gian chạy này cho các hợp đồng thông minh. Tuy nhiên, liệu eWASM có thay thế Ethereum Virtual Machine để trở thành cơ chế đáng tin cậy nhất cho hợp đồng thông minh hay không là câu hỏi mà chỉ có thời gian mới trả lời được.

Tham gia Telegram của Tạp Chí Bitcoin: https://t.me/tapchibitcoinvn

Theo dõi kênh Tiktok của Tạp Chí Bitcoin tại đây: https://www.tiktok.com/@tapchibitcoin

Đình Đình

Theo Cointelegraph