ما هو جهاز Ethereum Virtual Machine (EVM) وكيف يعمل؟

الأثير (ETH) ، وهي ثاني أكبر عملة مشفرة من حيث القيمة السوقية ، تحظى بشعبية بين مستثمري العملات المشفرة بسبب رمزها الأصلي ETH. ومع ذلك ، فإن لغة برمجة Solidity الأصلية و Ethereum Virtual Machine (EVM) لهما دور فعال في التملق الذي يتلقاه من مجتمع المطورين. في الواقع، فإن Ethereum blockchain تواصل جذب التطبيق اللامركزي (DApp) للمطورين نظرًا لمرونته ، والمجموعة الواسعة من أدوات المطورين المتاحة وقاعدة المستخدمين الكبيرة للمنصة.

يشكل EVM جوهر بنية blockchain ، وهو البرنامج الذي ينفذ كود التطبيق الخاص به أو العقود الذكية، كما يطلق عليهم ، توفير بيئة تشغيل لهم تعمل أعلى شبكة Ethereum. ما هو أكثر من ذلك ، أن EVM مكتمل Turing ويمكنه بالتالي تشغيل أي برنامج مشفر بأي لغة برمجة ، مما يسمح للمطورين بإنشاء عقود ذكية مخصصة وتطبيقات DApps المزدهرة بسهولة Web3 الفضاء. 

بالإضافة إلى هذه الوظائف المهمة ، يتمتع EVM بإمكانية الوصول إلى جميع العقد في الشبكة ، ويتولى تنفيذ العقود الذكية ويتعامل بشكل فعال مع جميع المعاملات على Ethereum blockchain ، مما يجعله أحد أقوى الأجهزة الافتراضية الموجودة اليوم.

ما هو Ethereum Virtual Machine (EVM) وكيف يعمل؟

تم تصوره في عام 2013 من قبل مبرمج فيتاليك بوتيرين، تدين شبكة Ethereum بنجاحها الهائل باعتبارها blockchain المفضل لمطوري DApp إلى Ethereum Virtual Machine (EVM) التي صممها Gavin Wood خلال فترة عمله في Ethereum. مكتوبة بلغة C ++ وباستخدام مترجم LLVM Project ، تعد EVM آلة حالة خاصة تعمل باستمرار وتحدد عملياتها الثابتة حالة كل كتلة في Ethereum blockchain. 

لا يحكم EVM فقط ما يمكن للعقد أن تفعله أو لا يمكن أن تفعله بدفتر الأستاذ الموزع الذي يحتفظ به Ethereum blockchain ولكنه يحدد أيضًا القواعد المحددة لتغيير الحالة من كتلة إلى كتلة. الوظيفة الأخيرة هي ما يمكّن وظيفة العقد الذكية التي اشتهرت بها Ethereum.

لفهم ما يفعله جهاز Ethereum Virtual Machine ، يحتاج المرء إلى النظر في كل من الوظائف المختلفة التي يخدمها في ضمان التشغيل السلس لشبكة Ethereum. لكل إدخال يتلقاها ، ينتج EVM مخرجات ذات طبيعة حتمية ويتبع دالة رياضية في أبسط معانيها. 

تعمل مثل آلة المكدس التي تدفع القيم المؤقتة من وإلى كومة الضغط ، فإن EVM لها عمق 1024 عنصرًا ، كل منها عبارة عن كلمة 256 بت. كما أنه يحتفظ بذاكرة مؤقتة في شكل مصفوفة بايت ، والتي تتغير بين معاملتين على سلسلة Ethereum blockchain. يتم تنفيذ رموز العقود الذكية التي تم تجميعها بواسطة EVM في شكل مجموعة من 140 رمز تشغيل قياسي ، بينما يتم أيضًا تنفيذ عمليات تكديس أخرى خاصة بالبلوكشين.

وبالتالي ، فإن EVM لها حالة آلة متقلبة بطبيعتها أثناء معالجة أي معاملة وحالة عالمية أو عالمية تحتوي على معلومات تتعلق بالحسابات المختلفة المحتفظ بها على Ethereum blockchain. تخضع جميع الإجراءات لرمز EVM ، والذي مر في حد ذاته بالعديد من التكرارات منذ إطلاق شبكة Ethereum في عام 2015 ، مما أدى إلى وجود تطبيقات مختلفة لـ EVM قيد الاستخدام حاليًا.

في الواقع ، فإن EVM مسؤولة عن الحفاظ على مستوى من التجريد بين آلاف عقد Ethereum والتعليمات البرمجية التنفيذية ، وتعمل كوظيفة تقدم نتائج متسقة دون الكشف عن العديد من التفاصيل للعملاء أو العقد.

ما هو الغرض من جهاز Ethereum Virtual Machine (EVM)؟

يقوم EVM بتشغيل جميع التطبيقات التي تعمل على شبكة Ethereum بشكل موثوق دون الإبلاغ عن أي توقف كبير. بالنسبة للمطورين ، يعمل EVM كبرنامج شامل يدير برامج أصغر قابلة للتنفيذ والتي تُعرف باسم العقود الذكية في Ethereum ، مع منحهم حرية كتابة هذه العقود الذكية في مجموعة متنوعة من لغات البرمجة بما في ذلك Solidity و Vyper و Python و Yul وغيرها.

نظرًا لهذه المرونة التي يوفرها EVM ، أنتجت سلسلة Ethereum blockchain الآلاف من DApps في التمويل اللامركزي (DeFi) و رمز غير قابل للفطريات (NFT) الفضاء. يتم تحويل كل من DApps والعقود الذكية التي تم إنشاؤها منها إلى رمز ثانوي يتم إدخاله في EVM وتوزيعه بين جميع العقد في شبكة Ethereum. عند نشر عقد ذكي ، يكون EVM مسؤولاً عن التواصل مع جميع العقد وإجراء تغييرات الحالة عند التوصل إلى توافق في الآراء.

يمكن القول أنه يتم إدخال EVM داخل كل عقدة Ethereum لتنفيذ العقود الذكية باستخدام الرمز الثانوي بدلاً من لغة البرمجة الأساسية ، وبالتالي عزل الكمبيوتر المضيف الفعلي عن رمز الجهاز الذي يعمل عليه Ethereum.

فوائد جهاز إيثريوم الإفتراضي (EVM)

نظرًا للطريقة التي يعمل بها جهاز EVM ، يمكن للمطورين تنفيذ التعليمات البرمجية دون القلق بشأن تأثيرها على بقية الشبكة أو إمكانية تشغيلها بشكل غير صحيح مع البيانات أو الملفات الشخصية المستضافة على أي من أجهزة كمبيوتر العقدة. 

بالإضافة إلى ذلك ، يمكنهم تشغيل عقود ذكية معقدة في بيئات حوسبة مختلفة بإجماع موزع. هذا يضمن أن فشل عقدة واحدة ليس له أي تأثير سلبي على تشغيل DApp أو العقد الذكي ، حيث يظل رمز EVM كما هو عبر جميع العقد. علاوة على ذلك ، نظرًا لأنه يتم الاحتفاظ ببيانات الحساب على مستوى عالمي في EVM ، يجد المطورون أنها مثالية لكتابة رمز عقد ذكي مخصص وإنشاء DApps مميزة يمكنها الوصول إلى مجموعة البيانات العالمية هذه وإنتاج مخرجات موثوقة. 

إن قدسية النتيجة هي ما يجعل EVM ، على وجه الخصوص ، و Ethereum blockchain بشكل عام مناسبًا تمامًا للتوسع المستدام لـ DApps والنظام البيئي Ethereum للعقد الذكي. أضف إلى ذلك مكتبة الأكواد القياسية المتاحة للمطورين للاختيار من بينها ، وعدد متزايد من الأكواد المتوافقة مع EVM بلوكشين طبقة 2 وعدد كبير من حالات استخدام EVM المحتملة ، ومن السهل معرفة سبب كون EVM هو النظام الأساسي المفضل لـ تطوير Web3.

عيوب جهاز إيثريوم الإفتراضي (EVM)

على الرغم من المزايا العديدة التي يوفرها EVM ، هناك بعض الجوانب السلبية التي يجب مراعاتها من قبل المطورين ورجال الأعمال الذين يعتمدون على Ethereum. والأهم من ذلك هو ارتفاع رسوم المعاملات أو تكاليف الغاز المرتبطة بتشغيل عقد ذكي على شبكة Ethereum. 

تختلف هذه الرسوم المدفوعة في ETH وفقًا لمدى تعقيد العقد وازدحام الشبكة في وقت التنفيذ ، مما يجعل من الضروري للمطورين ورجال الأعمال تسعير خدماتهم وفقًا لذلك. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لأن Solidity هي اللغة المفضلة للترميز على EVM ، فهذا يعني أن المطورين بحاجة إلى خبرة كافية معها وامتلاك قدر ضئيل من الخبرة الفنية لإنشاء عقود ذكية فعالة باستخدامها. 

هذا الأخير مهم لأن أي متطلبات حسابية إضافية ستؤدي إلى ارتفاع تكاليف الغاز وستكون في النهاية ضارة بنجاح المشروع. إذا اختار المطورون البرمجة بلغات أخرى ، فعليهم توخي الحذر في حل أي تكرارات متأصلة في الكود لأن EVM سوف يشرع في تجميعها على أي حال. في حين أن ترقية العقود الذكية ممكنة في مرحلة لاحقة ، فإنها تأتي مع مخاطر أمنية مرتبطة بإنشاء عقد ذكي وسيط يشير إلى عنوان العقد الذكي الأصلي.

مستقبل أجهزة EVM

على الرغم من التغييرات الثورية التي أحدثتها EVM في النظام البيئي blockchain ، فإن هذه التكنولوجيا لقراءة التعليمات البرمجية وتنفيذها يتم تحسينها من خلال عدد من مشاريع blockchain. 

بدافع عبر سلسلة التشغيل البيني نظرًا لكونها الجانب الأكثر أهمية للمطورين ، فقد دعمت العديد من البلوكشين المتوافقة مع EVM ، حيث يقدم معظمها غازًا أقل وسرعات معاملات أسرع من بروتوكول Ethereum. نتيجة لذلك ، أصبحت سلاسل الكتل هذه الآن قادرة على التفاعل مع مستخدمي Ethereum بسلاسة وتسهيل تحويل الأموال إلى شبكاتهم الخاصة باستخدام جسور blockchain.

ومع ذلك ، مع استكمال بروتوكول Ethereum بنجاح عملية الدمج في سبتمبر 2022 ، الهدف التالي هو التحول من EVM إلى Ethereum WebAssembly (eWASM). تم تصميم eWASM ليكون نموذجيًا للغاية ومستقلًا عن النظام الأساسي ، ويتم وصفه على أنه مغير اللعبة التالي لبروتوكول Ethereum ويمكن أن يحفز سلاسل الكتل الأخرى على استخدام بيئة وقت التشغيل هذه للعقود الذكية أيضًا. ومع ذلك ، ما إذا كانت eWASMs ستحل محل EVM باعتبارها الآلية الأكثر موثوقية للعقود الذكية هو سؤال سيجيب عليه الوقت فقط.