Jádrem sítě Ethereum je Virtuální Stroj Ethereum (EVM), který vývojářům umožňuje vytvářet a spouštět decentralizované aplikace (DApps).
Ethereum si udržuje pozici preferovaného blockchainu mezi vývojáři. Ani pomalejší rychlost transakcí a vyšší poplatky za plyn neoslabily poptávku po této platformě.
Zralost ekosystému Ethereum působí na vývojáře jako faktor důvěryhodnosti. Navíc, Ethereum nabízí širokou škálu zdrojů a nástrojů pro vývoj.
Kryptosvět byl v posledních letech svědkem vzniku mnoha nových blockchainových systémů. Přesto ekosystém Ethereum zůstává lídrem s tržní kapitalizací přesahující 368 miliard dolarů.
S ohledem na poptávku po Ethereu, pojďme se blíže podívat na EVM.
Úvod do EVM
Virtuální Stroj Ethereum (EVM) je v podstatě virtuální počítač, který umožňuje provoz decentralizovaných aplikací (DApps). Vývojáři jej používají k nasazení a spouštění chytrých kontraktů na Ethereu.
Chytrý kontrakt lze definovat jako počítačový program, který běží na blockchainu Ethereum. Tyto kontrakty automaticky plní své funkce na základě předem dohodnutých podmínek.
Pomocí chytrých kontraktů je možné nastavit specifická pravidla či podmínky. Jakmile jsou tyto podmínky splněny, kontrakt se automaticky provede.
Pro správné pochopení EVM je důležité znát dva klíčové koncepty: virtuální stroj a Turingovu úplnost.
Virtuální Stroje
Virtuální stroje jsou programy, které simulují chování fyzického počítače. Fungují jako samostatné jednotky pro zpracování a ukládání dat.
Tyto virtuální stroje pracují podobně jako software na našich počítačích. Na rozdíl od nich však dokážou provádět i velmi složité operace.
Turingova Úplnost
Turingova úplnost, pojmenovaná po britském matematikovi Alanu Turingovi, zajišťuje, že stroj je schopen provést jakýkoliv výpočet. S dostatečnou pamětí a časem, Turingovsky úplný stroj dokáže zvládnout jakoukoliv složitou kalkulaci.
EVM je virtuální stroj s Turingovou úplností. Tato kombinace technologií je velkým přínosem pro vývojáře DApp.
EVM také přispívá k bezpečnosti sítě Ethereum. Navíc, složité výpočty jsou prováděny velmi rychle.
Pro urychlení zpracování je EVM integrován do operačního systému. Funguje jako mezivrstva mezi operačním systémem a chytrým kontraktem.
Účel EVM
Hlavním účelem EVM je pohánět decentralizované aplikace (DApps). Také pomáhá omezovat případné rozsáhlé narušení sítě Ethereum.
Jak již bylo zmíněno, vývojáři nasazují chytré kontrakty pro vykonávání různých funkcí v blockchainové síti. Tyto kontrakty a DApps jsou překládány do podoby bytecode.
Bytecode je počítačový jazyk, který vzniká kompilací zdrojového kódu a je určen k běhu na virtuálním stroji. Jedná se o formát čitelný pro počítač.
Po dokončení převodu jsou bytecode nasazeny do EVM. Následně jsou tyto kódy distribuovány do všech uzlů v síti Ethereum.
Kromě bytecode EVM využívá také „operační kódy“ (opcodes), což je sada instrukcí. Tyto instrukce pomáhají EVM při provádění různých úloh.
Pro různé procesy EVM používá více než 140 operačních kódů. Zjednodušeně řečeno, operační kódy zjednodušují programovací instrukce pro EVM.
EVM hraje zásadní roli v zajištění správného fungování každého chytrého kontraktu. Dále, data transakcí jsou aktualizována v rámci sítě Ethereum.
Plyn a jeho Vliv na Výkon EVM
Plyn (gas) lze považovat za palivo EVM. Představuje poplatky nutné pro výpočet operací spojených s chytrými kontrakty na Ethereu.
Množství plynu se odvíjí od složitosti konkrétního operačního kódu. Plyn se platí v jednotkách Wei, což je nejmenší zlomek etheru (ETH).
Plyn hraje zásadní roli také v bezpečnosti sítě Ethereum. Vyšší poplatky chrání síť před útoky.
Ověřovatelé transakcí dostávají plyn jako odměnu – vyšší složitost vede k vyšším odměnám.
Mechanismus plynu také validátorům pomáhá filtrovat transakce s různou výší poplatků. Validátoři mohou například upřednostnit složitější operační kódy pro získání vyššího zisku.
Poplatky za plyn jsou ovlivněny aktivitou v síti. Odesílatel obdrží zpět nespotřebovaný plyn po dokončení transakce.
Nyní, když chápeme význam plynu, podívejme se na proces ukládání dat v EVM.
Ukládání Dat v EVM
Data jsou klíčovým zdrojem informací. Ukládání dat je proto nezbytnou součástí fungování EVM.
Nejdříve si vysvětlíme, jak jsou data ukládána v Ethereu.
Ethereum používá datové struktury zvané tries (stromy) pro ukládání dat. Tyto struktury se používají pro správu trvalých a dočasných dat.
Ethereum blockchain se skládá ze tří druhů tries:
- State Trie: Tento „globální“ stavový try je neustále aktualizován. Obsahuje hodnoty a klíče pro každý účet na Ethereu.
- Storage Trie: Zde jsou uložena data kontraktu. Tento try existuje pro každý účet na Ethereu.
- Transaction Trie: Tento try ukládá všechny transakce v každém bloku. Pomocí tohoto try je možné vyhledávat konkrétní transakce.
Rozdělení dat do těchto tří tries zjednodušuje Ethereu ukládání a správu obrovského množství dat. Tento mechanismus také zajišťuje uživatelům snadnější a bezpečnější přístup k datům.
V rámci EVM rozlišujeme dva typy dat: efemérní a trvalá data.
- Dočasná data: Tato data se mění v závislosti na nových transakcích, například stav peněženky.
- Trvalá data: Jak název napovídá, tato data jsou trvale uložena v datové struktuře Etherea. Nelze je měnit ani upravovat.
Můžeme si všimnout některých podobností mezi EVM a CPU ve vašem počítači.
Vývojáři na Ethereu vytváří DApps, které jsou podobné softwaru pro počítače.
Rozdíl je v tom, že namísto C++ nebo Javy se používá programovací jazyk Solidity. Tento kód je pak distribuován mezi uzly/systémy.
Podobně jako počítače, ani EVM nemá fyzický CPU. EVM je virtuální CPU distribuované v globální síti.
Výhody EVM
Nyní se podívejme na výhody EVM:
Decentralizace
EVM hraje zásadní roli v omezení vlivu centrálních autorit. Nikdo nemůže ovládat transakce v síti Ethereum.
Také nikdo nemůže odebrat nasazené DApps. To vývojářům dává svobodu vytvářet inovativní projekty.
Nízké Vstupní Bariéry
EVM pomáhá vývojářům vytvářet DApps bez jakýchkoliv omezení. Umožňuje jim vytvářet a nasazovat chytré kontrakty, které vyhovují jejich konkrétním potřebám.
Snadné Provádění Komplexních Chytrých Kontraktů
EVM je schopen provádět složité úkoly, které jsou definovány v chytrých kontraktech. Vývojáři mohou vytvořit chytrý kontrakt a spustit ho na mnoha platformách.
Spolehlivost
Složitý mechanismus EVM umožňuje programu provádět transakce bez selhání. Vývojář má kontrolu nad dopadem chytrého kontraktu na základě jeho složitosti.
Bezpečnost Dat
EVM chrání data vývojáře. Tento faktor důvěry podporuje vývojáře v testování různých typů kódu.
V případě použití nedůvěryhodného kódu zůstávají osobní data v bezpečí. Proces výpočtu neovlivňuje další funkce systému.
Nevýhody EVM
Vysoké Náklady na Plyn
Pro provádění transakcí je nutné platit poplatky v tokenech ETH. Množství plynu závisí na složitosti transakce.
Druh a rychlost transakce také ovlivňují množství potřebného plynu. Pro výpočet potřebného plynu lze využít online kalkulačky.
Při přetížení sítě se poplatky za plyn zvyšují – podobné situace vedou k velmi vysokým poplatkům.
Vysoké Nároky na Úložiště Dat
Jak již bylo zmíněno, data jsou klíčovou součástí EVM. Ukládání a správa dat jsou nezbytné pro správné fungování EVM.
Složitější transakce vyžadují větší úložný prostor. Podobně jako u plynu, poplatky za úložiště mohou být také vysoké.
Technická Náročnost
Jednou nasazený chytrý kontrakt nelze měnit. Proto vývojář, který vytváří tyto kontrakty, musí mít dostatečné technické znalosti.
Jako Turingovsky úplný systém EVM umožňuje vývojářům používat jakýkoliv programovací jazyk. Nicméně, špatný programovací skript může zničit celý projekt.
Budoucnost EVM
Technologie blockchainu a EVM jsou stále v počáteční fázi vývoje. V nadcházejících letech se rychlost a efektivita EVM pravděpodobně zvýší.
Rychlost transakcí a vysoké poplatky za plyn jsou velkou výzvou. Překonání těchto výzev by mělo pozitivní dopad na budoucnost EVM.
EVM bude klíčovou součástí decentralizace hlavních průmyslových odvětví. Transformace ovlivní odvětví jako bankovnictví, hry, kybernetická bezpečnost, logistika, zdravotnictví, cloudové úložiště a realitní trh.
Vize zakladatele Etherea, Vitalika Buterina, o rozkvětu multi-rollup ekosystému také pozitivně ovlivňuje EVM. Implementace tohoto ekosystému dále rozšiřuje funkcionalitu EVM.
Interoperabilita je dalším významným aspektem, který ovlivní EVM. Umožní DApps běžícím na různých blockchainech vzájemnou interakci.
Interaktivní provoz podporuje spolupráci mezi různými krypto projekty. Stále více vývojářů si vybírá EVM pro nasazení svých chytrých kontraktů.
Poznámka autora
Virtuální stroje Ethereum hrají zásadní roli v poskytování decentralizovaného ekosystému. Vývojáři DApp mají stále více příležitostí pro vytváření nových projektů.
Vývojáři vnímají Ethereum jako platformu „vše v jednom“ pro vývoj DApp. To naznačuje slibnou budoucnost EVM.
Virtuální stroje Ethereum nejsou dokonalé a mají určité nevýhody. S technologickým pokrokem se EVM neustále vyvíjí a zlepšuje.
Doporučujeme vám prozkoumat také nejlepší peněženky Ethereum.