ماشین مجازی اتریوم چیست؟ کلید اجرا قراردادهای هوشمند

ماشین مجازی اتریوم یا EVM، یک سیستم محاسباتی غیر متمرکز است که به‌عنوان قلب شبکه اتریوم عمل می‌کند. این ماشین مجازی، محیطی امن و قابل اعتماد را برای اجرا قراردادهای هوشمند و تراکنش‌ها بر بلاک‌چین اتریوم فراهم می‌کند.

EVM امکان اجرا قابل پیش‌بینی و بدون واسطه برنامه‌های غیر متمرکز را به توسعه‌دهندگان می‌دهد؛ همچنین این سیستم تضمینی بر صحت، امنیت و شفافیت عملکردهاست.

EVM از زبان‌های برنامه‌نویسی مانند Solidity پشتیبانی می‌کند و کد نوشته‌شده به بایت‌کدهای قابل اجرا در EVM تبدیل می‌شود. این سیستم نه‌تنها برای توسعه‌دهندگان ابزاری حیاتی است؛ بلکه به‌عنوان پایه‌ای برای اکوسیستم اتریوم و برنامه‌های آن شناخته می‌شود.

اکنون با ما همراه باشید تا به تعریف جامعی برای پرسش پرتکرار  ماشین مجازی اتریوم چیست برسیم و با کاربردهای آن آشنا شویم.

در تولید این مقاله از تجربه و نظر متخصصین و تریدرهای کوینوورس و مراجع معتبری مانند coinbase (لینک), bnbchain (لینک) و bitcoin (لینک) استفاده شده است.

ماشین مجازی اتریوم چیست؟

ماشین مجازی اتریوم یک سیستم محاسباتی غیر متمرکز و مبتنی بر بلاک‌چین است که مسئول اجرا قراردادهای هوشمند و مدیریت تراکنش‌ها در شبکه اتریوم خواهد بود. EVM را می‌توان به‌عنوان یک رایانه جهانی تعریف کرد که تمام نودهای شبکه اتریوم، نسخه‌ای از آن را اجرا می‌کنند.

این سیستم محیطی امن برای اجرا کدهای قرارداد هوشمند است؛ چرا که به‌دلیل وجود کدها بر تمامی نودهای شبکه، احتمال تقلب یا تغییر در داده‌ها بسیار پایین است.

معمولا صرافی‌های غیر متمرکز، بازی‌ها و خدمات مالی، از این سیستم قدرتمند استفاده می‌کنند. به‌طور کلی، EVM یکی از اجزا اصلی اتریوم است که به این پلتفرم قدرت اجرا عملیات پیچیده و گسترش‌پذیری در دنیا فناوری بلاک‌چین را می‌دهد.

 

قرارداد هوشمند چیست؟

قرارداده‌های هوشمند یک برنامه کامپیوتری خود اجراست که روی بلاک‌چین ذخیره می‌شود و به‌صورت خودکار توافقات بین طرفین را اجرا می‌کند. این قراردادها به‌گونه‌ای طراحی‌شده‌اند که بدون نیاز به واسطه یا دخالت شخص ثالث، تعهدات تعیین‌شده را انجام دهند.

در این قراردادها تمامی جزئیات ذخیره می‌شود و برای طرفین قرارداد قابل مشاهد است؛ بااین‌وجو پس‌از ثبت قرارداد در بلاک‌چین، امکان تغییر یا دستکاری آن وجود ندارد.

استفاده از رمزنگاری در بلاک‌چین، امنیت قراردادهای هوشمند را تضمین می‌کند. معمولا قراردادهای هوشمند به زبان‌هایی مانند Solidity نوشته می‌شوند و سپس به بایت‌کد تبدیل‌شده و در EVM، اجرا خواهند شد. این قراردادها شامل مجموعه‌ای از قوانین و شرایط هستند که باید توسط طرفین رعایت شود؛ در صورت تحقق شرایط تعیین‌شده، عملکرد مورد نظر نیز صورت می‌گیرد.

مطالعه مقاله آموزشی بهترین ارزهای دیجیتال وب 3 چیست؟ را به شما پیشنهاد میکنیم.

کاربرد EVM در ارز دیجیتال

evm چیست و چه کاربردی دارد؟ ماشین مجازی اتریوم کاربردهای گسترده‌ای در اکوسیستم بلاک‌چین دارد و به‌عنوان پایه اصلی شبکه اتریوم، امکانات بی‌نظیری برای توسعه‌دهندگان و کاربران فراهم می‌کند. در ادامه به برخی از مهم‌ترین کاربردهای EVM می‌پردازیم:

اولین کاربرد: اجرا قراردادهای هوشمند

EVM محیطی امن و استاندارد برای اجرا قراردادهای هوشمند است. این قراردادها می‌توانند توافقات پیچیده‌ای را بدون نیاز به واسطه اجرا کنند. قراردادهای مالی، انتقال دارایی‌های دیجیتال و قراردادهای بیمه از این نوع قرارداده‌های هوشمند هستند که در شرایطی ایمن و آسان، به ثبت می‌رسند.

دومین کاربرد: ایجاد و مدیریت برنامه‌های غیر متمرکز

توسعه‌دهندگان می‌توانند برنامه‌های غیر متمرکز را با استفاده از زبان‌هایی مانند Solidity ایجاد کنند. این برنامه‌ها از EVM برای اجرا و مدیریت مورد استفاده قرار می‌گیرند. صرافی‌های غیر متمرکز، کیف پول‌های دیجیتال و بازی‌های بلاک‌چینی، از این سیستم قدرتمند برای اجرا و مدیریت برنامه‌های خود کمک می‌گیرند.

سومین کاربرد: پشتیبانی از توکن‌ها و دارایی‌های دیجیتال

EVM استانداردهایی مانند ERC-20 را برای توکن‌ها ارائه می‌دهد؛ همچنین برای توکن‌های غیر قابل معاوضه یا NFT ازERC-721 استفاده می‌کند. این استانداردها امکان ایجاد و مدیریت انواع توکن‌ها را در بلاک‌چین فراهم می‌کند.

 

چهارمین کاربرد: توسعه بلاک‌چین‌های موازی

EVM توسط بسیاری از بلاک‌چین‌های دیگر مانند Avalanche، Binance Smart Chain و Polygon نیز استفاده می‌شود. این بلک‌چین‌ها با پشتیبانی از EVM، امکان اجرا قراردادهای هوشمند و برنامه‌های اتریوم را فراهم می‌کند.

پنجمین کاربرد: محیط آزمایشی برای توسعه‌دهندگان

EVM به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهد تا قراردادها و برنامه‌های خود را در محیطی شبیه‌سازی‌شده آزمایش کنند و از صحت عملکرد آن‌ها قبل از اجرا در شبکه اصلی، اطمینان حاصل نمایند.

ششمین کاربرد: بهبود شفافیت و امنیت

بر این اساس که تمامی کدها و تراکنش‌ها در بلاک‌چین ثبت می‌شوند، EVM باعث افزایش شفافیت و امنیت در اجرا قراردادها خواهد شد. این سیستم به‌عنوان ستون فقرات شبکه اتریوم، توسعه برنامه‌ها، قراردادها و خدمات غیر متمرکز را ممکن کرده است. همچنین EVM امکان تعامل بین شبکه‌های مختلف مبتنی بر اتریوم را فراهم می‌کند؛ این قابلیت به پروژه‌ها اجازه می‌دهد تا به‌راحتی از منابع و امکانات سایر شبکه‌ها بهره ببرند.

مطالعه مقاله ییلد فارمینگ چیست؟ را به شما پیشنهاد میکنیم.

ویژگی های ماشین مجازی اتریوم (ETH)

EVM یکی از اصلی‌ترین اجزا شبکه اتریوم است که امکانات منحصربه‌فردی را برای اجرا قراردادهای هوشمند و برنامه‌های غیر متمرکز ارائه می‌دهد. بنابراین در ادامه به بررسی ویژگی‌های کلیدی EVM می‌پردازیم:

محاسبات توزیع‌شده

EVM به‌عنوان یک ماشین مجازی، محاسبات را به‌طور توزیع‌شده و غیر متمرکز در شبکه اتریوم انجام می‌دهد. هر گره در شبکه اتریوم نسخه‌ای از EVM را اجرا می‌کند و به این ترتیب تمام گره‌ها به‌طور هم‌زمان و مستقل از یک‌دیگر، قراردادهای هوشمند را پردازش می‌کنند.

هر گره به‌طور مستقیم تمام دستورالعمل‌های EVM را پردازش خواهد کرد. شبکه اتریوم می‌تواند بدون نیاز به یک نقطه مرکزی، به‌طور هم‌زمان کار کند و در برابر سانسور، امنیت و مقاومت نشان دهد.

تغییرناپذیری

EVM یک محیط غیر قابل تغییر برای اجرا قراردادهای هوشمند ایجاد می‌کند. پس‌از اینکه یک قرارداد در بلاک‌چین مستقر شد، تغییر آن غیر ممکن است؛ مگر اینکه خود قرار داد به‌صورت صریح، چنین امکانی را فراهم کرده باشد. کدها و داده‌های ذخیره‌شده در EVM پس‌از اجرا به بلاک‌چین منتقل می‌شوند و دیگر قابل تغییر نخواهند بود.

این قابلیت نشان از صداقت داده‌ها و اطمینان از شفافیت اطلاعات است. این سیستم از هرگونه تغییر یا حذف غیر مجاز داده‌ها جلوگیری کنند و به محافظت از آن‌ها می‌پردازد.

زبان برنامه‌نویسی قابل انعطاف

EVM از زبان‌های برنامه‌نویسی مختلفی مانند Solidity و Vyper پشتیبانی می‌کند که برای نوشتن قراردادهای هوشمند طراحی شده‌اند. Solidity، زبان اصلی برای نوشتن قراردادهای هوشمند است؛ همین‌طور Vyper، زبانی مشابه به پایتون برای نوشتن قراردادهای هوشمند مورد استفاده قرار می‌گیرد.

توسعه‌دهدندگان می‌توانند با کمک این سیستم پیشرفته، قراردادهای پیچیده و سفارشی ایجاد کنند. علاوه‌بر این امکان دسترسی به زبان‌های مختلف را برنامه‌نویسان نیز فراهم کرده و این فرایند را بهبود می‌بخشد.

 

امنیت بالا

EVM از روش‌های رمزنگاری پیشرفته استفاده می‌کند و همه عملیات‌ها را در محیطی ایمن به اجرا در می‌آورد. هر گره در شبکه باید تمامی قراردادهای هوشمند را تایید کند تا از صحت داده‌ها اطمینان حاصل کند. امنیت و شفافیت در این سیستم در حفظ حریم خصوصی و اطلاعات کاربران موثر است. این سیستم با این قابلیت بی‌نظیر، به جلوگیری از حملات سایبری و خطرات هک‌شدن می‌پردازد.

عملکرد خودکار

EVM قراردادهای هوشمند را بر اساس شرایط از پیش تعریف‌شده اجرا می‌کند و به این صورت نیاز به واسطه را از بین می‌برد. بر اساس عملکرد خودکار در ماشین مجازی اتریوم، کاهش هزینه‌های اجرایی اتفاق می‌افتد؛ همچنین در افزایش سرعت انجام تراکنش‌ها و عملیات نیز موثر است.

محاسبات گس

EVM از مدل پرداخت گس استفاده می‌کند؛ این ویژگی باعث می‌شود کاربران برای اجرا هر عملیات یا تراکنش، هزینه‌ای پرداخت کنند. این هزینه به‌عنوان تشویقی برای گره‌ها عمل می‌کند تا منابع شبکه را مدیریت کنند. محاسبات گس هزینه اجرا تراکنش‌ها و قراردادهای هوشمند را مشخص می‌کند.

این قابلیت علاوه‌بر بهینه‌سازی منابع شبکه، از اجرا عملیات بی‌پایان یا بی‌ارزش نیز جلوگیری می‌کند. گس به‌طور خودکار محاسبه می‌شود و کاربران باید مبلغ مشخصی گس را برای اجرا هر تراکنش پرداخت کنند.

مطالعه مقاله آموزشی دریافت وام از دیفای را به شما پیشنهاد میکنیم.

ارتباط گس (Gas) با ماشین مجازی اتریوم

گس یک مفهوم کلیدی در شبکه اتریوم و EVM است که برای اندازه‌گیری هزینه محاسبات و اجرا عملیات در شبکه، کاربرد دارد. ارتباط گس با EVM به این صورت خواهد بود که هر عملیات در این سیستم، از اجرا قرارداد هوشمند تا انتقال توکن‌ها، نیازمند صرف مقداری گس است؛ در ادامه ارتباط گس و EVM را تشریح می‌کنیم:

گس و محاسبات EVM

EVM به‌عنوان یک محیط محاسباتی برای اجرا قراردادهای هوشمند عمل می‌کند. برای اجرا هر دستورالعمل و عملیات در این سیستم، منابع محاسباتی نیاز است؛ این منابع شامل زمان پردازش، حافظه و فضا ذخیره‌سازی می‌شود.

به‌همین‌دلیل هر عملیات در EVM نیاز به مصرف گس دارد. برای مثال اگر یک قرارداد هوشمند عملیاتی مانند جمع‌کردن دو عدد را انجام دهد، این عملیات نیاز به محاسبات پردازشی و ذخیره‌سازی دارد؛ به زبان ساده‌تر انجام این مراحل با مصرف گس، قابل انجام است.

گس و هزینه‌های تراکنش

هر تراکنش یا عملیاتی که در شبکه اتریوم انجام می‌شود، متناسب با پیچیدگی و نیاز به منابع، مقدار گس خاصی را مصرف می‌کند. گس به‌طور مستقیم هزینه تراکنش را تعیین خواهد کرد؛ چراکه هر واحد گس دارای هزینه مشخصی است که توسط اتریوم و شبکه گروه‌ها تعیین می‌شود.

لازم به ذکر است که هر واحد گس، دارای هزینه مشخصی است که توسط اتریوم و شبکه گره‌ها تعیین می‌شود؛ همچنین قیمت گس ممکن است بسته به ترافیک شبکه و پیچیدگی عملیات‌ها نیز تغییر کند.

 

مدیریت منابع توسط گس

گس نقش مهمی در مدیریت منابع شبکه اتریوم ایفا می‌کند. با توجه به اینکه اجرا قراردادهای هوشمند و تراکنش‌ها می‌توانند منابع زیادی از شبکه را مصرف کند، گس به‌عنوان ابزاری برای کنترل این منابع عمل خواهد کرد. برای هر تراکنش یا قرارداد هوشمند، سقفی برای مصرف گس تعیین می‌شود؛ چنان‌چه تراکنش بیشتر از این سقف، گس مصرف کند، انجام نخواهد شد.

این ویژگی برای جلوگیری از حملات اسپم یا عملیات‌های بی‌فایده حیاتی است؛ چرا که مصرف بی‌رویه منابع بدون هزینه، می‌تواند شبکه را مختل کند.

گس و امنیت در EVM

یکی از اصلی‌ترین جنبه‌های امنیتی گس این است که با محدودکردن منابع استفاده‌شده برای هر تراکنش، به جلوگیری از حملات و عملیات بی‌پایان می‌پردازد. چنان‌چه تراکنشی بیش‌از حد منابع مصرف کند یا یک قرارداد هوشمند بی‌پایان اجرا شود، سیستم می‌تواند با استفاده از گس، مانع از ادامه عملیات شود.

محدودیت گس به‌طور موثری باعث می‌شود که حملات بی‌پایان یا اسپم نتوانند منابع شبکه را به‌طور نامحدود مصرف کنند. سیستم گس به‌عنوان یک لایه محافظتی عمل می‌کند که به کمک آن، منابع شبکه به‌طور کارآمد و بدون مشکل توزیع می‌شود.

مطالعه مقاله آموزشی تفاوت erc20 با trc20 چیست؟ را به شما پیشنهاد میکنیم.

گس و هزینه تراکنش در قراردادهای هوشمند

قراردادهای هوشمند در EVM می‌توانند پیچیدگی‌های متفاوتی داشته باشند و هر کدام متناسب با تعداد عملیات‌های انجام‌شده در آن‌ها، گس متفاوتی را دریافت کنند. معمولا قراردادی که تنها با جمع دو عدد صورت می‌گیرد گس کمتری در مقایسه با قراردادی که به ذخیره‌سازی داده‌های پیچیده در بلاک‌چین نیاز دارد، مصرف می‌کند.

گس و هزینه‌های معامله

گس به‌طور مستقیم بر هزینه‌های تراکنش‌ها اثر می‌گذارد. هر تراکنش در اتریوم یک هزینه گس مشخص دارد که بستگی به میزان گس مصرف‌شده برای محاسبه هزینه نهایی تراکنش به‌کار می‌روند. هزینه گس پایه، هزینه‌ای است که برای انجام هر عملیات در شبکه پرداخت می‌شود.

همچنین تعداد گس مصرف‌شده به نوع عملیات و پیچیدگی آن بستگی دارد. این هزینه باید برای هر کاربر پرداخت شود تا تراکنش‌ها و قراردادهای هوشمند پردازش شوند.

مزایای ماشین مجازی اتریوم

EVM یکی از اجزا کلیدی و پایه‌ای شبکه اتریوم است که به‌عنوان محیطی برای اجرا تراکنش‌ها و قرارهای هوشمند عمل می‌کند. این محیط مسئول پردازش و تامین منابع لازم برای انجام محاسبات و ذخیره‌سازی اطلاعات است. اکنون مزایای این سیستم را در ادامه بررسی می‌کنیم:

امنیت بالا و اجتناب از دستکاری

EVM به‌طور طبیعی از خطرات دستکاری و تغییرات ناخواسته جلوگیری می‌کند. از آن‌جا که هر تراکنش یا تغییر در اطلاعات باید توسط همه گروه‌های شبکه تایید شود؛ این فرایند امنیت بالا و شفافیت را فراهم می‌آورد. در این سیستم تضمین امنیت و یکپارچگی داده‌ها در بلاک‌چین و جلوگیری از تغییرات غیر مجاز است.

مطالعه مقاله آموزشی شاخص ترس و طمع در ارزدیجیتال چیست؟ را به شما پیشنهاد میکنیم.

قابلیت اجرا کدهای پیچیده

یکی دیگر از ویژگی‌های برجسته EVM، توانایی اجرا کدهای پیچیده است. توسعه‌دهندگان می‌توانند قراردادهای هوشمند با منطق پیچیده و توابع مختلف را در این سیستم اجرا کنند. این ویژگی به‌طور خاص برای برنامه‌های غیر متمرکز و راه حل‌های نوآورانه مفید است.

کارایی و مقیاس‌پذیری

EVM به‌طور قابل توجهی توانسته است با بهینه‌سازی اجرا تراکنش‌ها و قراردادها، کارایی را بالا ببرد. با استفاده از مکانیزم‌هایی مانند گس، می‌توانید هر تراکنش یا قرارداد هوشمند را به‌طور موثر مدیریت و تنظیم کنید؛ به‌طوری که منابع به‌صورت عادلانه بین تمام کاربران توزیع شود.

چنان‌چه یک قرارداد پیچیده به منابع زیادی نیاز داشته باشد، سیستم گس مقدار مورد نیاز منابع را به‌طور دقیق محاسبه کرده و از شلوغی شبکه جلوگیری خواهد کرد.

اجرا و پردازش قراردادهای هوشمند

یکی از بزرگ‌ترین مزایا EVM این است که قراردادهای هوشمند را به‌طور خودکار و بدون نیاز به واسطه‌ها اجرا می‌کند. این قراردادها، کدهایی هستند که به‌طور اتوماتیک و طبق شرایط از پیش تعریف‌شده اجرا می‌شوند و ماشین مجازی اتریوم به‌عنوان پلتفرمی برای پردازش این قراردادها عمل می‌کند.

عدم وابستگی به اعتبارسنجی مرکزی

EVM باعث می‌شود که نیازی به واسطه‌ها و نهادهای مرکزی برای تایید تراکنش‌ها یا قراردادهای هوشمند نباشد. این ویژگی به‌ویژه در شبکه مالی و برنامه‌های غیر متمرکز اهمیت دارد؛ چراکه می‌تواند از اعتماد به اشخاص ثالث جلوگیری کند. هنگامی که یک قرارداد هوشمند اجرا می‌شود، تایید و پردازش آن به‌طور خودکار توسط EVM و نودهای شبکه صورت می‌گیرد.

مطالعه مقاله آموزشی میکر و تیکر چیست؟ را به شما پیشنهاد میکنیم.

معایب ماشین مجازی اتریوم

EVM با وجود مزایا فراوان، مانند هر فناوری دیگر معایب و محدودیت‌های نیز دارد. این معایب ممکن است به مسائل مربوط به کارایی، امنیت یا پیچیدگی مرتبط باشند. اکنون به مهم‌ترین معایب این سیستم می‌پردازیم:

هزینه بالای گس

هر عملیات در EVM نیازمند پرداخت گس است. در مواقعی که شبکه شلوغ می‌شود، هزینه گس می‌تواند به‌طور قابل توجهی افزایش پیدا کند. در این سیستم ضمن افزایش هزینه برای کاربران عادی و توسعه‌دهندگان، دسترسی کاربران با بودجه محدود کاهش می‌یابد.

پیچیدگی در قراردادهای هوشمند

توسعه قراردادهای هوشمند در EVM نیازمند دانش تخصصی در زبان‌هایی مانند Solidity است که می‌تواند برای توسعه‌دهندگان مبتدی چالش‌برانگیز باشد. این پیچیدگی احتمال ایجاد خطا در کدنویسی را افزایش می‌دهد؛ همچنین به تجربه و آگاهی بالا از مسائل امنیتی نیاز دارد.

آسیب‌پذیری امنیتی

قراردادهای هوشمند اجراشده در EVM، ممکن است به‌دلیل خطاهای کدنویسی یا سو استفاده از نقاط ضعف، مورد حمله قرار گیرند. بنابراین در صورت وجود باگ در این سیستم، امکان از دست رفتن دارایی‌ها وجود دارد؛ هک‌های بزرگ مانند DAO در تاریخچه اتریوم ثبت شده‌اند.

 

آینده ماشین مجازی اتریوم چگونه خواهد بود؟

آینده EVM با پیشرفت‌های فنی و نوآوری‌های که در حال وقوع است، پویاتر خواهد شد. یکی از مهم‌ترین تغییرات، انتقال اتریوم به الگوریتم اثبات سهام است که به کاهش مصرف انرژی و افزایش مقیاس‌پذیری کمک می‌کند.

این تغییرات امکان پردازش تعداد تراکنش بیشتری را در هر ثانیه برای شبکه اتریوم فراهم می‌کند و سرعت و کارایی آن را افزایش می‌دهد. علاوه‌بر این بهبود فرایند قراردادهای هوشمند و مدیریت بهتر منابع در سطح شبکه باعث خواهد شد که EVM بتواند عملکرد پایدارتر و مقیاس‌پذیرتری را ارائه دهد.

در آینده با معرفی راه‌حل‌هایی مانند شاردینگ و سایر بهینه‌سازی‌ها، اتریوم قادر خواهد بود تا به چالش‌های مقیاس‌پذیری خود پاسخ دهد و هزینه‌های تراکنش را پایین بیاورد. این تغییرات می‌توانند به اتریوم این امکان را بدهند که به‌عنوان زیرساختی اساسی در انواع مختلف اپلیکیشن‌های غیر متمرکز و خدمات مالی عمل کنند.

علاوه‌بر این، تعامل بیشتر با سایر بلاک‌چین‌ها و سیستم‌های مقیاس پذیرتر می‌‌تواند به اتریوم این قدرت را بدهد که در مقیاس جهانی پذیرفته شود و به یک پلتفرم پیشرو در حوزه فناوری بلاک‌چین تبدیل گردد.

تکنولوژی EVM با کوینوورس

ماشین مجازی اتریوم به‌عنوان یکی از نوآورانه‌ترین فناوری‌های عصر دیجیتال، نقش کلیدی در تحول اکوسیستم بلاک‌چین و قراردادهای هوشمند ایفا خواهد کرد. EVM با فراهم‌کردن بستری انعطاف‌پذیر و قدرتمند، برای اجرا برنامه‌های غیر متمرکز، استانداردی جهانی برای توسعه‌دهندگان و پروژه‌های مبتنی بر بلاک‌چین ایجاد کرده است.

انتظار می‌رود EVM با پذیرش گسترده‌تر در صنایع مختلف، تعامل بیشتری با سایر بلاک‌چین‌ها و ادغام با فناوری‌های نوین به بستری جامع و کارآمد تبدیل شود. برای استفاده از این سیستم تخصص و مهارت اهمیت ویژه‌ای دارد؛ کوینوورس با سال‌ها تجربه در این بستر، می‌تواند مسیرتان را روشن کند.