جهان فناوری در سال‌های اخیر با ظهور بلاکچین و قراردادهای هوشمند تحولی عظیم را تجربه کرده است. این نوآوری‌ها نه تنها روش‌های انجام تراکنش‌ها را متحول کرده‌اند، بلکه راهی برای ایجاد اپلیکیشن‌های غیرمتمرکز و سیستم‌های جدید اقتصادی باز کرده‌اند. در این میان، اتریوم به عنوان یکی از پیشگامان این عرصه، توجه بسیاری از فعالان حوزه ارزهای دیجیتال را به خود جلب کرده است. اکنون ممکن است این سوال برایتان ایجاد شود که چه چیزی این شبکه را به چنین جایگاهی رسانده است؟
یکی از مهم‌ترین عوامل موفقیت اتریوم، وجود ماشینی قدرتمند به نام ماشین مجازی اتریوم (EVM) است. به صورت کلی اگر تا به امروز در خصوص دنیای بلاک چین جستجو کرده باشید ممکن است نام ماشین مجازی اتریوم را شنیده باشید اما اگر تا به این لحظه با این مفهوم آشنا نشده‌اید و نمی‌دانید که EVM چیست نگران نباشید زیرا ما در این مقاله قصد داریم به صورت کامل ماشین مجازی اتریوم را به شما توضیح دهیم. به صورت خلاصه می‌توان گفت ماشین مجازی اتریوم یک ماشین محاسباتی است که همچون یک کامپیوتر غیرمتمرکز عمل می‌کند و چند هزار پروژه بر روی آن قابل اجرا است.
ماشین مجازی چیست؟
پیش از اینکه بخواهیم به سوال EVM چیست پاسخ دهیم ابتدا بهتر است با مفهوم ماشین مجازی آشنا شوید. ماشین مجازی یک محیط شبیه سازی شده نرم افزاری است که برای کاربران شرایطی فراهم می‌کند تا اپلیکیشن های غیرمتمرکز را بدون وابستگی به سخت افزار یا سیستم عامل خاص اجرا کنند. این فناوری با ایجاد یک لایه مجازی، امکان تعامل بین کد برنامه و منابع سخت افزاری را فراهم می‌سازد، به طوری که برنامه‌ها می‌توانند بدون تغییر در پلتفرم‌های مختلف کار کنند. با در نظر داشتن این موضوع بهتر است بدانید که ماشین مجازی از ویژگی‌های بسیار زیادی برخوردار است که یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های این فناوری، ایزوله سازی محیط اجرایی است که امنیت و پایداری برنامه‌ها را تضمین می‌کند.
البته باید به این نکته توجه کنید که کاربردهای ماشین مجازی به یک زمینه خلاصه نمی‌شود بلکه این فناوری در زمینه‌های متعددی کاربرد دارد. یکی از مهم‌ترین کاربردها و تاثیرات این فناوری در دنیای بلاک چین، ماشین مجازی اتریوم (EVM) است. EVM نه تنها محیطی ایمن و مستقل برای اجرای قراردادهای هوشمند ایجاد می‌کند، بلکه به توسعه دهندگان اجازه می‌دهد تا برنامه‌های غیرمتمرکز خود را به صورت توزیع شده و با اطمینان از شفافیت و کارایی اجرا کنند. البته قرار نیست با خواندن یک جمله بدانید که evm چیست و در ادامه مقاله برای درک بهتر شما قصد داریم ماشین مجازی اتریوم را به صورت کامل توضیح دهی تا با فناوری بیشتر آشنا شوید.
ماشین مجازی اتریوم چیست؟
اتریوم یکی از مهم‌ترین شبکه‌های بلاک چینی متن باز است که از رمز ارز بومی به نام اتریوم برخوردار است که در بازار کریپتوکارنسی با نماد اختصاری ETH نیز شناخته می‌شود و امکان ایجاد و اجرای قراردادهای هوشمند (Smart Contracts) را فراهم می‌آورد. این شبکه به توسعه دهندگان اجازه می‌دهد تا اپلیکیشن غیرمتمرکز (dApps) را بدون نیاز به واسطه‌های مرکزی پیاده سازی کنند. اکنون که با شبکه اتریوم آشنا شدید بهتر است به سراغ مبحث اصلی یا همان ماشین مجازی اتریوم برویم. به صورت کلی EVM مخفف عبارت Ethereum Virtual Machine است که در زبان فارسی ماشین مجازی اتریوم نیز معنی می‌شود.
به صورت کلی این فناوری هسته مرکزی شبکه اتریوم است که با هدف رفع محدودیت‌های موجود در فناوری بلاک چین نسل اول، همچون بیت کوین، راه‌اندازی شده است. شبکه بیت کوین از ویژگی‌های بسیار زیادی برخوردار است با این حال نمی‌تواند قراردادهای پیچیده یا برنامه‌های پیشرفته را اجرا کند. در این بین ویتالیک بوترین و تیم توسعه دهنده اتریوم تصمیم گرفتند پلتفرمی ایجاد کنند که نه تنها امکان تراکنش‌های مالی را فراهم کند، بلکه بستری مناسب برای توسعه و اجرای قراردادهای هوشمند و برنامه‌های غیرمتمرکز باشد.
از همین رو برای دستیابی به این هدف، نیاز به یک محیط محاسباتی امن و مستقل بود که بتواند کدهای قراردادی را بدون وابستگی به سخت افزار یا سیستم عامل خاص اجرا کند از همین رو EVM به عنوان پاسخی به این نیاز طراحی شد. با در نظر داشتن این موضوع ماشین مجازی اتریوم را می‌توان به یک کامپیوتر جهانی تشبیه کرد که در سراسر شبکه توزیع شده و به تمامی کاربران اجازه می‌دهد کدهای خود را بدون وابستگی به سخت افزار یا سیستم عامل خاص اجرا کنند.
همچنین این فناوری برای ایجاد یک محیط قابل اعتماد و توزیع شده که در آن محیط همه نودهای شبکه بتوانند کدهای مشابهی را پیاده سازی کنند و به اجماعی یکپارچه دست یابند، راه اندازی شده است. این معماری تضمین می‌کند که هیچ تغییری در قراردادها یا داده‌ها بدون توافق کل شبکه امکان پذیر نیست.
ویژگی های evm چیست؟
اکنون که به سوال EVM چیست پاسخ دادیم بهتر است بدانید که ماشین مجازی اتریوم ویژگی‌های منحصر به فردی دارد که این ویژگی‌ها EVM را به یکی از مهم‌ترین اجزای شبکه اتریوم تبدیل کرده است. تورینگ کامل بودن یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های ماشین مجازی اتریوم است و به این معنا است که این فناوری می‌تواند هر الگوریتم محاسباتی را، به شرط وجود منابع کافی، اجرا کند. این ویژگی به توسعه دهندگان اجازه می‌دهد تا کدهای پیچیده را برای ایجاد قراردادهای هوشمند و برنامه‌های غیرمتمرکز طراحی کنند. به صورت کلی تورینگ کامل بودن این امکان را فراهم می‌کند که عملیات محاسباتی متنوعی، از انجام محاسبات ساده ریاضی گرفته تا پردازش داده‌های پیچیده، در EVM انجام شود.
با این حال، برای جلوگیری از اجرای بی‌پایان کدها، از مکانیسمی به نام گس (Gas) استفاده می‌شود که هزینه محاسبات را مشخص کرده و تضمین می‌کند منابع شبکه بهینه مصرف شوند. یکی دیگر از ویژگی‌های کلیدی ماشین مجازی اتریوم ایزوله بودن محیط اجرایی آن است. به صورت کلی هر قرارداد هوشمند در یک محیط جداگانه (Sandbox) اجرا می‌شود، به طوری که وضعیت و عملکرد آن تاثیری بر سایر قراردادها یا بخش‌های شبکه ندارد. بنابراین بهتر است بدانید که ایزوله بودن تضمین می‌کند که حتی در صورت وجود باگ یا سوءاستفاده از آسیب پذیری یک قرارداد، این مشکل به سایر قراردادها یا به کل شبکه سرایت نکند و این مشکلات در میان شبکه‌ها فراگیر نمی‌شود.
البته محیط ایزوله ماشین مجازی اتریوم نه تنها منجر به افزایش امنیت شبکه می‌شود، بلکه انعطاف پذیری را نیز ممکن می‌سازد. برهمین اساس توسعه دهندگان می‌توانند کدهای خود را با این اطمینان که مشکلات یک قرارداد به دیگر قراردادها آسیب نمی‌رساند، طراحی کنند و با خیال راحت فعالیت‌های خود را انجام دهند. این مورد به ویژه در تضمین یکپارچگی و پایداری شبکه اتریوم نقش حیاتی دارد و تاثیرات زیادی بر روی شبکه اتریوم بر جای گذاشته است. در این بین توزیع شدگی نیز از دیگر ویژگی‌های evm است و به این معنا است که تمام نودهای شبکه اتریوم کدهای اجرایی را به طور یکسان اجرا می‌کنند این موضوع منجر به افزایش امنیت و شفافیت شبکه می‌شود.
ارتباط گس با روند اجرای EVM چیست؟
گس (Gas) با همان کارمزد در اتریوم به عنوان واحدی برای اندازه گیری میزان محاسبات و منابع مورد نیاز برای انجام تراکنش‌ها و اجرای قراردادهای هوشمند در ماشین مجازی اتریوم عمل می‌کند. به صورت کلی هر بار که یک تراکنش یا قرارداد هوشمند در اتریوم اجرا می‌شود، ماشین مجازی اتریوم نیاز به پردازش دستورات مختلف می‌پردازد از همین رو پردازش هر دستور به میزان خاصی از گس نیاز دارد که این میزان کارمزد برای پردازش دستورات معادل گس فی است که برای تایید تراکنش‌ها پرداخت می‌شود.
با در نظر داشتن این موضوع بهتر است بدانید که گس ارتباط مستقیمی با عملکرد EVM دارد؛ چرا که گس به طور دقیق محاسبه می‌کند که هر عملیات چقدر از منابع شبکه را مصرف می‌کند. این مکانیسم باعث می‌شود که از مصرف بی‌رویه منابع یا اجرای کدهای بی‌پایان جلوگیری شود. بنابراین اگر گس کافی برای یک تراکنش تخصیص نیابد، عملیات متوقف می‌شود.
معایب evm چیست؟
ماشین مجازی اتریوم با وجود نقش حیاتی که در اجرای قراردادهای هوشمند و تامین امنیت شبکه اتریوم ایفا می‌کند، معایبی نیز به همراه دارد. به صورت کلی ماشین مجازی اتریوم با مشکلاتی همچون مقیاس پذیری محدود همراه است و زمانی که حجم تراکنش ها در شبکه افزایش پیدا می‌کند عملکرد این فناوری کند می‌شود. این موضوع باعث می‌شود کاربران گس فی بیشتری پرداخت کنند که این وضعیت ممکن است برای افرادی معقول نباشد. همچنین زبان برنامه نویسی ماشین مجازی اتریوم سالیدیتی است که به شکل پیچیده‌ای طراحی شده است و امکان خطا در آن وجود دارد.
کدام شبکه ها با ماشین مجازی اتریوم سازگارند؟
سازگاری با ماشین مجازی اتریوم به این معنا است که یک بلاک چین قابلیت اجرای EVM و قراردادهای هوشمند مبتنی بر اتریوم را داشته باشد. به طور ساده، این ویژگی برای توسعه دهندگان شرایطی فراهم می‌کند تا بتوانند قراردادهای هوشمند خود را با تغییرات جزئی یا بدون نیاز به تغییر، روی شبکه‌های مختلف پیاده‌سازی کنند.
با در نظر داشتن این موضوع بهتر است بدانید که قراردادهای هوشمند از طریق EVM می‌توانند با بلاک چین‌هایی که از این ماشین مجازی پشتیبانی می‌کنند، تعامل داشته باشند و به راحتی میان آن‌ها جابه‌جا شوند. چنین سازگاری باعث می‌شود که توسعه دهندگان از انعطاف پذیری بالایی در انتخاب پلتفرم مناسب برای پروژه‌های خود برخوردار شوند. با در نظر داشتن این موضوع شبکه های سازگار با ماشین مجازی اتریوم عبارت‌اند از:
- بایننس اسمارت چین (Binance Chain)
- پالیگان (Polygon)
- آوالانچ (Avalanche)
- فانتوم (Fantom)
- آربیتروم (Arbitrum)
- هارمونی (Harmony)
جمع بندی
ماشین مجازی اتریوم (EVM) به‌عنوان یکی از مهم‌ترین نوآوری‌های دنیای بلاک چین، ستون اصلی عملکرد قراردادهای هوشمند و برنامه‌های غیرمتمرکز است. این سیستم با ارائه محیطی امن، انعطاف پذیر و سازگار، امکان توسعه و اجرای پروژه‌های متنوع را فراهم کرده و در عین حال از امنیت و کارایی شبکه محافظت می‌کند و از ویژگی‌های بسیار زیادی برخوردار است
برهمین اساس از مهم‌ترین ویژگی‌های ماشین مجازی اتریوم می‌توان به ایزوله بودن محیط اجرایی، قابلیت اجرای قطعی دستورات و پشتیبانی از بلاکچین‌های دیگر اشاره کرد. به صورت کلی این ویژگی‌ها EVM را به ابزاری بی‌نظیر برای توسعه دهندگان تبدیل کرده است و اکوسیستم بلاک چین با تکیه بر این فناوری به سمت رشد و پذیرش گسترده‌تر حرکت می‌کند. با در نظر داشتن این موضوع ما در این مقاله به توضیح کاملی در خصوص این پروژه پرداختیم تا بدانید evm چیست و چه کاربردهایی دارد.
سوالات متداول
چه مشکلاتی در EVM وجود دارد؟
کارمزد بالای گس در زمان‌هایی که شبکه شلوغ است و محدودیت‌های مقیاس پذیری از مشکلات اصلی EVM می‌باشند.
آیا می توان کدهای EVM را در سایر بلاک چین ها اجرا کرد؟
بله، شبکه‌های سازگار با EVM امکان انتقال و اجرای کدهای اتریومی را فراهم می‌کنند.
آیا EVM قابلیت به روز رسانی دارد؟
بله، شبکه اتریوم از طریق هاردفورک‌ها و پیشرفت‌هایی که در پیش داشته، قابلیت‌های جدیدی به EVM اضافه می‌کند.
