Ethereum Virtual Machine (EVM) in 5 Minuten oder weniger erklärt

Die virtuelle Maschine von Ethereum ist das Herzstück von Ethereum und ermöglicht es Entwicklern, DApps zu erstellen und auszuführen.

Ethereum ist immer noch die bevorzugte Blockchain für Entwickler. Die langsamere Transaktionsgeschwindigkeit und die hohen Gasgebühren haben die Nachfrage nach Ethereum nicht beeinträchtigt.

Die Reife des Ethereum-Ökosystems fungiert als Vertrauensfaktor für die Entwickler. Darüber hinaus bietet Ethereum eine Vielzahl von Entwicklungsressourcen und -tools.

Der Kryptoraum hat in den letzten Jahren die Entstehung verschiedener neuer Blockchain-Ökosysteme erlebt. Dennoch führt das Ethereum-Ökosystem mit einer Marktkapitalisierung von über 368 Milliarden US-Dollar.

Nachdem wir die Nachfrage nach der Ethereum-Blockchain verstanden haben, tauchen wir in EVM ein.

Einführung in EVM

Eine Ethereum Virtual Machine (EVM) ist ein virtueller Computer, der die Entwicklung dezentraler Anwendungen (DApps) ermöglicht. Darüber hinaus verwenden Entwickler diese virtuelle Maschine, um Ethereum Smart Contracts bereitzustellen und auszuführen.

Ein Smart Contract kann als ein Computerprogramm definiert werden, das auf der Ethereum-Blockchain funktioniert. Intelligente Verträge führen ihre Funktionen automatisch basierend auf der Vereinbarung zwischen den Benutzern aus.

Mit Hilfe von Smart Contracts können Sie bestimmte Regeln oder Bedingungen festlegen. Sobald es Ihren Bedingungen entspricht, wird der Vertrag ausgeführt.

Es ist wichtig, zwei wesentliche Konzepte der EVM zu verstehen; Virtuelle Maschine und Turing-Vollständigkeit.

Virtuelle Maschinen

Virtuelle Maschinen bestehen aus Programmen, mit denen das Verhalten eines Computers simuliert wird. Diese virtuellen Maschinen selbst fungieren als Verarbeitungs- und Speichereinheiten.

Die virtuellen Maschinen funktionieren genauso wie unsere Computersoftware. Im Gegensatz zu unseren Computern sind virtuelle Maschinen in der Lage, komplexe Funktionen auszuführen.

Turing-Vollständigkeit

Benannt nach dem britischen Mathematiker Alan Turing, sorgt Turing Completeness dafür, dass die Maschine jede Berechnung ausführen kann. Mit genügend Speicher und Zeit kann eine Turing-vollständige Maschine jede komplexe Berechnung ausführen.

Zusammengenommen ist EVM eine virtuelle Maschine mit Turing-Vollständigkeit. Diese technologische Kombination wirkt wie ein Segen für DApp-Entwickler.

EVM sorgt auch für die Sicherheit der Ethereum-Blockchain. Zudem werden komplexe Berechnungen schnell ausgeführt.

EVM wird zur schnelleren Ausführung auf dem Betriebssystem installiert. Darüber hinaus ist diese virtuelle Maschine eine mittlere Schicht zwischen dem Betriebssystem und dem Smart Contract.

Zweck der EVM

Der Hauptzweck eines EVM besteht darin, DApps mit Strom zu versorgen. Darüber hinaus schränkt diese virtuelle Maschine auch größere Unterbrechungen im Ethereum-Netzwerk ein.

Wie bereits erwähnt, setzen Entwickler Smart Contracts ein, um Funktionen im Blockchain-Netzwerk auszuführen. Diese Smart Contracts und DApps werden in Bytecode konvertiert.

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Bytecode ist eine Computersprache, die aus Quellcode kompiliert wurde, um auf einer virtuellen Maschine ausgeführt zu werden. Diese Sprache liegt in einem computerlesbaren Format vor.

Nach Abschluss der Konvertierung werden die Bytecodes in EVM bereitgestellt. Schließlich werden diese bereitgestellten Codes an alle im Ethereum-Netzwerk vorhandenen Knoten verteilt.

Neben Bytecode verwendet EVM auch „Opcodes“, eine Reihe von Anweisungen. Dieser Satz von Anweisungen hilft EVM bei der Ausführung mehrerer Aufgaben.

Mehr als 140 Opcodes werden verwendet, um verschiedene Arten von EVM-Prozessen zu aktivieren. Einfach ausgedrückt vereinfachen Opcodes die Programmieranweisungen für EVM.

EVM spielt eine entscheidende Rolle, um sicherzustellen, dass jeder Smart Contract korrekt funktioniert. Darüber hinaus werden Transaktionsdaten im Ethereum-Netzwerk aktualisiert.

Gas und seine Auswirkungen auf die Leistung von EVM

Gas kann als Brennstoff von EVM angesehen werden. Es stellt die Gebühren dar, die für die Berechnung der Operationen von Ethereum Smart Contracts erforderlich sind.

Das Gas hängt von der Komplexität des Opcodes ab. Das Gas wird in Wei bezahlt, dem kleinsten Bruchteil von Ether (ETH).

Gas spielt auch eine entscheidende Rolle für die Sicherheit von Ethereum-Netzwerken. Mit anderen Worten, die teuren Gebühren schützen das Netzwerk vor Angreifern.

Die Validierer der Transaktionen erhalten das Gas als Belohnung – außerdem führt die Zunahme der Komplexität zu höheren Belohnungen.

Der Gasmechanismus hilft Validatoren auch, die erforderlichen großen und kleinen Gebühren zu filtern. Beispielsweise können Validierer schwierige Opcodes auswählen, um mehr Gas zu erhalten.

Die Netzaktivität beeinflusst die Gasgebühren stark. Außerdem erhält der Absender das nicht verbrauchte Gas, das nach der Transaktion übrig bleibt.

Wenn Sie die Bedeutung von Gas verstehen, schauen wir uns den Datenspeicherprozess von EVM an.

Datenspeicherung in EVM

Wie Sie wissen, sind Daten die wertvollste Ressource. Daher ist die Datenspeicherung ein wesentlicher Bestandteil von EVM.

Lassen Sie uns zunächst verstehen, wie Daten in Ethereum gespeichert werden.

Ethereum speichert Daten in Form von Reifendatenstrukturen. Mit Hilfe dieser Datenstrukturen verwaltet Ethereum permanente und temporäre Daten.

Die Ethereum-Blockchain besteht aus drei Arten von Versuchen:

  • State Trie: Global State Trie ist der einzige State Trie von Ethereum, der ständig aktualisiert wird. Dieser Trie besteht aus einem Wert und einem Schlüssel für jedes Ethereum-Konto.
  • Speicher Trie: Hier werden Vertragsdaten gespeichert. Infolgedessen existiert dieser Trie auf jedem Ethereum-Konto.
  • Transaction Trie: Dieser Trie speichert alle Transaktionen in jedem Block. Sie können diesen Versuch verwenden, um bestimmte Transaktionen zu finden.
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Die einfache Datenteilung, verteilt auf drei Versuche, hilft Ethereum bei der Speicherung und Verwaltung riesiger Datenmengen. Darüber hinaus bietet dieser Datenspeichermechanismus Benutzern einen einfacheren und sichereren Zugriff.

Im Fall von EVM gibt es zwei Datentypen von Ethereum-Protokollen: flüchtige und permanente Daten.

  • Flüchtige Daten: Diese Daten ändern sich entsprechend neuen Transaktionen, wie z. B. ein Wallet-Guthaben.
  • Permanente Daten: Wie der Name schon sagt, werden diese Daten dauerhaft in der Datenstruktur von Ethereum gespeichert. Außerdem können diese Daten nicht geändert oder modifiziert werden.

Möglicherweise sind Ihnen einige interessante Ähnlichkeiten zwischen dem EVM und der CPU Ihres Computergeräts aufgefallen.

Ethereum-Entwickler erstellen DApps, die Computersoftware ähneln.

Der Unterschied besteht hier darin, dass Solidity im Gegensatz zu C++ oder Java die Programmiersprache von Ethereum ist. Dieser Soliditätscode wird dann unter anderen Knoten/Systemen verteilt.

Wie unsere Computer hat EVM keine physische CPU. Mit anderen Worten, EVM ist eine virtuelle CPU, die über weltweite Netzwerke verteilt ist.

Vorteile von EVM

Werfen wir einen Blick auf die Vorteile von EVM:

Dezentralisierung

EVM spielt eine wesentliche Rolle bei der Einschränkung der Rolle einer zentralen Behörde. Niemand kann die Transaktionen kontrollieren, die im Ethereum-Netzwerk stattfinden.

Außerdem kann niemand bereitgestellte DApps entfernen. Dies gibt den Entwicklern die Freiheit, innovative Projekte zu erstellen.

Niedrige Eintrittsbarrieren

EVM hilft Entwicklern, DApps ohne Einschränkungen zu erstellen. Diese virtuelle Maschine ermöglicht es Entwicklern, intelligente Verträge zu erstellen und bereitzustellen, die ihren Zwecken entsprechen.

Einfache Ausführung komplexer Smart Contracts

Das EVM ist in der Lage, komplexe Aufgaben auszuführen, die in Smart Contracts zugewiesen sind. Darüber hinaus können Entwickler einen Smart Contract erstellen und auf mehreren Plattformen ausführen.

Narrensicher

Der komplexe Mechanismus von EVM ermöglicht es dem Programm, Transaktionen fehlerfrei auszuführen. Hier kann der Entwickler die Auswirkungen des Smart Contracts basierend auf seiner Komplexität handhaben.

Datensicherheit

EVM schützt die Daten des Entwicklers. Dieser Vertrauensfaktor ermutigt Entwickler, verschiedene Arten von Codes zu testen.

Bei Verwendung von nicht vertrauenswürdigem Code bleiben die personenbezogenen Daten davon unberührt. Der Berechnungsprozess hat auch keinen Einfluss auf andere Systemfunktionen.

Nachteile von EVM

Hohe Gaskosten

Sie müssen Gebühren in ETH-Token zahlen, um Transaktionen auszuführen. Das erforderliche Gas hängt von der Komplexität ab, die mit der Ausführung der Transaktion verbunden ist.

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Darüber hinaus bestimmen auch die Transaktionsart und -geschwindigkeit das Gas. Sie können Online-Rechner verwenden, um das für eine Transaktion erforderliche Gas zu ermitteln.

Bei hoher Netzüberlastung steigt das Gas – Situationen wie diese führen zu sehr hohen Gasgebühren.

Hoher Datenspeicher

Wie bereits erwähnt, sind Daten ein entscheidender Bestandteil des EVM. Die Datenspeicherung und -verwaltung sind für das ordnungsgemäße Funktionieren der Maschine unerlässlich.

Auch hier führt die Komplexität einer Transaktion zu einer hohen Datenspeicherung. Ähnlich wie Gasgebühren können auch Speichergebühren manchmal teuer sein.

Erfordert technisches Wissen

Es ist unmöglich, einen bereitgestellten Smart Contract zu ändern. Daher muss der Entwickler, der Smart Contracts erstellt, über technisches Fachwissen verfügen.

Als Turing-Komplettsystem ermöglicht EVM Entwicklern die Verwendung beliebiger Programmiersprachen. Im Gegensatz dazu kann ein schlechtes Programmierskript das gesamte Projekt ruinieren.

Zukunft des EVM

Während wir Blockchain-Technologie und EVMs in Betracht ziehen, befinden wir uns noch in einem frühen Stadium. In den kommenden Jahren wird die Geschwindigkeit und Effizienz von EVM zunehmen.

Die Transaktionsgeschwindigkeit und die hohen Gasgebühren sind eine große Herausforderung. Die Bewältigung dieser Herausforderungen wird die Zukunft von EVM erhellen.

EVM wird ein entscheidender Bestandteil der Dezentralisierung großer Industrien sein. Die Transformation wird Auswirkungen auf wichtige Industrien haben.

Banken, Spiele, Cybersicherheit, Logistik, Gesundheitswesen, Cloud-Speicherung und Immobilienbranche werden sich erheblich verändern. Darüber hinaus werden nützlichere DApps das Leben der Menschen erleichtern.

Die Vision von Ethereum-Gründer Vitalik Buterin, ein Multi-Rollup-Ökosystem zum Blühen zu bringen, wirkt sich ebenfalls positiv auf EVM aus. Die Implementierung dieses Ökosystems erhöht die EVM-Funktionalität.

Die Interoperabilitätsfunktion ist eine weitere wesentliche Änderung, die sich auf die EVM auswirken wird. Hier können DApps auf verschiedenen Blockchains miteinander interagieren.

Die interaktiven Betriebsfunktionen fördern die Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Kryptoprojekten. Darüber hinaus entscheiden sich immer mehr Entwickler für EVM, um ihre Smart Contracts bereitzustellen.

Anmerkung des Verfassers

Ethereum Virtual Machines spielen eine wichtige Rolle bei der Bereitstellung eines dezentralen Ökosystems. DApp-Entwickler erhalten jetzt mehr Zugriff, um ihre Projekte zu erstellen.

Entwickler nähern sich Ethereum als All-in-One-Plattform für die DApp-Entwicklung. Dieser Faktor macht die Zukunft von EVM vielversprechend.

Ethereum Virtual Machines sind nicht perfekt und haben einige Nachteile. Mit dem technologischen Fortschritt entwickelt sich EVM immer weiter zu einer besseren Version.

Als nächstes können Sie die besten Ethereum-Geldbörsen erkunden.

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