了解以太坊虚拟机（EVM）

以太坊虚拟机（EVM）是以太坊区块链的重要组成部分，为智能合约的执行提供了合适的环境。 EVM 为以太坊提供了内置编程语言，用于创建去中心化应用程序。

什么是 EVM？

EVM 可以被认为是一个全球性的、分散的计算机，包含数百万个可执行实例。 它运行在以太坊网络的每个节点上。 EVM 执行智能合约代码，因此应用程序可以在没有第三方停机、审查或干扰的情况下运行。

智能合约是完全按照编程运行而无需修改的程序。 EVM 通过提供一个隔离的、确定性的环境来执行智能合约来实现这一点。 虚拟机还管理合约执行时的状态变化。

以太坊虚拟机的运作

EVM 的工作原理是在每个以太坊节点上运行。 网络上的每个节点都运行 EVM 的副本，以维持去中心化区块链的共识。 这使得合约在任何节点上执行时都具有相同的结果。

开发人员使用 Solidity 等编程语言编写智能合约。 这些合约被编译成 EVM 可以理解并在网络上运行的“字节码”。 EVM 中的节点运行字节码并执行智能合约。

EVM 管理合约执行时的所有状态变化。 它在状态存储中跟踪账户余额、合约数据和其他详细信息。 EVM 通过运行合约部署、函数调用、传输等事务来更新以太坊状态。

Gas 用于支付在 EVM 中运行智能合约所需的计算资源。 节点通过收取天然气费来激励执行合约并验证状态变化。 Gas 成本可以阻止低效代码和拒绝服务攻击。

EVM 的关键角色和功能

EVM 为智能合约在区块链上运行提供了去中心化的运行时。 它允许合约在全球网络上的任何以太坊节点上执行。

EVM 根据合约逻辑管理账户之间的状态变化。 它对所有交易强制执行验证规则和身份验证。 

EVM 通过在每个节点上运行相同的合约来保持共识。 它通过处理部署和传输等事务来更新以太坊的状态。

EVM 使用气体来刺激节点。 节点获得燃气费来执行和验证交易。 这就是 EVM 激励节点运行合约并验证状态更改的方式。

EVM 为智能合约在以太坊上统一运行提供了去中心化的执行环境。 它管理国家并执行规则。 EVM 还更新状态并使用 Gas 来激励节点运营商。

EVM 的用例和应用

以下是以太坊虚拟机支持的一些主要用例和应用程序：

1. 部署智能合约

以太坊虚拟机的一个主要用例是部署和运行各种智能合约，例如代币、去中心化金融协议、去中心化应用程序、不可替代代币等。 EVM 使这些数字资产和平台能够以去中心化的方式运行。

2. 构建去中心化应用程序

EVM 的分布式特性允许构建完全去中心化的基于区块链的应用程序，并且不会出现故障。 EVM 有助于提高 dapp 的弹性和正常运行时间。

3. 创建去信任协议 

EVM 可以在各方之间创建无需信任的协议、安排和交易，而无需中介第三方。 EVM 上的智能合约为交易提供透明的业务逻辑。

4. 发展去中心化组织

DAO（即去中心化自治组织）可以使用 EVM 上运行的智能合约逻辑来开发。 该代码对组织结构、规则、投票和操作进行编码。

探索高级功能

EVM 还以确定性方式支持支付渠道、托管、可验证的治理投票系统、供应链跟踪和其他高级功能。

不可变且透明的 EVM 为其他协议的构建提供了基础层，利用其去中心化共识和执行。

EVM 为广泛的去中心化解决方案提供支持，从数字资产到组织等等。 它实现了弹性，最大限度地减少了信任，并为基于以太坊的去中心化技术提供了基础层。

EVM 方法的优点 

EVM 模型的一个关键优势是确定性执行可确保智能合约始终按照所有节点上的编程完全运行。 这种可靠性对于去中心化应用程序至关重要。

• EVM 为去中心化应用程序和协议提供审查阻力。 任何中央机构都不能修改或阻止执行。 这使得无需许可的创新成为可能。

• 以太坊网络上的许多 EVM 节点之间存在冗余。 如果某些节点出现故障，网络仍然存在。 这可以防止停机并提高可靠性。

• EVM 使用共识机制来确保所有活跃节点最终就合约执行引起的状态变化达成一致。 这样就维持了统一的状态。

• EVM 使用 Gas 根据计算和存储需求有效地分配资源。 天然气使成本与资源利用率保持一致。

EVM 的其他优势包括确定性执行、抗审查性、冗余、共识和高效的资源定价。 这些技术特性使 EVM 能够发挥去中心化世界计算机的作用。

限制和挑战

虽然以太坊虚拟机 (EVM) 提供了强大的功能，但它也带来了开发人员必须克服的一些限制和挑战。 首先，EVM 内置功能有限，依赖智能合约进行扩展。 任何附加特性或功能都必须通过这些合约来实现，这可能会给开发过程带来复杂性。

另一个挑战在于在以太坊网络上执行交易的成本，通常称为“gas”。 对于复杂的智能合约和应用程序，天然气成本可能非常高，可能会限制某些项目的可行性并阻碍广泛采用。

此外，EVM 要求计算具有确定性，确保网络上的所有节点达成共识。 虽然这对于网络安全性和完整性至关重要，但它可能会限制开发人员设计应用程序时的灵活性。

最后，启动后重新部署合同所需的成本和精力可能会很大。 这给开发人员在部署后需要对其智能合约进行更正或更新带来了障碍，可能会影响用户体验和项目时间表。

结论

总之，以太坊虚拟机是一项关键的创新，催生了智能合约和 Web3 生态系统。 为区块链程序提供确定性、隔离的运行时，开启了去中心化软件的新范式。 EVM 应用程序的实际采用仍处于早期阶段，但具有巨大的长期潜力。

Nancy J. Allen 是一位加密爱好者，他相信加密货币会激发人们成为自己的银行，并远离传统的货币兑换系统。 她还对区块链技术及其功能很感兴趣。

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