了解以太坊虛擬機（EVM）

以太坊虛擬機（EVM）是以太坊區塊鏈的重要組成部分，為智能合約的執行提供了合適的環境。 EVM 為以太坊提供了內置編程語言，用於創建去中心化應用程序。

什麼是 EVM？

EVM 可以被認為是一個全球性的、分散的計算機，包含數百萬個可執行實例。 它運行在以太坊網絡的每個節點上。 EVM 執行智能合約代碼，因此應用程序可以在沒有第三方停機、審查或乾擾的情況下運行。

智能合約是完全按照編程運行而無需修改的程序。 EVM 通過提供一個隔離的、確定性的環境來執行智能合約來實現這一點。 虛擬機還管理合約執行時的狀態變化。

以太坊虛擬機的運作

EVM 的工作原理是在每個以太坊節點上運行。 網絡上的每個節點都運行 EVM 的副本，以維持去中心化區塊鏈的共識。 這使得合約在任何節點上執行時都具有相同的結果。

開發人員使用 Solidity 等編程語言編寫智能合約。 這些合約被編譯成 EVM 可以理解並在網絡上運行的“字節碼”。 EVM 中的節點運行字節碼並執行智能合約。

EVM 管理合約執行時的所有狀態變化。 它在狀態存儲中跟踪賬戶餘額、合約數據和其他詳細信息。 EVM 通過運行合約部署、函數調用、傳輸等事務來更新以太坊狀態。

Gas 用於支付在 EVM 中運行智能合約所需的計算資源。 節點通過收取天然氣費來激勵執行合約並驗證狀態變化。 Gas 成本可以阻止低效代碼和拒絕服務攻擊。

EVM 的關鍵角色和功能

EVM 為智能合約在區塊鏈上運行提供了去中心化的運行時。 它允許合約在全球網絡上的任何以太坊節點上執行。

EVM 根據合約邏輯管理賬戶之間的狀態變化。 它對所有交易強制執行驗證規則和身份驗證。 

EVM 通過在每個節點上運行相同的合約來保持共識。 它通過處理部署和傳輸等事務來更新以太坊的狀態。

EVM 使用氣體來刺激節點。 節點獲得燃氣費來執行和驗證交易。 這就是 EVM 激勵節點運行合約並驗證狀態更改的方式。

EVM 為智能合約在以太坊上統一運行提供了去中心化的執行環境。 它管理國家並執行規則。 EVM 還更新狀態並使用 Gas 來激勵節點運營商。

EVM 的用例和應用

以下是以太坊虛擬機支持的一些主要用例和應用程序：

1. 部署智能合約

以太坊虛擬機的一個主要用例是部署和運行各種智能合約，例如代幣、去中心化金融協議、去中心化應用程序、不可替代代幣等。 EVM 使這些數字資產和平台能夠以去中心化的方式運行。

2. 構建去中心化應用程序

EVM 的分佈式特性允許構建完全去中心化的基於區塊鏈的應用程序，並且不會出現故障。 EVM 有助於提高 dapp 的彈性和正常運行時間。

3. 創建去信任協議 

EVM 可以在各方之間創建無需信任的協議、安排和交易，而無需中介第三方。 EVM 上的智能合約為交易提供透明的業務邏輯。

4. 發展去中心化組織

DAO（即去中心化自治組織）可以使用 EVM 上運行的智能合約邏輯來開發。 該代碼對組織結構、規則、投票和操作進行編碼。

探索高級功能

EVM 還以確定性方式支持支付渠道、託管、可驗證的治理投票系統、供應鏈跟踪和其他高級功能。

不可變且透明的 EVM 為其他協議的構建提供了基礎層，利用其去中心化共識和執行。

EVM 為廣泛的去中心化解決方案提供支持，從數字資產到組織等等。 它實現了彈性，最大限度地減少了信任，並為基於以太坊的去中心化技術提供了基礎層。

EVM 方法的優點 

EVM 模型的一個關鍵優勢是確定性執行可確保智能合約始終按照所有節點上的編程完全運行。 這種可靠性對於去中心化應用程序至關重要。

• EVM 為去中心化應用程序和協議提供審查阻力。 任何中央機構都不能修改或阻止執行。 這使得無需許可的創新成為可能。

• 以太坊網絡上的許多 EVM 節點之間存在冗餘。 如果某些節點出現故障，網絡仍然存在。 這可以防止停機並提高可靠性。

• EVM 使用共識機制來確保所有活躍節點最終就合約執行引起的狀態變化達成一致。 這樣就維持了統一的狀態。

• EVM 使用 Gas 根據計算和存儲需求有效地分配資源。 天然氣使成本與資源利用率保持一致。

EVM 的其他優勢包括確定性執行、抗審查性、冗餘、共識和高效的資源定價。 這些技術特性使 EVM 能夠發揮去中心化世界計算機的作用。

限制和挑戰

雖然以太坊虛擬機 (EVM) 提供了強大的功能，但它也帶來了開發人員必須克服的一些限制和挑戰。 首先，EVM 內置功能有限，依賴智能合約進行擴展。 任何附加特性或功能都必須通過這些合約來實現，這可能會給開發過程帶來複雜性。

另一個挑戰在於在以太坊網絡上執行交易的成本，通常稱為“gas”。 對於復雜的智能合約和應用程序，天然氣成本可能非常高，可能會限制某些項目的可行性並阻礙廣泛採用。

此外，EVM 要求計算具有確定性，確保網絡上的所有節點達成共識。 雖然這對於網絡安全性和完整性至關重要，但它可能會限制開發人員設計應用程序時的靈活性。

最後，啟動後重新部署合同所需的成本和精力可能會很大。 這給開發人員在部署後需要對其智能合約進行更正或更新帶來了障礙，可能會影響用戶體驗和項目時間表。

結論

總之，以太坊虛擬機是一項關鍵的創新，催生了智能合約和 Web3 生態系統。 為區塊鏈程序提供確定性、隔離的運行時，開啟了去中心化軟件的新範式。 EVM 應用程序的實際採用仍處於早期階段，但具有巨大的長期潛力。

Nancy J. Allen 是一位加密愛好者，他相信加密貨幣會激發人們成為自己的銀行，並遠離傳統的貨幣兌換系統。 她還對區塊鏈技術及其功能很感興趣。

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