مقدمة العملة

EVM عبارة عن طبقة تجريدية بين الكود والمضيف تعمل كضمان للحفاظ على التشغيل السلس لـ Ethereum. ما هو EVM بعد كل شيء؟ ما هي المبادئ وحالات الاستخدام النموذجية لـ EVM؟ دعونا نتعمق فيه.

وباعتبارها سلسلة البلوكشين الأكثر شعبية في الوقت الحالي، توفر إيثريوم للمستخدمين مجموعة متنوعة من التطبيقات اللامركزية. إنه المصطلح الأكثر شيوعًا عندما يشير الناس إلى DeFi و NFTs وما إلى ذلك. كما تجذب EVM، باعتبارها جزءًا أساسيًا من Ethereum، اهتمامًا كبيرًا من الناس. ثم ما هي العلاقة بين EVM وإيثريوم؟

ما هي EVM؟

يرمز EVM إلى آلة إيثريوم الافتراضية. وفقًا لتعريف Ethereum، فإن EVM هي بيئة التشغيل التي تعيش فيها جميع حسابات Ethereum والعقود الذكية على سلسلة Ethereum.

توجد EVM ككيان واحد تحتفظ به جميع أجهزة الكمبيوتر المتصلة التي تعمل على عميل Ethereum. إنه ما يحدد قواعد حساب حالة صالحة جديدة من كتلة إلى أخرى.

كيف يعمل EVM؟

المبادئ الكامنة وراء EVM

بدلاً من دفتر الأستاذ الموزع مثل بيتكوين، فإن إيثريوم هي آلة حكومية موزعة. يمثل التغيير من كتلة إلى كتلة تحديثًا لحالة جميع الحسابات والأرصدة على Ethereum. يتم حساب التحديث بناءً على رمز العقد من قبل EVM.

الشكل: https://takenobu-hs.github.io/downloads/ethereum_evm_illustrated.pdf

EVM عبارة عن جهاز افتراضي قائم على المكدس ويقوم بجميع عملياته مباشرة في المكدس. عندما يتم تجميع العقد الذكي في كود بايت، سيقوم EVM بإجراء عمليات استنادًا إلى رمز البايت، بما في ذلك جلب المتغيرات من الذاكرة والإضافة إلى المكدس وحساب المتغيرات في المكدس وتخزين المتغيرات في الذاكرة وما إلى ذلك.

هناك نوعان رئيسيان من تخزين البيانات في EVM: الذاكرة والتخزين. سيتم تخزين المتغيرات في التخزين على Ethereum بشكل دائم بعد تنفيذ العقد، بينما توجد المتغيرات في الذاكرة مؤقتًا أثناء تنفيذ الكود على EVM.

خذ عقد كمثال. لقد كتبنا عقدًا مع Solidity، وقمنا بتجميع البيانات الوصفية من خلال مترجم، ونشرناها على Ethereum. عندما نحتاج إلى تحديث حالة العقد، نحتاج إلى الاتصال بالعقد. ومع ذلك، لا يمكن لنظام التشغيل أو Windows تشغيل العقود الذكية مباشرة. إن EVM ضروري لتوفير بيئة تشغيل للعقود الذكية. الخطوات المحددة هي كما يلي: أولاً، يعثر EVM على رمز العقد المخزن على إيثريوم من خلال عنوان العقد؛ ثم يتم إنشاء بيئة التنفيذ؛ وأخيرًا، يتم تحويل محتوى العقد إلى كود بايت ووضعه في EVM للتشغيل. سيتم تخزين النتيجة التي تم الحصول عليها من العملية كأحدث حالة في المجموعة التالية، وبالتالي إكمال عملية تحديث الحالة.

الشكل: https://cnodejs.org/topic/5aeecba802591040485bab2a

تطبيقات EVM
حاليًا، يشمل جميع عملاء إيثريوم تطبيق EVM. أطلقت إيثريوم الكود المصدري للعديد من لغات البرمجة، بما في ذلك Python و C ++ و js و Go وما إلى ذلك، لتنفيذ وظائف EVM. يساعد المستخدمين على فهم مبدأ EVM بطريقة أكثر ملاءمة.

Py-EVM - بايثون: https://github.com/ethereum/py-evm
سيموني - سي++: https://github.com/ethereum/evmone
إيثريوم - vm - جافا سكريبت: https://github.com/ethereumjs/ إيثيريوم-مونوريبو
إيفيم - سي++: https://github.com/microsoft/eevm
هايبرليدجر بورو - اذهب إلى: https://github.com/hyperledger/burrow

العناصر الأساسية لـ EVM

عقد ذكي

العقود الذكية هي رمز يتم تشغيله حصريًا على EVM. لا يمكن تغييرها بمجرد نشرها. تقوم إيثريوم بتحديد وتعديل وتخزين الحالة من خلال العقود الذكية لتحقيق العديد من التطبيقات اللامركزية. تعمل EVM كبيئة يمكن من خلالها تشغيل العقود الذكية، وهو ما يشبه العلاقة بين الطريق السريع والسيارة.

رسوم الغاز

هناك حاجة إلى قوة حوسبة كبيرة لتنفيذ العقود الذكية على EVM، والتي تستهلك كمية معينة من الغاز. للحصول على فهم أفضل، فكر في المركبات التي تحتاج إلى دفع رسوم على الطرق ذات الرسوم.
تساعد رسوم الغاز في تحفيز عمال المناجم من جميع أنحاء العالم للمشاركة وتوفير الطاقة الحاسوبية، كطريقة لجعل إيثريوم أكثر لامركزية. كما أنه يمنع المستخدمين من إرسال طلبات التشغيل العشوائية التي قد تؤدي إلى ازدحام Ethereum Mainnet أو تحمي Ethereum من التعطل عن طريق منع الهجمات الضارة.

الصلابة ورمز التشغيل

تتم كتابة عقود Ethereum الذكية بلغة Solidity ويتم تجميعها في كود بايت قبل تنفيذها على EVM. يحتوي Bytecode على رموز التشغيل أو رموز التشغيل. يحتوي EVM على 14 رمز تشغيل، لكل منها وظائف محددة، مما يجعل EVM Turning كاملًا. يمكنه حل أي نوع من مشاكل الحساب. تتيح Solidity و Opcodes لنا كتابة عقود ذكية معقدة وتنفيذ مجموعة متنوعة من الوظائف على EVM، وبالتالي تزويد المستخدمين بمجموعة متنوعة من dApps.

ميزات EVM

حتمية

بالنسبة لنفس الجزء من التعليمات البرمجية، يكون الإخراج هو نفسه بعد تنفيذه على أجهزة EVM مختلفة، حيث لا علاقة له ببيئة التنفيذ وعدد عمليات التنفيذ. يضمن يقين EVM موثوقية الكود ويتجنب العواقب غير المتوقعة. تساعد هذه الميزة في حماية مصالح المستخدمين خاصة عندما يقومون بإجراء معاملات كبيرة على Ethereum.

منعزل

EVM يشبه صندوق الحماية المعزول حيث يتم تشغيل الكود. لن تضر عملية التشغيل ببرامج/أجهزة الكمبيوتر ولن تؤثر على البروتوكول الأساسي لـ Ethereum. إن عزل EVM يمنع المتسللين من مهاجمة الجهاز الذي يقوم بتشغيل EVM، ويحمي أيضًا البروتوكول الأساسي لـ Ethereum من العبث به. إنه بمثابة ضمان لتأمين إيثريوم.

قابل للإنهاء

يمكن مقاطعة عملية تنفيذ كود EVM. إذا قام المستخدم بتشغيل رمز خاطئ، مثل حلقة لا نهائية، فيمكن نشر آلية الغاز لإنهاء عملية التنفيذ من أجل منع هذه الشفرة من احتلال قوة الحوسبة إلى أجل غير مسمى. قبل تنفيذ التعليمات البرمجية على EVM، يجب تعيين الحد الأعلى للغاز مسبقًا. عند استنفاد الغاز، ستتوقف الشفرة عن العمل، وستتم استعادة الحالة دون أي تحديث على السلسلة.

التوافق مع EVM

مع زيادة عدد المستخدمين، تواجه Ethereum Mainnet العديد من المشكلات، مثل الشبكات المزدحمة ورسوم الغاز المرتفعة. تقتصر هذه المشاكل على تصميم Ethereum، ولا يمكن حلها بشكل جذري.

في السنوات الأخيرة، هناك العديد من السلاسل العامة الجديدة التي لديها رسوم غاز أقل وشبكات أسرع وسلاسل الطبقة الثانية المصممة لتوسيع نطاق إيثريوم. هذه السلاسل كلها سلاسل عقود ذكية، يُقال إنها تتمتع بتصميمات أساسية أفضل ويمكن استخدامها لبناء مجموعة متنوعة من dApps.

تتحمل هذه السلاسل المتطلبات الفائضة لنظام إيثريوم البيئي وتتحدى الوضع المهيمن لإيثريوم. هل من الضروري أن يتوافق نظراء إيثريوم مع EVM؟ فيما يتعلق بهذا الاختلاف، تنقسم هذه السلاسل إلى فئتين: سلاسل متوافقة مع EVM وسلاسل غير EVM.

سلاسل عامة متوافقة مع EVM

في الآونة الأخيرة، ظهرت السلاسل العامة من الطبقة الأولى واحدة تلو الأخرى. على الرغم من أن إعادة بناء نظام بيئي متصل بالسلسلة يعمل بالتوازي مع إيثريوم يمكن أن تتغلب على أوجه القصور الحالية في إيثريوم، إلا أنها تتطلب موارد بشرية كبيرة لبناء نظام بيئي كامل وتطوير تطبيق dApp من الصفر. يؤدي نقص المبرمجين المؤهلين إلى إعاقة النظم البيئية الجديدة للسلسلة العامة من النمو. بالنسبة لسلسلة عامة ذات نظام بيئي غير مطور، سيكون من الصعب جذب مستخدم من Ethereum في غضون فترة زمنية قصيرة.

في ضوء ذلك، تم تصميم بعض السلاسل العامة لتكون متوافقة مع EVM. يمكن نقل dApps التي تعمل في الأصل على Ethereum بالكامل إلى سلاسل عامة متوافقة مع EVM مع تعديلات طفيفة فقط على شفرة المصدر. لا يمكنها فقط تعظيم استخدام موارد التطوير ولكنها توفر للمستخدمين تجربة أفضل في عملية الترحيل من Ethereum إلى سلسلة جديدة.

ومع ذلك، فإن توافق EVM يأتي حتمًا مع بعض المشكلات. تواجه العديد من السلاسل المتوافقة مع EVM، التي تقتصر على قواعد EVM، مشكلة تتعلق بكيفية تحقيق الابتكار دون التجانس. ومع ذلك، يمكن للسلاسل غير EVM كسر هذه القواعد وتطوير مجموعة جديدة من القواعد من الصفر، وبالتالي تحقيق الابتكار بشكل أساسي.

في الوقت الحالي، تتوافق أكثر من 70٪ من السلاسل العامة السائدة مع EVM، مثل BSC و Avalanche و Fantom و Tron و Celo وما إلى ذلك. لن يكون من الصعب على المطورين تطوير dApps أو نشر تطبيقات Ethereum على هذه السلاسل للحصول على أداء أعلى ورسوم غاز أقل، وبالتالي تحسين تجربة المستخدم.

بعض السلاسل العامة الأخرى ليست EVM ولكنها طورت أجهزتها الافتراضية الخاصة، مثل Sol و Terra وما إلى ذلك. على الرغم من عدم توافقها مع EVM، فقد جذبت هذه السلاسل مجموعة من المستخدمين والمؤسسات المخلصين بتصميمها المبتكر وأدائها الممتاز على السلسلة. على سبيل المثال، تعتمد لعبتا بلوكتشين، Step N و Let me speak، اللتان حظيتا بشعبية في جميع أنحاء العالم مؤخرًا، على سلسلة Sol وجذبت المعجبين المتحمسين من جميع أنحاء العالم للمشاركة.

والجدير بالذكر أن السلاسل المتوافقة مع EVM يمكن أن تتعايش مع سلاسل غير EVM. تبدأ بعض السلاسل غير EVM أيضًا في التوافق مع EVM. ستكون عملية تحقيق ذلك شاقة لأنها تتطلب جهودًا مكثفة لتعديل الكود. مثال على ذلك هو Sol الذي أطلق Neon، والذي يسمح للمطورين ببناء dApps على EVM.

الشكل: توافق EVM للسلاسل العامة

سلاسل الطبقة الثانية المتوافقة مع EVM

وكحل لتوسيع نطاق إيثريوم، تعد الطبقة الثانية مكملة لإيثريوم بدلًا من منافستها. جميع سلاسل الطبقة الثانية متوافقة مع EVM، مع مستوى أعلى من التوافق مقارنة بالطبقة الأولى. لكي تتوافق الطبقة الثانية مع EVM، لدينا حلان: توافق EVM ومعادلة EVM.

تتوافق سلاسل الطبقة الثانية المبكرة مع EVM، وهو ما يشبه توافق EVM لسلاسل الطبقة الأولى. يمكن نشر العقود الذكية على طبقة Ethereum 1 على الطبقة الثانية من خلال إجراء بعض التعديلات. على سبيل المثال، Unipig، التي أطلقتها شركة Optimism، هي إعادة بناء كاملة لكود Uniswap. يتم اعتباره Uniswap في الطبقة الثانية.

هناك بعض القيود على توافق EVM. عند تطوير العقود الذكية على سلسلة متوافقة مع EVM، قد لا تتوفر بعض أدوات وأطر التطوير القائمة على EVM. بالإضافة إلى ذلك، بالنسبة للعقود الذكية التي تم ترتيبها في الأصل في الطبقة الأولى، لا يزال المطورون بحاجة إلى إجراء بعض التعديلات حتى يمكن تشغيل العقود الذكية بسلاسة على سلسلة البلوكشين المتوافقة مع EVM.

يهدف تكافؤ EVM إلى منح المطورين نفس التجربة بالضبط عند تطوير العقود الذكية في الطبقة الثانية كما هو الحال في طبقة Ethereum 1. وقد أفاد ذلك مطوري Layer2 بشكل كبير، كما أدى إلى تحسين كفاءة التطوير وتوفير تكاليف التطوير وصيانة الكود على أساس توافق EVM.

في الوقت الحالي، حققت حلول الطبقة الثانية السائدة، مثل Artbitrum و Optimism و Metis، معادلة EVM. يمكن لمعادلة EVM نقل ميزات Ethereum بشكل أفضل إلى الطبقة الثانية، بهدف تقليل تكلفة التطوير والترحيل الناتجة عن التوسع. من المتوقع أن تصبح معادلة EVM المعيار الرئيسي للطبقة الثانية في المستقبل، وستواجه العديد من حلول الطبقة الثانية سباقًا شرسًا حول معادلة EVM.

الخاتمة

EVM هو الأساس الذي يحافظ على تشغيل إيثريوم. ومع ترسيخ هيمنة إيثريوم، اتبعت السلاسل العامة الرئيسية وسلاسل الطبقة الثانية مفهوم التصميم الأساسي لـ EVM أو أصبحت متوافقة معه. لذلك، كان لـ EVM بالتأكيد تأثير عميق على البلوكشين بأكمله. تأتي EVM نفسها مع العديد من المشاكل، مما يجعل من الصعب على السلاسل الجديدة أن تكون متوافقة مع EVM. على الرغم من ذلك، يعمل المطورون بجد لإجراء تحسينات، مما سهل بشكل كبير ظهور العديد من السلاسل العامة الأخرى.