Máy ảo Ethereum (EVM) là gì?

Mạng chuỗi khối Ethereum là nơi lần đầu tiên ý tưởng về các hợp đồng thông minh được đề xuất. Ethereum cung cấp khuôn khổ để lắp ráp và thực hiện nhiều hợp đồng thông minh như thế nào? Máy ảo Ethereum, hay EVM, sẽ là giải pháp. Máy ảo Ethereum đóng vai trò gì trong các ứng dụng dựa trên blockchain? Tương tự như những thách thức trong việc xác định đám mây, không thể mô tả biểu hiện vật lý của EVM.

Tuy nhiên, nó vẫn là một thực thể duy nhất và được duy trì bởi hàng chục nghìn máy tính được kết nối với nhau. Giao thức Ethereum cung cấp một môi trường cho tất cả các tài khoản và hợp đồng thông minh Ethereum, đồng thời đảm bảo tính liên tục, tính bất biến và hoạt động trơn tru của cỗ máy ở trạng thái đặc biệt.

Đối với bất kỳ khối cụ thể nào trong chuỗi Ethereum, chỉ có một trạng thái ‘chính tắc’ tồn tại trong toàn chuỗi. Điều quan trọng cần nhớ là EVM xác định các nguyên tắc để tính toán trạng thái hợp lệ mới từ khối này sang khối tiếp theo. Bài viết sau đây, BlockchainWork sẽ cung cấp giải thích kỹ lưỡng về cách thức hoạt động của EVM, cùng với những ưu điểm và nhược điểm của nó. 

>>> Xem thêm: Hashing (hàm băm) là gì – Tìm hiểu về cách thức hoạt động của hàm băm – BlockchainWork

Hiểu về máy ảo Ethereum

EVM (Máy ảo Ethereum) thường được coi là một trong những thành phần cơ bản giúp Ethereum hoạt động. Nó có thể so sánh với trái tim con người, bơm máu đi khắp cơ thể để cung cấp oxy và các chất dinh dưỡng thiết yếu khác.

EVM cung cấp nền tảng để phát triển và triển khai dApps cũng như hợp đồng thông minh được viết bằng ngôn ngữ lập trình Solidity. Các nhà phát triển sử dụng Máy ảo Ethereum, hay EVM, làm “máy tính ảo” hoặc nền tảng phần mềm để xây dựng các ứng dụng phi tập trung. Ngoài ra, EVM có thể hữu ích cho việc triển khai và thực hiện các hợp đồng thông minh trên mạng Ethereum.

Lịch sử của máy ảo Ethereum

Lịch sử của máy ảo Ethereum

Phần lớn người dùng Ethereum chắc hẳn đã bắt gặp Máy ảo Ethereum tại một thời điểm nào đó. Thật thú vị khi tìm hiểu về lịch sử của EVM có thể giúp bạn hiểu rõ hơn về nó cũng như cách thức hoạt động của nó.

Mọi thứ bắt đầu từ đâu? Vitalik Buterin, người đứng sau Ethereum, đã khẳng định rằng BitTorrent là một trong những dApps đầu tiên. Bram Cohen đã tạo ra BitTorrent vào năm 2001, và bất chấp thời gian trôi qua và nhiều nỗ lực để tắt nó, giao thức chia sẻ tệp vẫn được sử dụng cho đến ngày nay. 

Mạng máy tính toàn cầu tạo nên BitTorrent tương tự như “EVM trong tiền điện tử là gì” về vấn đề này. Điều tương tự cũng đúng với Máy ảo Ethereum nếu bạn thực sự muốn dừng BitTorrent: bạn phải tắt mọi máy tính trên hành tinh. Bạn có nhận thấy BitTorrent và Máy ảo Ethereum giống nhau như thế nào không? Cả hai đều là thiết bị ảo vô hạn không có ranh giới vật lý.

Máy ảo Ethereum là nền tảng hoàn hảo cho người mới vì nó không yêu cầu bất kỳ cấu trúc phần cứng phức tạp nào. Mặt khác, để hiểu thêm về mã tương thích với EVM và Máy ảo Ethereum, bạn phải tìm hiểu về byte, ngăn xếp và nhiều khái niệm chuỗi khối khác, bao gồm bằng chứng cổ phần và hàm băm.

EVM là sổ cái phân tán hay máy trạng thái?

Có những câu hỏi về kết nối của Máy ảo Ethereum với sổ cái phân tán Ethereum vì nó được định nghĩa là một máy trạng thái. Mục tiêu chính của việc triển khai Máy ảo Ethereum là xác định trạng thái của các khối Ethereum. EVM tương tự như các mạng dựa trên chuỗi khối khác ở chỗ chúng sử dụng sổ cái phân tán để quản lý cơ sở dữ liệu được sử dụng để hỗ trợ các giao dịch. Các EVM có chức năng hợp đồng thông minh thậm chí còn thêm một lớp chức năng khác lên trên lớp sổ cái phân tán. Lớp thứ hai thường được gọi là “máy trạng thái phân tán”.

Sổ cái phân tán là một thuật ngữ phổ biến cho các mạng blockchain như Bitcoin hoặc Ethereum. Các mạng blockchain này phù hợp nhất để cung cấp tiền tệ phi tập trung nhờ vào việc sử dụng các thành phần mã hóa chính của blockchain. Sổ cái phân tán sẽ theo dõi các giao dịch và các hành vi khác theo các quy tắc được xác định trước để điều chỉnh các quyền và hành vi của người dùng trên sổ cái. Tất cả các giao dịch trên Bitcoin và các mạng blockchain khác phải tuân thủ các quy tắc.

Ether, một loại tiền gốc của Ethereum, được khen ngợi vì đã áp dụng các nguyên tắc logic, chính xác để kiểm soát blockchain. Đồng thời, Ethereum cũng đảm bảo chức năng tự động hóa mạnh mẽ thông qua các hợp đồng thông minh. Giờ đây, bạn có thể nhận ra blockchain EVM của Ethereum dưới dạng máy trạng thái phân tán.

Trạng thái Ethereum là một cấu trúc dữ liệu khá lớn có thể lưu trữ tất cả số dư, tài khoản và trạng thái máy. Một bộ quy tắc nhất định có thể khiến trạng thái máy thay đổi từ khối này sang khối khác. Ngoài ra, trạng thái máy có thể hưởng lợi nhiều nhất từ tính linh hoạt trong việc thực thi bất kỳ mã máy nào. EVM phác thảo các quy định tiềm năng cho việc chuyển đổi trạng thái từ khối này sang khối khác.

>> Xem thêm: Ethererum là gì? Giải thích và minh họa Ethereum dễ hiểu

Các chức năng của EVM

Nói một cách đơn giản nhất, Máy ảo Ethereum đóng vai trò là cơ sở dữ liệu khá lớn để theo dõi tất cả các tài khoản và số dư trên blockchain Ethereum. EVM cũng hoạt động như một trạng thái máy, có khả năng chạy mã máy và tự thay đổi để đáp ứng việc đưa các khối mới vào sổ cái chuỗi khối.

Máy ảo Ethereum hoạt động như một máy tính phi tập trung và có thể được xem vừa là nền tảng phần mềm vừa là công cụ xử lý. EVM có thể được các lập trình viên sử dụng để tạo dApps, giải pháp DeFi và nhiều ứng dụng tiền điện tử khác, bao gồm các trò chơi chơi để kiếm tiền và thị trường NFT như OpenSea. Thật thú vị khi lưu ý rằng các nhà phát triển có thể tạo dApps trên Ethereum bằng ngôn ngữ lập trình Solidity tương thích với EVM mà không cần chuyển đổi giữa các nền tảng hoặc ngôn ngữ lập trình nhờ EVM.

Hướng dẫn về Máy ảo Ethereum sẽ giúp làm rõ tầm quan trọng của EVM đối với mạng Ethereum. Đây là một yếu tố quan trọng của mạng Ethereum chịu trách nhiệm triển khai và thực hiện các hợp đồng thông minh. Một mạng ngang hàng rộng lớn được tạo thành từ một số nút được kết nối với nhau tạo nên chuỗi khối Ethereum. Nhiệm vụ duy trì tính bảo mật và ổn định của toàn bộ hệ sinh thái chuỗi khối thuộc về mỗi nút. Để thực hiện nghĩa vụ của mình và duy trì sự đồng thuận trên mạng chuỗi khối Ethereum, các nút phải dựa vào EVM.

Hoạt động của EVM

Hoạt động của EVM là một trong những truy vấn đáng chú ý đi kèm với bản tải xuống Máy ảo Ethereum. Bởi vì nó có thể tạo ra kết quả xác định cho bất kỳ đầu vào cụ thể nào, Máy ảo Ethereum hoạt động chính xác như một hàm toán học. Trên thực tế, mô tả chính thức sau đây về Ethereum sử dụng chức năng chuyển đổi trạng thái:

Y(S, T) = S’

Trong trường hợp này, hàm chuyển đổi trạng thái Y có thể áp dụng cho tập hợp các giao dịch hợp lệ mới, được ký hiệu là T và trạng thái hợp lệ cũ, được ký hiệu là S. Hàm chuyển đổi trạng thái bây giờ xây dựng trạng thái đầu ra mới, S’, bằng cách sử dụng hai phần tử là Y(S,T).

Trạng thái và giao dịch là hai thành phần nổi bật trong phần giải thích về cách thức hoạt động của Máy ảo Ethereum. Trạng thái trong EVM là một cấu trúc dữ liệu lớn còn được gọi là Merkle Patricia Trie đã sửa đổi. Cấu trúc dữ liệu theo dõi tất cả các tài khoản được liên kết với nhau thông qua các giá trị băm. Ngoài ra, một hàm băm gốc cụ thể trên chuỗi khối Ethereum có thể được kết nối với trạng thái trong các chức năng chuỗi khối EVM.

Giao dịch là một thành phần quan trọng khác hiển nhiên trong hoạt động của EVM. Giao dịch là các lệnh đến từ các tài khoản khác nhau có chữ ký số. EVM cho phép hai loại giao dịch khác nhau, loại thứ nhất liên quan đến cuộc gọi tin nhắn và loại thứ hai liên quan đến việc hình thành hợp đồng. Khi một hợp đồng được tạo, một tài khoản hợp đồng mới chứa mã byte hợp đồng thông minh đã biên dịch có thể được tạo. Khi một tài khoản khác gửi một cuộc gọi tin nhắn đến hợp đồng có liên quan, hợp đồng sẽ thực thi mã byte đặc trưng.

Hoạt động của hướng dẫn EVM

Các hướng dẫn của Máy ảo Ethereum cũng sẽ được nhấn mạnh trong phần giải thích về cách thức hoạt động của nó. Phần thực thi của Máy ảo Ethereum được thực hiện bởi một máy xếp chồng với độ sâu khoảng 1024 mục. Vì mọi thành phần của máy ngăn xếp là một từ 256-bit nên mật mã 256-bit sẽ dễ sử dụng hơn. Chẳng hạn, việc thực thi EVM tránh được các sự cố với hàm băm Keccak-256 hoặc chữ ký secp256k1.

EVM cung cấp một bộ nhớ tạm thời dưới dạng một mảng byte được đánh địa chỉ từ trong quá trình thực thi. Giữa các giao dịch, bộ nhớ tạm thời biến mất. Tuy nhiên, các hợp đồng bao gồm một mảng từ có thể định địa chỉ bằng từ hoạt động như bộ lưu trữ Merkle Patricia. Cả tài khoản liên quan và trạng thái toàn cầu đều được liên kết với trie lưu trữ. Sau đó, mã byte được biên dịch được thực thi sẽ có hình dạng của nhiều mã opcode khác nhau. EVM cũng có thể kết hợp một số hoạt động ngăn xếp tập trung vào chuỗi khối.

Opcode là gì?

Với khoảng 150 Opcode riêng biệt có sẵn trong Ethereum vào thời điểm hiện tại, chúng là một trong những thành phần thiết yếu của bất kỳ triển khai Máy ảo Ethereum nào. Việc EVM được công nhận là một hệ thống Turing Complete cho thấy tầm quan trọng của opcodes trong việc hiểu EVM. Do khả năng thực thi các lệnh cấp máy hoặc opcode, EVM được coi là một hệ thống Turing Complete.

Các opcode mà EVM hỗ trợ cho phép nó thực hiện các tác vụ cụ thể liên quan đến hợp đồng thông minh hoặc giao dịch tiền điện tử EVM. Opcodes có thể được sử dụng hiệu quả cho nhiều hoạt động khác nhau, chẳng hạn như truy xuất thông tin khối, ghi dữ liệu và số học. Điều quan trọng cần lưu ý là opcodes, thứ có thể hỗ trợ các nhà phát triển tạo hợp đồng thông minh và tương tác với chúng một cách dễ dàng, không được lập trình trực tiếp trong EVM.

Lợi ích của máy ảo Ethereum

Ưu điểm của EVM phải được xem xét trong hướng dẫn tải xuống cho Máy ảo Ethereum. Các chuỗi khối tương thích với EVM là một ví dụ rõ ràng về một trong những lợi ích nổi bật nhất của Máy ảo Ethereum. Các vấn đề về giao dịch bị trì hoãn và chi phí gas cao đã phát sinh khi Ethereum trở thành một nền tảng phổ biến để tạo dApps.

Do đó, các nhà phát triển đã chọn xây dựng dApps trên các mạng chuỗi khối thay thế thiếu quyền. Có thể kích hoạt khả năng tương tác giữa các dApp và các mạng chuỗi khối khác bằng cách sử dụng các chuỗi khối tương thích với EVM. Avalanche, Tron, Cardano và Polygon là một vài thương hiệu nổi tiếng trong hệ sinh thái blockchain tương thích với EVM.

Ngoài khả năng tương thích của chuỗi khối EVM, còn có những lợi thế khác mà bạn có thể khám phá. Người dùng có thể hưởng lợi từ việc chuyển tài sản dễ dàng giữa các mạng EVM và tính di động được cải thiện của dApps. Ngoài ra, khả năng tương thích có thể đảm bảo các rào cản gia nhập thấp hơn cho các nhà phát triển Ethereum.

Các trường hợp sử dụng EVM

Bạn có thể hiểu rõ hơn về các ứng dụng tiềm năng của EVM nếu bạn đã quen thuộc với cách thức hoạt động của nó. Làm thế nào để nó thúc đẩy các dự án trong thế giới thực? Tiền điện tử EVM là gì? Có thể được trả lời bằng cách xem các đồng tiền ERC-20 được tạo bởi các hợp đồng thông minh. Việc đặt tên, phân phối và giám sát mã thông báo được hỗ trợ bởi cấu trúc dữ liệu được kết nối với hợp đồng thông minh cho mã thông báo ERC-20. Thật thú vị khi lưu ý rằng mã thông báo ERC-20 có các mục đích sử dụng bổ sung ngoài việc được sử dụng làm tiền điện tử EVM. Đồng tiền ERC-721, đã thúc đẩy sự phát triển của NFT, cũng được bao gồm trong phạm vi của EVM. Các trường hợp sử dụng EVM khác bao gồm tham chiếu đến DAO, cung cấp một cấu trúc tổ chức riêng biệt.

Kết luận

EVM cũng có thể được coi là một nền tảng linh hoạt và thân thiện với người dùng để phát triển và triển khai các hợp đồng thông minh. Cách mà EVM hoạt động như một máy trạng thái để tạo ra trạng thái đầu ra mới thông qua chức năng chuyển đổi liên quan đến các giao dịch và trạng thái. BlockchainWork hy vọng bài viết này có thể mang đến cho bạn những hiểu biết chi tiết hơn về máy ảo Ethereum.

BlockchainWork tổng hợp

• Tìm hiểu thêm về BlockchainWork tại website: https://blockchainwork.net/
• Ứng viên nắm bắt cơ hội việc làm tại đây: https://blockchainwork.net/candidate-signup
• Nhà tuyển dụng kết nối các tài năng trẻ tại đây: https://blockchainwork.net/employer-signup

>> Có thể bạn quan tâm:

• Thuật toán đồng thuận và vai trò của nó đối với tiền điện tử
• Layer 1 là gì?
• UTXO là gì?