درک ماشین مجازی اتریوم (EVM)؛ قلب تپنده اکوسیستم اتریوم

تکنولوژی بلاکچین، انقلابی در دنیای فناوری و اقتصاد به‌پا کرده و مفهوم جدیدی از اعتماد غیرمتمرکز را معرفی کرده است. در بین پلتفرم‌های بلاکچینی مختلف، اتریوم، با قابلیت پشتیبانی از قراردادهای هوشمند، از محبوبیت و اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. هسته مرکزی این قابلیت‌ها در اتریوم، ماشین مجازی آن، موسوم به Ethereum Virtual Machine یا به اختصار EVM است.

ماشین مجازی اتریوم، محیطی امن و مطمئن برای اجرای قراردادهای هوشمند و برنامه‌های غیرمتمرکز فراهم می‌کند و سنگ بنای زیرساخت‌های مالی غیرمتمرکز (DeFi) و کاربردهای نوآورانه دیگر در اکوسیستم بلاکچین محسوب می‌شود. در این مقاله، ضمن بررسی مفهوم ماشین مجازی و آشنایی کامل با ماشین مجازی اتریوم و ویژگی‌های آن، به کاربردها، مزایا و محدودیت‌های آن نیز می‌پردازیم.

تعریف ماشین مجازی (Virtual Machine یا VM)

پیش از پرداختن به جزئیات ماشین مجازی اتریوم، لازم است با مفهوم کلی ماشین مجازی آشنا شویم. یک ماشین مجازی یا VM، محیطی نرم‌افزاری است که قادر به شبیه‌سازی یک رایانه فیزیکی و اجرای برنامه‌ها و سیستم‌عامل‌ها روی آن است.

به‌طور دقیق‌تر:

• ماشین مجازی، یک انتزاع نرم‌افزاری از سخت‌افزار فیزیکی رایانه است.
• چندین ماشین مجازی می‌توانند به‌صورت همزمان روی یک سخت‌افزار فیزیکی اجرا شوند.
• هر ماشین مجازی به‌عنوان یک رایانه مجزا عمل می‌کند و منابع سخت‌افزاری (مانند پردازنده، حافظه و ذخیره‌سازی) را برای خود شبیه‌سازی می‌کند.
• ماشین مجازی توسط یک برنامه‌ نظارتی به‌نام Hypervisor مدیریت می‌شود که وظیفه تخصیص منابع و ایزوله کردن ماشین‌های مجازی از یکدیگر را بر عهده دارد.

کاربرد اصلی ماشین‌های مجازی در مواردی مانند مجازی‌سازی سرورها، تست و توسعه برنامه‌ها در محیط‌های کنترل‌شده و اجرای همزمان چندین سیستم‌عامل روی یک سخت‌افزار واحد است. استفاده از ماشین‌های مجازی، انعطاف‌پذیری، مقیاس‌پذیری و امنیت را در زیرساخت‌های رایانشی افزایش می‌دهد.

ماشین مجازی اتریوم (Ethereum Virtual Machine) چیست؟

ماشین مجازی اتریوم (EVM) قلب تپنده‌ی شبکه اتریوم است که وظیفه‌ی اجرای قراردادهای هوشمند و پردازش تراکنش‌ها را بر عهده دارد. EVM یک ماشین مجازی سطح بالا و مبتنی بر stack است که به‌صورت کاملاً ایزوله و مجزا از شبکه، فایل‌سیستم یا سایر پردازش‌های در حال انجام بر روی کامپیوتر میزبان اجرا می‌شود.

در واقع، هر نود (گره) در شبکه اتریوم، یک کپی از EVM را اجرا می‌کند تا اجماع و یکپارچگی در اجرای قراردادها و تأیید تراکنش‌ها حفظ شود. این بدان معناست که هر تغییر در وضعیت اتریوم، ناشی از اجرای تراکنش‌ها یا قراردادهای هوشمند، باید توسط تمام EVM های موجود در شبکه تأیید شود.

برخی از ویژگی‌های کلیدی ماشین مجازی اتریوم عبارتند از:

سیستم مبتنی بر stack: EVM یک ماشین مجازی مبتنی بر stack با عمق 1024 آیتم است. این بدان معناست که تمام عملیات محاسباتی با push و pop کردن داده‌ها بر روی stack انجام می‌شود.

عملیات مبتنی بر Opcode: دستورات EVM با استفاده از Opcode ها تعریف می‌شوند. هر Opcode یک عملیات خاص مانند محاسبات، مقایسه‌ها، ذخیره‌سازی و بارگذاری داده‌ها را نشان می‌دهد.

محدودیت گس (Gas): هر عملیات در EVM، مقدار مشخصی گس مصرف می‌کند. گس، واحدی برای محاسبه هزینه محاسبات و ذخیره‌سازی در اتریوم است و از اتلاف منابع یا حلقه‌های بی‌نهایت در کد جلوگیری می‌کند.

قابلیت تعامل با بلاکچین: EVM به داده‌های موجود در بلاکچین اتریوم، مانند موجودی حساب‌ها، دسترسی دارد و می‌تواند با فراخوانی سایر قراردادهای هوشمند، با آن‌ها تعامل داشته باشد.

محیط اجرای ایزوله: هر نمونه از EVM کاملاً ایزوله است و به فایل‌سیستم یا شبکه دسترسی مستقیم ندارد. این ویژگی از دستکاری یا تداخل برنامه‌های مخرب با اجرای سایر قراردادهای هوشمند جلوگیری می‌کند.

قراردادهای هوشمند معمولاً با استفاده از زبان‌های سطح بالا مانند Solidity نوشته می‌شوند و سپس به بایت‌کد EVM کامپایل می‌شوند. این بایت‌کد، دستورالعمل‌های قابل اجرا توسط EVM را شامل می‌شود. هنگامی که یک تراکنش فراخوانی یک قرارداد هوشمند را ارسال می‌کند، EVM بایت‌کد مربوطه را اجرا کرده و وضعیت اتریوم را بر اساس منطق تعریف شده در قرارداد به‌روز می‌کند.

ماشین مجازی اتریوم، با فراهم آوردن یک محیط اجرای ایمن، قابل اعتماد و مقیاس‌پذیر برای قراردادهای هوشمند، نقشی محوری در تحقق قابلیت‌های نوآورانه اتریوم ایفا می‌کند و به‌عنوان موتور محرک توسعه برنامه‌های غیرمتمرکز (DApps) عمل می‌کند.

ویژگی‌ها و توانمندی‌های ماشین مجازی اتریوم

ماشین مجازی اتریوم، با برخورداری از ویژگی‌ها و قابلیت‌های پیشرفته، بستری قدرتمند و انعطاف‌پذیر را برای توسعه قراردادهای هوشمند و برنامه‌های غیرمتمرکز فراهم می‌کند:

قابلیت برنامه‌نویسی تورینگ کامل

یکی از برجسته‌ترین ویژگی‌های ماشین مجازی اتریوم، قابلیت برنامه‌نویسی تورینگ کامل آن است. به‌زبان ساده، این بدان معناست که EVM قادر به محاسبه هر تابعی است که یک ماشین تورینگ بتواند محاسبه کند. این ویژگی به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا الگوریتم‌ها و منطق‌های پیچیده را در قالب قراردادهای هوشمند پیاده‌سازی کنند.

با وجود مزایای قابلیت تورینگ کامل، این ویژگی پتانسیل ایجاد حلقه‌های بی‌نهایت و کدهای مخرب را نیز به همراه دارد. برای مقابله با این مشکل، اتریوم از مکانیزم “گس” (Gas) استفاده می‌کند که در ادامه به تفصیل در مورد آن صحبت خواهیم کرد.

سیستم گس و کارمزد تراکنش‌ها

یکی از نوآوری‌های کلیدی اتریوم، معرفی مفهوم “گس” برای کنترل و محدود کردن منابع مصرفی در شبکه است. در اتریوم، هر عملیات محاسباتی یا ذخیره‌سازی در EVM، مقدار مشخصی گس مصرف می‌کند. کاربران باید برای تراکنش‌های خود، مقدار گس مورد نیاز را پرداخت کنند تا تراکنش آن‌ها در شبکه پردازش شود.

مزایای سیستم گس به شرح زیر است:

جلوگیری از حلقه‌های بی‌نهایت: با تخصیص مقدار محدودی گس به هر تراکنش، از ایجاد حلقه‌های بی‌نهایت و هنگ کردن شبکه جلوگیری می‌شود.

تخصیص عادلانه منابع: کاربرانی که تراکنش‌های پیچیده‌تر و پرمصرف‌تری دارند، باید گس بیشتری پرداخت کنند. این امر باعث تخصیص عادلانه منابع محاسباتی می‌شود.

انگیزه برای بهینه‌سازی کد: توسعه‌دهندگان تشویق می‌شوند تا کدهای خود را بهینه‌سازی کنند تا گس کمتری مصرف شود و کارمزد تراکنش‌ها کاهش یابد.

کارمزد پویا: با تغییر قیمت گس بر اساس تقاضای شبکه، می‌توان در زمان شلوغی شبکه، کارمزدها را افزایش داد تا از ازدحام جلوگیری شود.

مکانیزم گس، نقشی اساسی در حفظ امنیت، پایداری و مقیاس‌پذیری شبکه اتریوم ایفا می‌کند و از سوءاستفاده از منابع محاسباتی جلوگیری می‌کند.

اجرای ایمن و ایزوله‌ی قراردادهای هوشمند

یکی از اصلی‌ترین مسئولیت‌های ماشین مجازی اتریوم، فراهم آوردن یک محیط اجرای ایمن و مطمئن برای قراردادهای هوشمند است. EVM با اجرای ایزوله و محافظت شده‌ی کد قراردادها، از بروز تداخل، دستکاری یا تأثیرات ناخواسته بر سایر بخش‌های شبکه جلوگیری می‌کند.

برخی از ویژگی‌های کلیدی اجرای ایمن در EVM عبارتند از:

حافظه ایزوله: هر نمونه از EVM، حافظه مخصوص به خود را دارد و نمی‌تواند به حافظه سایر نمونه‌ها دسترسی داشته باشد. این امر از دستکاری داده‌های بین قراردادها جلوگیری می‌کند.

عدم دسترسی به منابع خارجی: EVM به فایل‌سیستم، شبکه یا منابع خارجی دسترسی ندارد. تنها راه تعامل با دنیای خارج، از طریق رابط‌های از پیش تعریف شده در بلاکچین است.

اعتبارسنجی تراکنش‌ها: تمام تراکنش‌های مربوط به قراردادهای هوشمند، قبل از اجرا در EVM، از نظر صحت و رعایت قوانین اعتبارسنجی می‌شوند.

رفع آسیب‌پذیری‌ها: هر گونه باگ یا آسیب‌پذیری در کد قراردادها، تنها بر همان قرارداد تأثیر می‌گذارد و به کل شبکه سرایت نمی‌کند.

با اجرای ایزوله و محافظت شده قراردادهای هوشمند، EVM از یکپارچگی و امنیت اکوسیستم اتریوم محافظت می‌کند و اعتماد کاربران را به پلتفرم جلب می‌نماید.

بیشتر بخوانید: قرارداد هوشمند چیست

دسترسی به بلاکچین اتریوم و وضعیت شبکه

ماشین مجازی اتریوم، قابلیت تعامل گسترده با بلاکچین اتریوم و داده‌های موجود در آن را برای قراردادهای هوشمند فراهم می‌کند. توسعه‌دهندگان می‌توانند با استفاده از توابع و دستورات خاص، به اطلاعاتی مانند موجودی حساب‌ها، داده‌های قراردادها، تاریخچه تراکنش‌ها و سایر پارامترهای شبکه دسترسی داشته باشند.

دسترسی گسترده ماشین مجازی اتریوم به داده‌های بلاکچین، بستر لازم را برای خلق قراردادهای هوشمند پیچیده و برنامه‌های کاربردی نوآورانه فراهم می‌کند و به توسعه‌دهندگان در ساخت راه‌حل‌های غیرمتمرکز کمک شایانی می‌نماید.

کاربردهای ماشین مجازی اتریوم

با توجه به ویژگی‌ها و قابلیت‌های منحصر به فرد ماشین مجازی اتریوم، این پلتفرم کاربردهای گسترده و متنوعی در حوزه‌های مختلف پیدا کرده است. در ادامه، به برخی از مهم‌ترین کاربردهای EVM اشاره خواهیم کرد:

توسعه‌ی قراردادهای هوشمند

قراردادهای هوشمند، با حذف واسطه‌ها و نیاز به اعتماد به طرف سوم، فرایندها را ساده‌تر، سریع‌تر و کم‌هزینه‌تر می‌کنند. با اجرای خودکار شرایط قرارداد، از بروز اختلافات و نیاز به مداخله انسانی جلوگیری می‌شود. همچنین، شفافیت و غیرقابل تغییر بودن قراردادهای هوشمند، اعتماد و اطمینان بین طرفین را افزایش می‌دهد.

ساخت برنامه‌های غیرمتمرکز (DApps)

ماشین مجازی اتریوم، بستر اصلی برای ساخت و اجرای برنامه‌های غیرمتمرکز (DApps) است. برنامه‌های غیرمتمرکز، نرم‌افزارهایی هستند که بر روی شبکه‌ای از کامپیوترها به جای یک سرور مرکزی اجرا می‌شوند. این برنامه‌ها، ویژگی‌هایی مانند تحمل خطا، مقاومت در برابر سانسور، شفافیت و عدم نیاز به اعتماد را ارائه می‌دهند.

بیشتر بخوانید: DApp چیست

پیاده‌سازی توکن‌های دیجیتال

یکی دیگر از کاربردهای اصلی EVM، پیاده‌سازی و مدیریت توکن‌های دیجیتال است. توکن‌های دیجیتال، نوعی دارایی دیجیتال هستند که بر روی بلاکچین ساخته می‌شوند و می‌توانند نماینده‌ی انواع مختلفی از ارزش، مانند پول، سهام، امتیاز وفاداری یا دارایی‌های دیگر باشند.

با استفاده از استانداردهایی مانند ERC-20 یا ERC-721، توسعه‌دهندگان می‌توانند به راحتی توکن‌های سفارشی خود را بر روی اتریوم ایجاد کنند. این توکن‌ها قابلیت تعامل با سایر قراردادهای هوشمند را دارند و می‌توانند برای سرمایه‌گذاری، پرداخت‌ها یا حتی استفاده در برنامه‌های غیرمتمرکز به کار گرفته شوند.

پیاده‌سازی توکن‌ها بر روی اتریوم، مزایایی مانند امنیت، شفافیت، قابلیت تعویض و دسترسی جهانی را به همراه دارد. همچنین، با وجود اکوسیستم گسترده‌ی اتریوم و پشتیبانی کیف پول‌ها و صرافی‌های متعدد، توکن‌های مبتنی بر اتریوم به راحتی قابل معامله و استفاده هستند.

مزایای استفاده از ماشین مجازی اتریوم

قابلیت همکاری و سازگاری بین پروژه‌های مختلف: یکی از برجسته‌ترین مزایای ماشین مجازی اتریوم، ایجاد یک بستر مشترک و استاندارد برای توسعه و تعامل بین پروژه‌های مختلف است. با استفاده از EVM، پروژه‌های مختلف می‌توانند از یک زبان برنامه‌نویسی مشترک (Solidity) و مجموعه‌ای از استانداردها و پروتکل‌ها استفاده کنند.

این قابلیت همکاری، امکان ایجاد اکوسیستمی یکپارچه و به هم پیوسته از قراردادهای هوشمند و برنامه‌های غیرمتمرکز را فراهم می‌کند. پروژه‌های مختلف می‌توانند از خدمات و توابع یکدیگر استفاده کنند، داده‌ها را به اشتراک بگذارند و به صورت مشترک روی راه‌حل‌های جامع‌تر کار کنند. این امر منجر به صرفه‌جویی در زمان و هزینه، بهبود کارایی و تسریع در نوآوری می‌شود.

امنیت و مقیاس‌پذیری: ماشین مجازی اتریوم، با اجرای ایزوله و محافظت شده‌ی قراردادهای هوشمند، سطح بالایی از امنیت را ارائه می‌دهد. هر قرارداد هوشمند در محیطی مجزا اجرا می‌شود و دسترسی محدودی به منابع خارجی دارد. این امر از بروز حملات و آسیب‌پذیری‌های امنیتی جلوگیری می‌کند و از یکپارچگی داده‌ها و دارایی‌های دیجیتال محافظت می‌کند.

همچنین، مکانیزم اجماع اتریوم و استفاده از الگوریتم‌های رمزنگاری پیشرفته، از تغییر غیرمجاز تراکنش‌ها و دستکاری داده‌ها جلوگیری می‌کند. با وجود شبکه‌ای گسترده از نودهای validatore، اتریوم در برابر حملات و خرابکاری‌ها مقاوم است.

از نظر مقیاس‌پذیری نیز، اتریوم با چالش‌هایی مواجه بوده است، اما راه‌حل‌هایی مانند شاردینگ (Sharding) و استفاده از لایه‌های دوم مانند کانال‌های حالت (State Channels) و زنجیره‌های جانبی (Sidechains) در حال توسعه هستند تا توان پردازش تراکنش‌ها را افزایش دهند.

سادگی و سرعت توسعه: یکی دیگر از مزایای بارز ماشین مجازی اتریوم، سادگی و سرعت بالای توسعه قراردادهای هوشمند و برنامه‌های غیرمتمرکز است. زبان برنامه‌نویسی Solidity، که برای نوشتن قراردادهای هوشمند در اتریوم طراحی شده است، دارای نحو شبیه به زبان‌های شی‌گرای محبوبی مانند JavaScript و C++ است. این امر یادگیری و تسلط بر Solidity را برای توسعه‌دهندگان آسان‌تر می‌کند.

همچنین، وجود ابزارها، کتابخانه‌ها و فریمورک‌های متنوع در اکوسیستم اتریوم، مانند Truffle ،OpenZeppelin و Remix، فرایند توسعه را تسهیل می‌کند. این ابزارها، امکاناتی مانند کامپایل خودکار، تست، دیباگ و استقرار قراردادها را فراهم می‌کنند و چرخه توسعه را سرعت می‌بخشند.

محدودیت‌ها و چالش‌های پیش روی ماشین مجازی اتریوم

محدودیت منابع محاسباتی و مشکل مقیاس‌پذیری: یکی از اصلی‌ترین چالش‌های پیش روی ماشین مجازی اتریوم، محدودیت منابع محاسباتی و مشکل مقیاس‌پذیری است. در حال حاضر، EVM برای حفظ امنیت و جلوگیری از حملات، محدودیت‌هایی را در میزان محاسبات و ذخیره‌سازی داده برای هر تراکنش اعمال می‌کند.

با افزایش تعداد کاربران و برنامه‌های مبتنی بر اتریوم، شبکه با افزایش حجم تراکنش‌ها مواجه می‌شود. این امر منجر به افزایش زمان تأیید تراکنش‌ها و هزینه‌های گس (کارمزد) می‌شود. در نتیجه، کاربران برای تأیید سریع‌تر تراکنش‌های خود باید کارمزد بالاتری بپردازند.

مشکل مقیاس‌پذیری، کاربرد اتریوم را در برنامه‌های پرتراکنش و زمان‌حساس با چالش مواجه می‌کند. برای مقابله با این مشکل، راه‌حل‌های مختلفی مانند شاردینگ و استفاده از لایه‌های دوم (مانند رول‌آپ‌ها و کانال‌های حالت) پیشنهاد شده‌اند که در حال توسعه و پیاده‌سازی هستند.

نیاز به بهینه‌سازی عملکرد و کارایی: یکی دیگر از چالش‌های ماشین مجازی اتریوم، نیاز به بهینه‌سازی عملکرد و کارایی است. EVM برای اجرای قراردادهای هوشمند با قابلیت تورینگ کامل طراحی شده است، اما این قابلیت با هزینه‌هایی از نظر سرعت و منابع محاسباتی همراه است.

در حال حاضر، EVM برای اجرای محاسبات پیچیده و پردازش داده‌های حجیم، کارایی کافی را ندارد. این محدودیت، کاربرد اتریوم را در برخی حوزه‌ها مانند بازی‌های آنلاین، پردازش ویدئو و هوش مصنوعی با چالش مواجه می‌کند.

برای بهبود کارایی EVM، پیشنهاداتی مانند استفاده از زبان‌های برنامه‌نویسی کارآمدتر (مانند eWASM)، بهینه‌سازی مفسر (Interpreter) و استفاده از تکنیک‌های افزایش سرعت اجرا (مانند JIT Compilation) مطرح شده‌اند.

چالش‌های امنیتی و آسیب‌پذیری قراردادهای هوشمند: اگرچه ماشین مجازی اتریوم از نظر طراحی، سطح بالایی از امنیت را ارائه می‌دهد، اما قراردادهای هوشمند همچنان در معرض آسیب‌پذیری‌ها و حملات احتمالی هستند. بسیاری از این آسیب‌پذیری‌ها ناشی از اشتباهات برنامه‌نویسی یا طراحی ضعیف قراردادها توسط توسعه‌دهندگان است.

برخی از آسیب‌پذیری‌های رایج در قراردادهای هوشمند عبارتند از:

آسیب‌پذیری Reentrancy: زمانی رخ می‌دهد که یک تابع قرارداد، قبل از تکمیل اجرای خود، با قراردادی دیگر تعامل می‌کند و منجر به فراخوانی مجدد تابع اصلی می‌شود. این آسیب‌پذیری می‌تواند منجر به دوبار خرج کردن (Double Spending) یا سرقت وجوه شود.

آسیب‌پذیری Integer Overflow/Underflow: زمانی رخ می‌دهد که نتیجه یک عملیات ریاضی خارج از محدوده مجاز نوع داده‌ای مورد استفاده باشد. این آسیب‌پذیری می‌تواند منجر به رفتارهای غیرمنتظره و اختلال در عملکرد قرارداد شود.

آسیب‌پذیری‌های مرتبط با کنترل دسترسی: زمانی رخ می‌دهد که کنترل دسترسی ضعیفی در قراردادها پیاده‌سازی شده باشد و اجازه دسترسی غیرمجاز به توابع یا متغیرهای حساس داده شود.

برای مقابله با این آسیب‌پذیری‌ها، رویکردهایی مانند ممیزی امنیتی قراردادها، استفاده از ابزارهای تحلیل ایستا برای شناسایی نقاط ضعف بالقوه و پیروی از الگوهای طراحی و استانداردهای امنیتی پیشنهاد شده‌اند. با این حال، تضمین امنیت کامل قراردادهای هوشمند همچنان یک چالش است و نیازمند تلاش مداوم جامعه توسعه‌دهندگان و پژوهشگران است.

شبکه‌های بلاکچینی سازگار با ماشین مجازی اتریوم

ماشین مجازی اتریوم (EVM) نه‌تنها هسته اصلی شبکه اتریوم است، بلکه به‌عنوان یک استاندارد صنعتی برای اجرای قراردادهای هوشمند و برنامه‌های غیرمتمرکز در حال ظهور است. بسیاری از شبکه‌های بلاکچینی دیگر، با هدف سازگاری و بهره‌مندی از مزایای اکوسیستم اتریوم، از ماشین مجازی اتریوم یا نسخه‌های سازگار با آن استفاده می‌کنند:

بایننس اسمارت چین (BSC): بایننس اسمارت چین (Binance Smart Chain) یک شبکه بلاکچینی موازی است که توسط صرافی بایننس ایجاد شده است. BSC با هدف ارائه یک پلتفرم مقیاس‌پذیر، کم‌هزینه و سریع برای اجرای قراردادهای هوشمند و برنامه‌های غیرمتمرکز طراحی شده است.

BSC از ماشین مجازی اتریوم سازگار (EVM-Compatible) استفاده می‌کند که به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد به راحتی قراردادهای هوشمند نوشته شده برای اتریوم را در BSC پیاده‌سازی و اجرا کنند. این سازگاری، مهاجرت آسان پروژه‌ها و برنامه‌های کاربردی از اتریوم به BSC را ممکن می‌سازد.

BSC از الگوریتم اجماع اثبات سهام اقتدارگرا (PoSA) استفاده می‌کند که ترکیبی از اثبات سهام (PoS) و اثبات اقتدار (PoA) است. این الگوریتم اجماع، دستیابی به اجماع سریع‌تر و کارایی بالاتر در پردازش تراکنش‌ها را ممکن می‌سازد.

پالیگان (Polygon): پالیگان (Polygon)، پیش‌تر با نام Matic Network شناخته می‌شد، یک راه‌حل مقیاس‌پذیری لایه 2 است که بر روی شبکه اتریوم ساخته شده است. هدف اصلی پالیگان، ارائه تراکنش‌های سریع، کم‌هزینه و نهایی‌شده فوری برای برنامه‌های غیرمتمرکز است.

پالیگان از ماشین مجازی اتریوم سازگار استفاده می‌کند و از زبان برنامه‌نویسی Solidity پشتیبانی می‌کند. این امر به معنای آن است که توسعه‌دهندگان می‌توانند قراردادهای هوشمند و برنامه‌های کاربردی موجود در اتریوم را با تغییرات کمی به پالیگان منتقل کنند.

پالیگان از فناوری پلاسما (Plasma) و زنجیره‌های جانبی (Sidechains) برای پردازش تراکنش‌ها در خارج از زنجیره اصلی اتریوم استفاده می‌کند. تراکنش‌ها در لایه 2 پالیگان پردازش می‌شوند و وضعیت نهایی در قالب یک تراکنش تجمیعی به زنجیره اصلی اتریوم ارسال می‌شود. این امر، مقیاس‌پذیری را بهبود می‌بخشد و هزینه‌های گس را کاهش می‌دهد.

آوالانچ (Avalanche): آوالانچ (Avalanche) یک پلتفرم قراردادهای هوشمند و برنامه‌های غیرمتمرکز است که با هدف ارائه مقیاس‌پذیری، سرعت و کارایی بالا طراحی شده است. آوالانچ از معماری چند زنجیره‌ای (Multi-Chain) استفاده می‌کند که شامل سه زنجیره متمایز است: زنجیره X برای مدیریت دارایی‌ها، زنجیره C برای اجرای قراردادهای هوشمند و زنجیره P برای هماهنگی و اعتبارسنجی.

آوالانچ، از طریق زنجیره C، از ماشین مجازی اتریوم سازگار پشتیبانی می‌کند. توسعه‌دهندگان می‌توانند قراردادهای هوشمند مبتنی بر Solidity را در آوالانچ پیاده‌سازی و اجرا کنند. این سازگاری، مهاجرت آسان پروژه‌ها و برنامه‌های کاربردی از اتریوم به آوالانچ را تسهیل می‌کند.

آوالانچ از الگوریتم اجماع استفاده می‌کند که مبتنی بر رأی‌گیری نمونه‌ای (Sampled Voting) است. این الگوریتم اجماع، دستیابی به نهایی‌شدن سریع تراکنش‌ها و مقیاس‌پذیری بالا را ممکن می‌سازد.

سازگاری این شبکه‌های بلاکچینی با ماشین مجازی اتریوم، نشان‌دهنده اهمیت و تأثیرگذاری EVM به‌عنوان یک استاندارد صنعتی است. این سازگاری، همکاری و تعامل بین شبکه‌های مختلف را تسهیل می‌کند و به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد بدون نیاز به یادگیری زبان‌ها یا ابزارهای جدید، برنامه‌های خود را در شبکه‌های متعدد پیاده‌سازی کنند. همچنین، پذیرش گسترده‌تر قراردادهای هوشمند و برنامه‌های غیرمتمرکز را ترغیب می‌کند و به رشد و توسعه اکوسیستم بلاکچین کمک می‌نماید.

نتیجه‌گیری

ماشین مجازی اتریوم (EVM) به‌عنوان هسته اصلی شبکه اتریوم و یکی از نوآورانه‌ترین دستاوردهای صنعت بلاکچین، تحولی عمیق در نحوه طراحی، پیاده‌سازی و اجرای برنامه‌های غیرمتمرکز ایجاد کرده است. با فراهم آوردن بستری قدرتمند، انعطاف‌پذیر و ایمن برای اجرای قراردادهای هوشمند، EVM زمینه را برای ظهور اکوسیستمی پویا و نوآورانه از برنامه‌های کاربردی در حوزه‌های مختلف فراهم کرده است. ماشین مجازی اتریوم با قابلیت‌ها و پتانسیل‌های بی‌نظیرش، نقشی محوری در تحقق چشم‌انداز یک آینده غیرمتمرکز، باز و مشارکتی ایفا می‌کند. با ادامه نوآوری و توسعه در این زمینه، می‌توان انتظار داشت که EVM همچنان در صدر فناوری‌های تحول‌آفرین در عصر دیجیتال باقی بماند و به شکل‌دهی مجدد صنایع، اقتصاد و جامعه ادامه دهد.

سوالات متداول

آیا برای توسعه برنامه‌های کاربردی مبتنی بر EVM، باید زبان برنامه‌نویسی جدیدی یاد بگیرم؟

پاسخ: لزوماً نیاز به یادگیری یک زبان برنامه‌نویسی کاملاً جدید نیست. EVM از زبان برنامه‌نویسی Solidity پشتیبانی می‌کند که شباهت‌های زیادی به زبان‌های شیء‌گرای محبوبی مانند JavaScript و ++C دارد. بنابراین، اگر با این زبان‌ها آشنایی دارید، یادگیری Solidity نسبتاً آسان خواهد بود. همچنین، ابزارها و فریمورک‌های متعددی برای تسهیل توسعه برنامه‌های مبتنی بر EVM وجود دارد.

آیا برنامه‌های کاربردی مبتنی بر EVM می‌توانند با سایر بلاکچین‌ها تعامل داشته باشند؟

پاسخ: بله، سازگاری و تعامل‌پذیری یکی از ویژگی‌های کلیدی EVM است. بسیاری از شبکه‌های بلاکچینی دیگر، مانند Binance Smart Chain، Polygon و Avalanche، از ماشین مجازی سازگار با EVM استفاده می‌کنند. این امر به معنای آن است که برنامه‌های کاربردی مبتنی بر EVM می‌توانند با این شبکه‌ها تعامل داشته باشند و از مزایای آن‌ها، مانند مقیاس‌پذیری و هزینه‌های پایین‌تر، بهره‌مند شوند.

آیا ماشین مجازی اتریوم محدودیت‌هایی دارد؟

پاسخ: بله، EVM فعلی با برخی محدودیت‌ها و چالش‌ها مواجه است. یکی از اصلی‌ترین چالش‌ها، مشکل مقیاس‌پذیری است. با افزایش تعداد کاربران و برنامه‌های کاربردی، شبکه اتریوم با محدودیت در پردازش تراکنش‌ها و افزایش هزینه‌های گس مواجه می‌شود. همچنین، EVM فعلی از نظر کارایی و سرعت اجرای محاسبات پیچیده، محدودیت‌هایی دارد. با این حال، راه‌حل‌های مختلفی مانند شاردینگ، ماشین مجازی eWASM و راه‌حل‌های لایه 2 در حال توسعه هستند تا بر این محدودیت‌ها غلبه کنند و کارایی EVM را بهبود بخشند.