虚拟机在智能合约区块链中的作用

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投资者常常对区块链项目的大量技术信息不知所措,并发现很难衡量特定的网络升级可能如何影响他们的投资组合。在本文中,我们解释了经常讨论的以太坊虚拟机(EVM)是什么,并为加密货币投资者在新闻中可能遇到它的不同方式提供了背景。计划对以太坊路线图的平静阶段进行重大升级,其中网络将从 EVM 转移到称为以太坊 WebAssembly (eWASM) 的不同虚拟机。我们预计这将显着向新一代开发者开放以太坊生态系统。

重要见解
智能合约区块链通常使用模拟计算机,即所谓的虚拟机来运行其智能合约。
EVM(以太坊虚拟机)的效率低于当前可用的替代方案,但已成为区块链领域的固定行业标准,并将在不久的将来保持主导地位。
EVM 的代码必须使用名为 Solidity 的特殊编程语言编写,与某些通用语言相比,该语言的开发人员较少。英国 Solidity 开发人员的平均工资为 12 万英镑,因此明显高于其他语言的开发人员。
概念
当今常见的所有智能合约区块链都遵循大致相同的方法来保护其合约:网络上的每个完整节点都会遍历每个智能合约执行中涉及的所有计算步骤,以验证它们是否正确。在以太坊上,这包括每一次代币交换、ERC-20 转账、贷款清算或 NFT 发行。这些操作涉及的所有步骤都是公开的。

然而,人们在具有不同操作系统的不同类型的硬件上运行以太坊节点。对于开发人员来说,尽管处理器、固件和软件环境不同,但很难确保像以太坊节点这样的复杂软件在每次设置时都以完全相同的方式运行。如果以太坊节点对区块链的正确状态存在分歧,可能会导致网络分裂,从而带来灾难性的后果。

为了避免这种情况,智能合约区块链让其节点模拟一个更简单的计算机,为智能合约提供稳定的执行环境。每个节点客户端模拟的这些简单计算机执行智能合约。它们是区块链领域每个人都在谈论的“虚拟机”。

虚拟机在智能合约区块链中的作用插图

智能合约开发人员编写为此类虚拟机(通常是以太坊虚拟机)编译并运行的代码,而不是直接在物理计算硬件上运行。更准确地说,智能合约开发人员通常使用一种名为 Solidity 的编程语言,该语言被编译(即转换)为 EVM 字节码,即 EVM 本身理解的语言。

如果智能合约区块链与 EVM 兼容,这意味着以太坊的智能合约应用程序可以轻松移植到其生态系统中。对于已经熟悉 Solidity 的开发人员来说,编写在此类区块链平台上运行的新代码也很容易。只要以太坊仍然是占主导地位的生态系统并继续使用 EVM,其他与 EVM 兼容的链就比不与 EVM 兼容的竞争对手更容易从生态系统中吸引开发人员。

在技​​术层面上,EVM 兼容性可能意味着以下几件事之一:

兼容区块链使用的VM理解EVM字节码指令。 BNB 链就是一个例子。
有一种方法可以将 Solidity 代码编译到兼容网络的 VM 上。这就是 Tron 虚拟机 (TVM) 实现 EVM 兼容的方式。
a) 或 b) 在第 2 层扩展解决方案或相关网络的侧链上都是可能的。这就是 Cardano 和 NEAR 引入 EVM 兼容性的方式。
Algorand 似乎是目前唯一不具有任何形式的 EVM 兼容性的主要一层链。然而,2022 年宣布拨款 2000 万美元用于开发工作,以实现 EVM 兼容性。

EVM 的缺点
坚实的发展:重要的是要认识到,在更大的计算机科学领域,Solidity 是一种小众编程语言。它特定于区块链应用程序。标准大学计算机科学课程大纲中没有教授它,因此很难找到经验丰富的 Solidity 开发人员。这使得 Solidity 开发人员以及 Web3 生态系统的扩展变得昂贵。Itjobswatch引用的英国 Solidity 开发人员的年薪中位数为 12 万英镑。这个数字远远高于通用编程语言的工资中位数。如果 EVM 不是行业标准,这些语言也可以用于智能合约开发。

Solidity 开发人员年薪:120,000 英镑
Rust 开发人员年薪:85,000 英镑
C++ 开发人员年薪:52,500 英镑
因此,如果行业放弃 EVM,这将显着降低开发智能合约应用程序的成本。其他语言的底层就业市场不那么激烈,更多的开发人员可以轻松地转向 Web3。

EVM 吞吐量
EVM也是区块链工程的早期部分,目前构成了以太坊的主要性能瓶颈之一。以太坊虚拟机使用相对缓慢且简单的基于堆栈的架构,该架构并未针对在现代计算机处理器上快速运行而进行优化。这就是以太坊计划在其路线图中从 EVM 切换到以太坊 Web Assembly (eWASM) 的原因之一。 Web Assembly 是一个虚拟机项目,旨在确保复杂的网页在不同浏览器中以统一的方式高效显示。它已经得到了 Mozilla、谷歌、微软和苹果等大型科技公司的大力开发。与 EVM 不同,基于 WASM 的虚拟机允许使用多种编程语言创建智能合约。 Polkadot、EOS 和 Elrond 等项目已经实现了类似 WASM 的虚拟机,其在基准测试中的表现比 EVM 好得多。这表明,基于非 EVM 的区块链在性能方面具有优势,而不必牺牲去中心化。

虚拟机在智能合约区块链中的作用插图1

结论
区块链领域的投资者应该关注以太坊路线图的平静阶段从以太坊虚拟机(EVM)到以太坊 WebAssembly(eWASM)的转变。此举预计将显着将以太坊的生态系统扩展到新一代开发人员,并可能降低开发智能合约应用程序的成本。然而,就目前而言,此更新似乎已被降低优先级,转而支持对事务吞吐量产生更大影响的步骤,例如分片。在短期内,EVM 将作为行业标准占据主导地位,尽管与基于 WASM 的虚拟机相比,其性能较低。如果 Algorand 设法引入 EVM 兼容性,可能会显着推动其生态系统并提高其估值。

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