Maszyny wirtualne: Ukryte silniki napędzające blockchain

Wprowadzenie

Chociaż system operacyjny (OS) jest wzajemnie wykluczający, ponieważ jest to albo Windows, MacOS, Linux itp., czasami możliwe jest uruchomienie jednego systemu operacyjnego na innym. Na przykład istnieje możliwość uruchomienia systemu Windows na MacOS oraz systemu Android na Windows. Celem łączenia systemów operacyjnych jest testowanie systemu, izolowanie ryzykownego oprogramowania od systemu hosta, uruchamianie starszej wersji systemu lub rozwijanie i testowanie kodu na różnych platformach. EVM jest używany w blockchainach, ponieważ zapewnia uniwersalny, niezawodny sposób uruchamiania inteligentnych kontraktów i gwarantuje, że każdy węzeł w sieci wykonuje transakcje dokładnie w ten sam sposób.

Czym jest maszyna wirtualna?

Maszyna wirtualna (VM) to zasadniczo inny komputer, który działa wewnątrz twojego istniejącego. Za pomocą kilku kliknięć możesz ją skonfigurować bez potrzeby dodatkowego sprzętu. Po uruchomieniu działa jak pełnoprawny komputer. Możesz zainstalować system operacyjny, przechowywać pliki, uruchamiać aplikacje, a nawet przeglądać internet, a wszystko to jest możliwe w tej wirtualnej przestrzeni. W świecie kryptowalut, inteligentne kontrakty na blockchainach są rozwijane i uruchamiane na maszynach wirtualnych. Najbardziej powszechną z nich jest Ethereum Virtual Machine (EVM).

Za kulisami to twój główny komputer, znany jako host, umożliwia to wszystko. Aby VM działała płynnie, host udostępnia swoje zasoby, takie jak pamięć, moc obliczeniowa i przestrzeń dyskowa. Ta konfiguracja jest przydatna, gdy musisz pracować z oprogramowaniem, które działa tylko na innym systemie operacyjnym niż ten zainstalowany na twoim hoście.

Jak działa VM

Jak więc faktycznie działa maszyna wirtualna? W centrum całego procesu znajduje się specjalny program zwany hiperwizorem. Hiperwizor działa jak menedżer, wykorzystując fizyczne zasoby twojego komputera. Te zasoby obejmują komponenty takie jak procesor (CPU), pamięć (RAM) i przestrzeń dyskową. Są one skonfigurowane do efektywnego podziału, dzięki czemu jedna lub nawet kilka maszyn wirtualnych może działać jednocześnie.

Istnieją dwa sposoby konfiguracji hiperwizorów. Niektóre są instalowane bezpośrednio na sprzęcie, dlatego często znajdują się w centrach danych i środowiskach chmurowych, gdzie szybkość i wydajność mają największe znaczenie. Inne działają na twoim normalnym systemie operacyjnym, prawie jak każda inna aplikacja. Te są bardziej powszechne do codziennego użytku, testowania lub prac rozwojowych. Na przykład, możesz korzystać z ekosystemu Android na systemie Windows, instalując aplikację BlueStacks.

Gdy hiperwizor wykona swoją pracę i twoja maszyna wirtualna jest gotowa, możesz traktować ją jak fizyczny komputer. Możesz ją uruchomić, a następnie instalować programy, korzystać z internetu lub nawet budować i uruchamiać aplikacje, wszystko w tej wirtualnej przestrzeni.

Maszyny wirtualne w sieciach blockchain

Większość osób korzystających z aplikacji blockchain nigdy nie zastanawia się nad niewidoczną infrastrukturą, która sprawia, że wszystko działa płynnie. Niezależnie od tego, czy wymieniasz tokeny na zdecentralizowanej giełdzie, tworzysz NFT, czy przesyłasz środki przez blockchain warstwy 2, istotny komponent wykonuje wszystkie ciężkie zadania w tle. Tym komponentem jest maszyna wirtualna blockchain.

W tradycyjnym świecie technologii, maszyna wirtualna (VM) jest zasadniczo izolowanym środowiskiem. Pozwala deweloperom uruchamiać oprogramowanie w ograniczonym i kontrolowanym środowisku. To oprogramowanie jest oddzielone od bazowego sprzętu. Jednak w sieciach blockchain, VM służą zupełnie innemu celowi. Działają jako silniki wykonawcze dla inteligentnych kontraktów, samodzielnie wykonujących się agentów kodu, które umożliwiają zdecentralizowanym aplikacjom płynne działanie 24/7. Bez VM nie byłoby niezawodnego sposobu, aby tysiące niezależnych komputerów na całym świecie mogły uzgodnić, jak powinien działać kontrakt.

Ethereum Virtual Machine

Ethereum Virtual Machine (EVM) jest najbardziej znanym przykładem maszyn wirtualnych blockchain. Języki takie jak Solidity, Vyper czy Yul mogą być używane przez deweloperów do pisania kontraktów i wdrażania ich na Ethereum, a także na innych blockchainach kompatybilnych z EVM. EVM zapewnia, że każdy węzeł przetwarza inteligentne kontrakty w dokładnie ten sam sposób, ponieważ pomaga utrzymać spójność i bezpieczeństwo w całej sieci.

Inne VM w świecie blockchain

Ale Ethereum nie jest jedynym blockchainem, który ma maszynę wirtualną. Różne sieci blockchain projektują własne modele, aby spełnić cele specyficzne dla ich wymagań. NEAR i Cosmos opierają się na maszynach wirtualnych opartych na WebAssembly, znanych ze swojej elastyczności. Pozwalają one na pisanie inteligentnych kontraktów w kilku językach programowania, co obniża bariery dla deweloperów, którzy nie chcą uczyć się czegoś zupełnie nowego. Tymczasem MoveVM, używany przez blockchainy takie jak Sui, przywiązuje większą wagę do języka Move, aby priorytetowo traktować bezpieczeństwo w wykonywaniu transakcji. Solana podąża inną drogą ze swoją Solana Virtual Machine, zoptymalizowaną do przetwarzania wielu transakcji jednocześnie. 

Chociaż większość użytkowników nigdy nie wchodzi z nimi w bezpośrednią interakcję, VM nieustannie pracują w tle. Gdy dokonujesz wymiany tokenów na platformie DeFi, takiej jak Uniswap, EVM wykonuje kontrakt. Jeśli tworzysz nowy NFT, VM aktualizuje rejestr, aby pokazać, kto jest jego właścicielem. Nawet zaawansowane rozwiązania skalujące, takie jak zk-rollupy, zależą od specjalistycznych VM, takich jak zkEVM, które łączą wykonanie inteligentnego kontraktu z dowodami kryptograficznymi, aby poprawić zarówno wydajność, jak i bezpieczeństwo.

Wady VM

Jednak maszyny wirtualne mają również pewne wady. VM uruchamiają kod i zarządzają inteligentnymi kontraktami na pożyczonych komponentach, co sprawia, że procesy są wolniejsze w porównaniu do bezpośredniego uruchamiania na sprzęcie. Złożoność operacyjna wynika z utrzymywania VM w dużych sieciach, wymagając ciągłych aktualizacji i specjalistycznej wiedzy. Kompatybilność to kolejna wada. Kontrakt napisany dla Ethereum nie będzie działał na Solana bez znaczących zmian. Tworzy to dodatkową pracę dla deweloperów, którzy chcą dotrzeć do wielu ekosystemów.

Pomimo tych wyzwań, blockchain VM pozostają w centrum innowacji w zdecentralizowanej technologii. Są niedocenianymi bohaterami, którzy sprawiają, że użytkownicy ufają kodowi zamiast pośrednikom. VM tworzą świat produktów finansowych, cyfrowej własności i zdecentralizowanych społeczności. Chociaż możesz ich nigdy nie zobaczyć bezpośrednio, maszyny wirtualne są cichymi silnikami, które utrzymują gospodarkę blockchain w ruchu.

Podsumowanie

Krótko mówiąc, maszyny wirtualne mogą pozostać niezauważone, ale odgrywają kluczową rolę w nowoczesnej technologii. Upraszczając i zabezpieczając procesy za kulisami, pomagają nam budować i używać nowych rodzajów programów komputerowych oraz zmieniać sposób, w jaki ufamy i dzielimy się informacjami. Niezależnie od tego, czy zasilają najnowsze narzędzia blockchain, czy pozwalają ludziom uruchamiać oprogramowanie w chronionym środowisku, VM cicho się doskonalą. Ich prawdziwa moc tkwi w tym, jak wspierają wszystko z tła, pokazując, że wiele z tego, co sprawia, że technologia działa najlepiej, jest często niewidoczne.