Віртуальні машини: приховані двигуни, що живлять блокчейн

Вступ

Хоча операційна система (ОС) є взаємовиключною, тобто це або Windows, MacOS чи Linux тощо, іноді можливо запустити одну ОС на іншій. Наприклад, існує можливість запустити Windows OS на MacOS, а Android OS на Windows OS. Мета стекування операційних систем полягає в тестуванні ОС, ізоляції ризикованого програмного забезпечення від основної ОС, запуску старої версії ОС або розробці та тестуванні коду на різних платформах. EVM використовується в блокчейнах, оскільки забезпечує універсальний, надійний спосіб запуску смартконтрактів і гарантує, що кожен вузол у мережі виконує транзакції абсолютно однаково.

Що таке віртуальна машина?

Віртуальна машина (VM) — це по суті інший комп'ютер, який живе всередині вашого існуючого. Лише за кілька кліків ви можете налаштувати її без потреби в додатковому фізичному обладнанні. Після запуску вона діє як повноцінний комп'ютер. Ви можете встановлювати операційну систему, зберігати файли, запускати програми та навіть переглядати інтернет, і все це можливо у віртуальному просторі. У світі криптовалют смартконтракти на блокчейнах розробляються та запускаються на віртуальних машинах. Найпоширенішою з них є Ethereum Virtual Machine (EVM).

За лаштунками саме ваш основний комп'ютер, відомий як хост, робить це можливим. Щоб віртуальна машина працювала плавно, хост ділиться власними ресурсами, такими як пам'ять, обчислювальна потужність і сховище. Така конфігурація стає в нагоді, коли вам потрібно працювати з програмним забезпеченням, яке працює лише на іншій операційній системі, ніж та, що встановлена на вашому хості.

Як працює віртуальна машина

Отже, як насправді працює віртуальна машина? У центрі всього процесу знаходиться спеціальне програмне забезпечення, яке називається гіпервізором. Гіпервізор діє як менеджер, використовуючи фізичні ресурси вашого комп'ютера. Ці ресурси включають такі компоненти, як процесор (CPU), пам'ять (RAM) і сховище. Вони налаштовані на ефективний розподіл, щоб одна або навіть кілька віртуальних машин могли працювати одночасно.

Існує два способи налаштування гіпервізорів. Деякі встановлюються безпосередньо на самому обладнанні, тому їх часто можна знайти в центрах обробки даних і хмарних середовищах, де швидкість та ефективність мають найбільше значення. Інші працюють поверх вашої звичайної операційної системи, майже як будь-який інший застосунок. Вони більш поширені для повсякденного використання, тестування або розробки. Наприклад, ви можете насолоджуватися екосистемою Android на Windows OS, встановивши застосунок BlueStacks.

Коли гіпервізор виконав свою роботу і ваша віртуальна машина готова, ви можете поводитися з нею як із фізичним комп'ютером. Ви можете завантажити її, а потім встановлювати програми, користуватися інтернетом або навіть створювати та запускати застосунки, все це у віртуальному просторі.

Віртуальні машини в блокчейн-мережах

Більшість людей, які використовують блокчейн-застосунки, ніколи не замислюються про невидиму інфраструктуру, яка забезпечує безперебійну роботу всього. Незалежно від того, чи обмінюєте ви токени на децентралізованій біржі, створюєте NFT або надсилаєте кошти через блокчейн Layer 2, життєво важливий компонент виконує всі складні завдання у фоновому режимі. Цим компонентом є віртуальна машина блокчейну.

У традиційному світі технологій віртуальна машина (VM) — це по суті ізольована пісочниця. Вона дозволяє розробникам запускати програмне забезпечення в обмеженому та контрольованому середовищі. Це програмне забезпечення відокремлене від базового обладнання. Однак у блокчейн-мережах віртуальні машини служать зовсім іншій меті. Вони виступають як двигуни виконання для смартконтрактів, самовиконуваних агентів коду, які дозволяють децентралізованим застосункам працювати цілодобово без перебоїв. Без віртуальних машин не було б надійного способу для тисяч незалежних комп'ютерів по всьому світу узгодити, як повинен виконуватися контракт.

Ethereum Virtual Machine

Ethereum Virtual Machine (EVM) є найвідомішим прикладом блокчейн-віртуальних машин. Мови, такі як Solidity, Vyper або Yul, можуть використовуватися розробниками для написання контрактів і розгортання їх на Ethereum, а також на інших EVM-сумісних блокчейнах. EVM забезпечує, що кожен вузол обробляє смартконтракти абсолютно однаково, оскільки це допомагає підтримувати узгодженість і безпеку в мережі.

Інші віртуальні машини у світі блокчейну

Але Ethereum — не єдиний блокчейн, який має віртуальну машину. Різні блокчейн-мережі розробляють власні моделі для досягнення цілей, специфічних для їхніх вимог. NEAR і Cosmos покладаються на віртуальні машини на основі WebAssembly, відомі своєю гнучкістю. Вони дозволяють писати смартконтракти на кількох мовах програмування, що знижує бар'єри для розробників, які не хочуть вивчати щось абсолютно нове. Тим часом MoveVM, яка використовується блокчейнами, такими як Sui, надає більшого значення мові Move для пріоритету безпеки при виконанні транзакцій. Solana йде іншим шляхом зі своєю Solana Virtual Machine, оптимізованою для одночасної обробки багатьох транзакцій. 

Хоча більшість користувачів ніколи не взаємодіють з ними безпосередньо, віртуальні машини постійно працюють у фоновому режимі. Коли ви здійснюєте своп токенів на платформі DeFi, такій як Uniswap, EVM виконує контракт. Якщо ви створюєте новий NFT, віртуальна машина оновлює реєстр, щоб показати, хто ним володіє. Навіть передові рішення для масштабування, такі як zk-rollups, залежать від спеціалізованих віртуальних машин, таких як zkEVM, які поєднують виконання смартконтрактів з криптографічними доказами для підвищення ефективності та безпеки.

Недоліки віртуальних машин

Проте віртуальні машини мають і певні недоліки. Віртуальні машини запускають код і керують смартконтрактами на запозичених компонентах, що робить процеси повільнішими порівняно з безпосереднім запуском на обладнанні. Операційна складність виникає через підтримку віртуальних машин у великих мережах, що вимагає постійних оновлень і спеціалізованих знань. Сумісність — ще один недолік. Контракт, написаний для Ethereum, не працюватиме на Solana без суттєвих змін. Це створює додаткову роботу для розробників, які хочуть охопити кілька екосистем.

Незважаючи на ці виклики, блокчейн-віртуальні машини залишаються в основі інновацій у децентралізованих технологіях. Вони є непомітними героями, які змушують користувачів довіряти коду, а не посередникам. Віртуальні машини створюють світ фінансових продуктів, цифрової власності та децентралізованих спільнот. Хоча ви, можливо, ніколи не побачите їх безпосередньо, віртуальні машини є тихими двигунами, які підтримують рух блокчейн-економіки.

Висновок

Коротко кажучи, віртуальні машини можуть залишатися непоміченими, але вони відіграють вирішальну роль у сучасних технологіях. Спрощуючи та роблячи речі безпечнішими за лаштунками, вони допомагають нам створювати та використовувати нові види комп'ютерних програм і змінюють те, як ми довіряємо та ділимося інформацією. Незалежно від того, чи вони підтримують найновіші блокчейн-інструменти, чи дозволяють людям запускати програмне забезпечення в захищеному просторі, віртуальні машини тихо вдосконалюються. Їхня справжня сила полягає в тому, як вони підтримують все з фону, показуючи, що багато з того, що робить технологію найкращою, часто невидиме.