Ethereum Virtual Machine (EVM)

Ethereum Virtual Machine (EVM)

ماشین مجازی اتریوم (EVM) قلب تپنده بلاک‌چین اتریوم است. این یک محیط اجرایی است که قراردادهای هوشمند را اجرا می‌کند. درک EVM برای هر کسی که می‌خواهد به توسعه‌دهنده اتریوم تبدیل شود یا به طور عمیق‌تر در مورد نحوه کار این پلتفرم بلاک‌چین بیاموزد، ضروری است. این مقاله یک معرفی جامع به EVM برای مبتدیان ارائه می‌دهد و مفاهیم کلیدی آن را با جزئیات شرح می‌دهد.

۱. مقدمه و ضرورت EVM

بلاک‌چین‌ها ذاتاً ماشین‌هایی توزیع شده هستند. این بدان معناست که هیچ کامپیوتر واحدی مسئول اجرای تراکنش‌ها و نگهداری از وضعیت شبکه نیست. در عوض، این کار توسط شبکه‌ای از گره‌ها انجام می‌شود. اما چگونه می‌توان اطمینان حاصل کرد که همه گره‌ها تراکنش‌ها را به طور یکسان اجرا می‌کنند و به یک توافق می‌رسند؟ پاسخ، ماشین مجازی است.

EVM راه حلی برای این مشکل فراهم می‌کند. این یک کامپیوتر مجازی است که بر روی هر گره در شبکه اتریوم اجرا می‌شود. EVM تضمین می‌کند که هر گره، قراردادهای هوشمند را به یک شکل اجرا کرده و به نتایج یکسانی می‌رسد. این سازگاری، اساس امنیت و قابلیت اطمینان اتریوم را تشکیل می‌دهد.

۲. ساختار و اجزای EVM

EVM از چندین جزء کلیدی تشکیل شده است که با هم کار می‌کنند تا قراردادهای هوشمند را اجرا کنند:

• حافظه (Memory): فضایی موقت برای ذخیره داده‌ها در طول اجرای یک قرارداد هوشمند. حافظه فرار است و پس از اتمام اجرای قرارداد، محتویات آن از بین می‌رود.
• فضای ذخیره‌سازی (Storage): فضایی دائمی برای ذخیره داده‌های قرارداد هوشمند. داده‌های ذخیره شده در فضای ذخیره‌سازی تا زمانی که قرارداد حذف نشود، باقی می‌مانند. گران‌ترین بخش EVM از نظر هزینه گس است.
• پشته (Stack): ساختار داده‌ای LIFO (Last-In, First-Out) است که برای ذخیره داده‌ها و آرگومان‌ها در طول اجرای قرارداد هوشمند استفاده می‌شود.
• کد (Code): مجموعه دستورالعمل‌هایی که قرارداد هوشمند را تشکیل می‌دهند. این دستورالعمل‌ها به زبان اسمبلی EVM نوشته می‌شوند.
• شمارنده گس (Gas): یک واحد اندازه‌گیری برای محاسبه هزینه اجرای یک قرارداد هوشمند. هر عملیات در EVM یک هزینه گس دارد و کاربران باید برای اجرای قراردادهای خود گس کافی پرداخت کنند. گس به عنوان مکانیزمی برای جلوگیری از حملات DoS (Denial of Service) و اطمینان از استفاده منصفانه از منابع شبکه عمل می‌کند.

اجزای اصلی EVM

Component	Description	Cost
Memory	Temporary data storage	Relatively cheap
Storage	Persistent data storage	Expensive
Stack	LIFO data structure for operations	Minimal cost
Code	Smart contract instructions	Variable cost
Gas	Execution cost unit	Variable cost

۳. زبان اسمبلی EVM

زبان اسمبلی EVM زبان سطح پایین است که برای نوشتن قراردادهای هوشمند استفاده می‌شود. این زبان شامل مجموعه‌ای از دستورالعمل‌ها است که هر کدام یک عملیات خاص را انجام می‌دهند. برخی از دستورالعمل‌های رایج عبارتند از:

• ADD: دو عدد را با هم جمع می‌کند.
• MUL: دو عدد را در هم ضرب می‌کند.
• SUB: دو عدد را از هم کم می‌کند.
• DIV: دو عدد را تقسیم می‌کند.
• PUSH: یک مقدار را به پشته اضافه می‌کند.
• POP: یک مقدار را از پشته حذف می‌کند.
• STORE: یک مقدار را در فضای ذخیره‌سازی ذخیره می‌کند.
• LOAD: یک مقدار را از فضای ذخیره‌سازی بارگیری می‌کند.
• CALL: یک قرارداد هوشمند دیگر را فراخوانی می‌کند.

اگرچه نوشتن قراردادهای هوشمند به زبان اسمبلی EVM امکان‌پذیر است، اما به دلیل پیچیدگی و دشواری آن، معمولاً از زبان‌های سطح بالاتر مانند Solidity استفاده می‌شود. Solidity به طور خودکار به زبان اسمبلی EVM کامپایل می‌شود.

۴. نحوه اجرای قراردادهای هوشمند در EVM

هنگامی که یک تراکنش حاوی یک قرارداد هوشمند به شبکه اتریوم ارسال می‌شود، مراحل زیر برای اجرای آن انجام می‌شوند:

1. اعتبارسنجی (Validation): گره‌ها تراکنش را از نظر صحت امضا و وجود گس کافی بررسی می‌کنند. 2. ایجاد محیط اجرایی (Execution Environment Creation): EVM یک محیط اجرایی جدید برای قرارداد هوشمند ایجاد می‌کند. 3. بارگذاری کد (Code Loading): کد قرارداد هوشمند در حافظه EVM بارگذاری می‌شود. 4. اجرا (Execution): EVM دستورالعمل‌های کد قرارداد هوشمند را به ترتیب اجرا می‌کند. 5. ذخیره‌سازی تغییرات (State Changes): هر گونه تغییر در فضای ذخیره‌سازی قرارداد هوشمند در بلاک‌چین ثبت می‌شود. 6. اتمام (Completion): پس از اتمام اجرای قرارداد هوشمند، نتیجه تراکنش به شبکه اعلام می‌شود.

۵. گس و هزینه اجرای قراردادهای هوشمند

همانطور که قبلاً اشاره شد، گس یک واحد اندازه‌گیری برای هزینه اجرای قراردادهای هوشمند است. هر عملیات در EVM یک هزینه گس دارد. هزینه گس به عوامل مختلفی بستگی دارد، از جمله:

• پیچیدگی دستورالعمل‌ها (Instruction Complexity): دستورالعمل‌های پیچیده‌تر هزینه گس بیشتری دارند.
• مقدار داده ذخیره شده (Data Storage): ذخیره داده‌ها در فضای ذخیره‌سازی هزینه گس بیشتری دارد.
• حجم محاسبات (Computational Intensity): محاسبات پیچیده‌تر هزینه گس بیشتری دارند.

هزینه گس توسط شبکه اتریوم تعیین می‌شود و می‌تواند در طول زمان تغییر کند. کاربران باید برای اجرای قراردادهای خود گس کافی پرداخت کنند. اگر گس کافی در دسترس نباشد، تراکنش با شکست مواجه می‌شود.

۶. ابزارهای توسعه و تست EVM

توسعه و تست قراردادهای هوشمند برای EVM نیازمند استفاده از ابزارهای مناسب است. برخی از ابزارهای محبوب عبارتند از:

• Remix IDE: یک IDE مبتنی بر وب برای نوشتن، کامپایل و دیباگ کردن قراردادهای هوشمند Solidity.
• Truffle: یک چارچوب توسعه برای قراردادهای هوشمند Solidity که شامل ابزارهایی برای کامپایل، دیپلوی و تست قراردادها است.
• Ganache: یک بلاک‌چین شخصی برای توسعه و تست قراردادهای هوشمند.
• Hardhat: یک محیط توسعه انعطاف‌پذیر برای قراردادهای هوشمند اتریوم.

۷. محدودیت‌ها و چالش‌های EVM

EVM با وجود مزایای فراوان، دارای محدودیت‌ها و چالش‌هایی نیز است:

• مقیاس‌پذیری (Scalability): EVM به دلیل ماهیت تک‌رشته‌ای خود، از نظر مقیاس‌پذیری محدود است.
• هزینه گس (Gas Costs): هزینه گس می‌تواند در زمان‌های اوج ترافیک شبکه بسیار بالا باشد.
• امنیت (Security): قراردادهای هوشمند مستعد آسیب‌پذیری‌های امنیتی هستند که می‌توانند منجر به از دست رفتن وجوه شوند.
• قابلیت ارتقا (Upgradability): ارتقای قراردادهای هوشمند در اتریوم می‌تواند دشوار باشد.

۸. راه‌حل‌های مقیاس‌پذیری و آینده EVM

برای مقابله با چالش‌های مقیاس‌پذیری و هزینه گس، راه‌حل‌های مختلفی در حال توسعه هستند، از جمله:

• لایه دو (Layer-2): راه‌حل‌هایی که تراکنش‌ها را خارج از زنجیره اصلی اتریوم پردازش می‌کنند.
• شاردینگ (Sharding): تقسیم بلاک‌چین اتریوم به قطعات کوچکتر به نام شاردها.
• EVM بهینه شده (Optimized EVM): بهبود کارایی و سرعت EVM.

آینده EVM به این بستگی دارد که این راه‌حل‌ها تا چه حد موفق شوند. با این حال، EVM همچنان به عنوان ستون فقرات اکوسیستم اتریوم باقی خواهد ماند.

۹. تحلیل تکنیکال و حجم معاملات مرتبط با EVM

• GasNow: نمایش قیمت گس فعلی و پیش‌بینی قیمت گس در آینده. ([1](https://gasnow.org/))
• Etherscan Gas Tracker: ردیابی هزینه گس و آمار شبکه اتریوم. ([2](https://etherscan.io/gastracker))
• CoinGecko Ethereum Gas Tracker: ابزار دیگری برای ردیابی هزینه گس اتریوم ([3](https://www.coingecko.com/en/ethereum-gas-tracker))
• TradingView: تحلیل تکنیکال قیمت اتریوم و سایر توکن‌های ERC-20. ([4](https://www.tradingview.com/))
• Messari: ارائه داده‌های اساسی و تحلیل بازار در مورد اتریوم. ([5](https://messari.io/))
• Dune Analytics: داشبوردهای تحلیلی برای داده‌های بلاک‌چین اتریوم. ([6](https://dune.com/))
• Nansen: تحلیل داده‌های بلاک‌چین برای شناسایی روندها و فرصت‌ها. ([7](https://www.nansen.ai/))
• DeFiPulse: رتبه‌بندی و ردیابی پروتکل‌های مالی غیرمتمرکز (DeFi) بر روی اتریوم. ([8](https://defipulse.com/))
• CoinMarketCap: اطلاعات قیمت، حجم معاملات و ارزش بازار اتریوم و سایر ارزهای دیجیتال. ([9](https://coinmarketcap.com/))
• CryptoCompare: تحلیل و مقایسه قیمت‌ها و حجم معاملات ارزهای دیجیتال. ([10](https://www.cryptocompare.com/))
• Bitwise: ارائه تحلیل‌های تحقیقاتی و سرمایه‌گذاری در حوزه ارزهای دیجیتال. ([11](https://www.bitwiseinvestments.com/))
• Delphi Digital: ارائه تحقیقات و تحلیل‌های عمیق در مورد بلاک‌چین و ارزهای دیجیتال. ([12](https://www.delphidigital.io/))
• The Block: اخبار، تحلیل و داده‌های مربوط به صنعت بلاک‌چین. ([13](https://www.theblock.co/))
• Bankless: ارائه محتوای آموزشی و تحلیلی در مورد DeFi و اتریوم. ([14](https://bankless.pub/))
• CoinDesk: اخبار و تحلیل‌های مربوط به ارزهای دیجیتال و بلاک‌چین. ([15](https://www.coindesk.com/))

۱۰. منابع بیشتر برای مطالعه

• Ethereum Foundation: ([16](https://ethereum.org/))
• Solidity Documentation: ([17](https://docs.soliditylang.org/))
• EVM Wiki: ([18](https://ethereum.github.io/yellowpaper/paper.pdf)) (Yellow Paper)

قرارداد هوشمند || بلاک‌چین || اتریوم || Solidity || گس || تراکنش || DeFi || Layer-2 || شاردینگ || Web3 || کیف ارز دیجیتال || توکن ERC-20 || NFT || DAO || امنیت قرارداد هوشمند || توسعه‌دهنده بلاک‌چین || آزمایش قرارداد هوشمند || Remix IDE || Truffle || Ganache

شروع معاملات الآن

ثبت‌نام در IQ Option (حداقل واریز $10) باز کردن حساب در Pocket Option (حداقل واریز $5)

به جامعه ما بپیوندید

در کانال تلگرام ما عضو شوید @strategybin و دسترسی پیدا کنید به: ✓ سیگنال‌های معاملاتی روزانه ✓ تحلیل‌های استراتژیک انحصاری ✓ هشدارهای مربوط به روند بازار ✓ مواد آموزشی برای مبتدیان