Почему VM становится опорой блокчейна? Полное руководство по виртуальным машинам

Что вам нужно знать

Виртуальная машина (VM) — это не просто обычная компьютерная технология, а сердце всех транзакций блокчейна, которые вы совершаете каждый день. VM позволяет запускать различные операционные системы или приложения на одном устройстве без необходимости дополнительного оборудования. Более того, такие виртуальные машины, как Ethereum Virtual Machine (EVM), обеспечивают стабильную работу смарт-контрактов и DApp по всему глобальному сетю. Несмотря на свою гибкость и мощность, VM также имеет свои недостатки: проблемы с производительностью, потреблением ресурсов и сложностью операционного управления.

Как работает виртуальная машина?

Представьте, что вы хотите запустить Windows на MacBook без изменения основной системы или покупки нового компьютера. Именно это делает VM — создает независимую среду, в которой могут безопасно работать различные ОС и приложения.

Технически, за все отвечает программное обеспечение под названием гипервизор, который управляет всем из фона. Гипервизор берет ресурсы вашего физического компьютера (CPU, RAM, storage) и делит их так, чтобы множество VM могли использовать их одновременно.

Существует два основных типа гипервизоров:

Тип 1 (Физический сервер): Устанавливается непосредственно на аппаратное обеспечение, обычно в дата-центрах или облачных платформах. Оптимизирован для максимальной производительности и эффективности.

Тип 2 (Установленный): Работает как обычное приложение в вашей операционной системе, подходит для тестирования и разработки.

После настройки вы можете запускать VM как полноценный компьютер — устанавливать программы, просматривать интернет или разрабатывать приложения.

Почему люди используют виртуальные машины?

Тестирование ОС без риска: Испытайте разные операционные системы в изолированной среде, не изменяя основную систему.

Изоляция опасных программ: Нужно открыть неизвестный файл или ненадежное приложение? Запустите его в VM — если появится вредоносное ПО или сбой, основной компьютер останется в безопасности.

Запуск старого программного обеспечения: Некоторые программы работают только на старых ОС, таких как Windows XP. VM может воспроизвести такую среду.

Разработка и тестирование: Разработчики могут тестировать код в разных ОС одновременно, моделируя работу новых приложений в различных средах.

Поддержка облачных сервисов: AWS, Azure, Google Cloud — все построены на VM. Запуская облачный инстанс, вы фактически включаете VM в дата-центре на удалении.

VM в мире блокчейна: что важно знать

В то время как традиционные VM функционируют как отдельные песочницы, виртуальные машины блокчейна выступают как исполнительные механизмы для смарт-контрактов в сети блокчейн.

Ethereum Virtual Machine (EVM) позволяет разработчикам писать смарт-контракты на языках Solidity, Vyper и Yul, а затем развертывать их в Ethereum и других совместимых с EVM сетях. EVM гарантирует, что каждый узел сети соблюдает одни и те же правила при создании или взаимодействии со смарт-контрактами.

Различные блокчейны имеют свои стратегии VM в соответствии с их дизайном. Некоторые делают упор на скорость и масштабируемость, другие — на безопасность или гибкость для разработчиков.

Сети такие как NEAR и Cosmos используют VM на базе WebAssembly (WASM), поддерживающие смарт-контракты на различных языках программирования. Sui использует MoveVM для выполнения смарт-контрактов на языке Move. Solana имеет собственную Solana Virtual Machine (SVM), специально разработанную для параллельной обработки транзакций и высокой пропускной способности сети.

Когда вы используете VM (неосознанно)

Каждое взаимодействие с DApp — это зависимость от VM:

DeFi-трейдинг: Обмен токенов на платформах вроде Uniswap? Ваша транзакция обрабатывается смарт-контрактом, работающим в EVM.

Создание NFT: При создании NFT VM выполняет код для отслеживания владения каждым NFT. Когда вы покупаете или переводите токен, VM обновляет историю, чтобы обеспечить точность владения.

Layer 2 Rollups: Ваша транзакция может обрабатываться специальной VM, такой как zkEVM — что позволяет zk-rollup выполнять смарт-контракты с использованием доказательств с нулевым знанием (ZKP).

Ограничения виртуальных машин, которые нужно знать

Накладные расходы на производительность: VM добавляет слой между оборудованием и выполняемым кодом. Это может замедлить работу или потребовать больше вычислительных ресурсов по сравнению с запуском приложений напрямую на физической машине.

Сложные операции: Поддержка VM (особенно в облаке или блокчейне) требует больших усилий для настройки и обновления — нужны специальные инструменты и экспертиза.

Ограниченная совместимость: Смарт-контракты разрабатываются для конкретных VM. Код, написанный для Ethereum, нужно переписывать или адаптировать для работы в других несовместимых с ним блокчейнах, таких как Solana. Разработчикам потребуется больше времени, если они хотят развернуть одинаковое приложение в разных средах.

Итог

Виртуальные машины играют важнейшую роль в работе современных компьютеров и систем блокчейн. VM позволяют запускать разные ОС, безопасно тестировать программное обеспечение и использовать одни и те же ресурсы для различных задач. В блокчейне VM поддерживают работу смарт-контрактов и DApp, что делает экосистему DeFi возможной. Даже если вы не технический специалист, понимание принципов работы VM поможет лучше понять, что происходит за кулисами многих инструментов и платформ DeFi, которые мы используем каждый день.