Quelle est la différence entre une machine virtuelle et un environnement d’exécution en blockchain ?

Comprendre les machines virtuelles dans la blockchain

1. Une machine virtuelle (VM) dans la blockchain agit comme un moteur de calcul isolé qui exécute des contrats intelligents et traite les transactions. Il garantit que le code s'exécute dans un environnement sandbox, évitant ainsi les interférences avec les principales opérations du réseau.

2. La machine virtuelle Ethereum (EVM) est l’un des exemples les plus connus. Il interprète le bytecode généré à partir de langages de haut niveau comme Solidity et applique une exécution déterministe sur tous les nœuds du réseau.

3. Chaque nœud de la blockchain exécute sa propre instance de la VM, garantissant le consensus en garantissant que chaque participant calcule le même résultat à partir de la même entrée.

4. Les machines virtuelles gèrent le gaz, qui est une unité de mesure de l'effort informatique. Ce mécanisme empêche les boucles infinies et protège le réseau du code malveillant ou inefficace.

5. La VM gère les jeux d'instructions de bas niveau et interagit directement avec l'état de la blockchain, modifiant les soldes des comptes, le stockage et les données contractuelles en cas d'exécution réussie.

Le rôle des environnements d'exécution

1. Un environnement d'exécution fournit l'infrastructure nécessaire à l'exécution des programmes au moment de l'exploitation. Dans la blockchain, cela comprend des bibliothèques, des systèmes de gestion de mémoire et des interfaces vers les ressources réseau.

2. Contrairement à une machine virtuelle, l'environnement d'exécution ne traite pas nécessairement le bytecode ni n'applique de règles de consensus, mais prend en charge le contexte d'exécution dans lequel les contrats intelligents fonctionnent.

3. Par exemple, dans les blockchains basées sur WebAssembly (Wasm) comme Polkadot, l'environnement d'exécution permet au système hôte d'invoquer des fonctions dans les modules Wasm compilés tout en gérant les appels externes et l'accès à l'état.

4. Les environnements d'exécution peuvent être mis à jour via une gouvernance en chaîne sans bifurquer sur l'ensemble du réseau, ce qui permet des mises à niveau plus flexibles par rapport aux machines virtuelles liées à des jeux d'instructions fixes.

5. Ils font abstraction des différences entre le matériel et le système d'exploitation, permettant une compatibilité multiplateforme et un comportement cohérent quelle que soit la configuration du nœud sous-jacent.

Principales différences entre les machines virtuelles et les environnements d'exécution

1. Les machines virtuelles sont généralement chargées d'exécuter les jeux d'instructions de manière sécurisée et déterministe, tandis que les environnements d'exécution se concentrent sur la fourniture des conditions nécessaires à l'exécution efficace du code.

2. Les machines virtuelles appliquent des limites de calcul strictes à l'aide de mécanismes tels que le gaz, tandis que les environnements d'exécution peuvent s'appuyer sur d'autres modèles tels que des systèmes de frais basés sur le poids ou des appels de fonctions pré-validés.

3. Les blockchains utilisant des machines virtuelles compatibles EVM donnent la priorité à la portabilité et à la sécurité grâce à l'isolation, tandis que celles qui exploitent des environnements d'exécution modernes mettent souvent l'accent sur les performances et l'évolutivité.

4. Une VM fonctionne comme une couche d'exécution complète avec une logique de transition d'état intégrée, tandis qu'un environnement d'exécution fonctionne davantage comme un composant modulaire intégré à la logique de base de la blockchain.

5. Certaines plates-formes de nouvelle génération combinent les deux concepts : en utilisant une machine virtuelle légère intégrée dans un cadre d'exécution plus large pour équilibrer flexibilité et contrôle.

Foire aux questions

Quel est un exemple de blockchain qui utilise uniquement un environnement d'exécution sans VM traditionnelle ? Polkadot utilise un runtime basé sur un substrat écrit en Rust et compilé sur WebAssembly. Il n’utilise pas de VM conventionnelle ; au lieu de cela, le runtime lui-même est exécuté directement par les nœuds, avec une logique intégrée à la fonction de transition d'état de la chaîne.

Une blockchain peut-elle avoir à la fois une VM et un environnement d’exécution ? Oui. Par exemple, Ethereum combine l'EVM comme moteur d'exécution avec un environnement d'exécution plus large qui gère la mise en réseau, le consensus et le stockage d'état. Les deux couches fonctionnent ensemble, la machine virtuelle gérant la logique contractuelle et l'environnement prenant en charge les opérations globales des nœuds.

Quel est le lien entre le gaz et les machines virtuelles dans la blockchain ? Gas est un mécanisme de mesure utilisé par les machines virtuelles comme l'EVM pour quantifier le travail de calcul. Chaque opération consomme une quantité prédéfinie de gaz, évitant ainsi l'épuisement des ressources et garantissant une rémunération équitable aux validateurs qui exécutent les transactions.

Pourquoi certaines blockchains évitent-elles d’utiliser des machines virtuelles ? Certaines plates-formes évitent les machines virtuelles pour réduire les frais généraux, améliorer la vitesse d'exécution ou permettre la compilation native. L'exécution directe via des environnements d'exécution peut offrir de meilleures performances et un débogage plus facile, en particulier lors de l'utilisation de langages de programmation modernes comme Rust ou C++.