EVM(이더리움 가상 머신)이란 무엇이며 계약을 어떻게 실행합니까?

EVM의 핵심 아키텍처

1. Ethereum 가상 머신은 모든 Ethereum 노드에 내장된 결정론적 샌드박스 런타임 환경으로 작동합니다.

2. 암호화 작업 및 상태 전환에 최적화된 256비트 워드 크기의 스택 기반 가상 머신으로 구현됩니다.

3. 각 EVM 인스턴스는 기본 호스트 시스템에서 계약 실행을 격리하여 파일 시스템, 네트워크 또는 외부 프로세스에 대한 직접 액세스를 방지합니다.

4. EVM의 메모리는 휘발성이며 바이트 주소 지정이 가능한 선형 배열로 구성되는 반면, 스토리지는 지속적이고 블록체인의 전역 상태 트리에 매핑됩니다.

5. 실행은 트랜잭션 발신자가 할당한 고정된 가스 한도로 시작되며, 모든 opcode는 무한 루프 및 리소스 고갈을 방지하기 위해 미리 정의된 가스 비용을 소비합니다.

바이트코드 컴파일 및 배포

1. Solidity와 같은 고급 언어로 작성된 스마트 계약은 solc와 같은 도구를 사용하여 EVM 바이트 코드로 컴파일됩니다.

2. 이 바이트코드는 opcode( PUSH1 , SSTORE 및 RETURN 과 같은 하위 수준 명령어)로 구성되며 각각은 단일 바이트 식별자에 매핑됩니다.

3. 배포 중에 생성 트랜잭션은 EVM을 트리거하여 생성자 코드를 실행한 다음 새로 파생된 주소에 결과 런타임 바이트코드를 저장합니다.

4. 배포된 계약의 코드는 변경할 수 없게 됩니다. 모든 후속 호출은 재컴파일 없이 저장된 바이트코드를 호출합니다.

5. EVM은 실행 전에 바이트코드 유효성을 확인하여 정의되지 않았거나 형식이 잘못된 opcode가 포함된 시퀀스를 거부합니다.

트랜잭션 중심 실행 흐름

1. 모든 계약 상호작용은 특정 계약 주소를 대상으로 서명된 거래를 시작하는 외부 소유 계정(EOA)에서 시작됩니다.

2. EVM은 대상 계약의 바이트코드를 로드하고 호출자 주소, 전송된 값, 호출 데이터 및 남은 가스를 사용하여 새로운 실행 컨텍스트를 초기화합니다.

3. 실행은 명령별로 진행됩니다. 즉, 호출 데이터에서 읽기, 메모리 또는 저장소 수정, 산술 수행, 조건부 점프를 통한 분기 등이 있습니다.

4. 0으로 나누기, 가스 부족 또는 잘못된 점프 대상 등 작업이 실패할 경우 EVM은 해당 트랜잭션 중에 이루어진 모든 상태 변경 사항을 되돌립니다.

5. 성공적인 실행은 로그를 내보내고 스토리지를 업데이트하며 각각 자체 격리된 스택과 메모리 공간 내에 제한된 다른 계약에 대한 중첩된 호출을 트리거할 수 있습니다.

가스 회계 및 국가 무결성

1. 가스는 계산 가격 책정 메커니즘과 보안 경계 역할을 모두 수행합니다. 각 opcode는 실행 전에 가스를 차감하고, 가스가 부족하면 처리가 즉시 중단됩니다.

2. 스토리지 쓰기는 메모리 작업보다 훨씬 더 높은 가스 비용을 발생시키며 이는 월드 상태에서의 영속성을 반영합니다.

3. EVM은 엄격한 결정론을 시행합니다. 동일한 입력, 동일한 계약 코드, 동일한 사전 상태는 항상 동일한 사후 상태와 출력을 생성합니다.

4. 임의성이나 시간 기반 값은 기본적으로 액세스할 수 없습니다. 블록 번호와 타임스탬프는 호출 시 삽입되는 읽기 전용 환경 변수입니다.

5. 모든 상태 수정은 일괄 처리되며 예외 없이 전체 트랜잭션 실행이 완료된 후에만 전역 상태 트리에 커밋됩니다.

자주 묻는 질문

Q: EVM 바이트코드를 읽기 가능한 Solidity 소스로 리버스 엔지니어링할 수 있습니까? A: 디컴파일은 대략적인 논리를 생성하지만 되돌릴 수 없는 컴파일 손실로 인해 원래 변수 이름, 주석 또는 상위 수준 추상화를 복구할 수 없습니다.

Q: EVM이 64비트나 128비트 대신 256비트 단어를 사용하는 이유는 무엇입니까? 답변: 256비트는 Keccak-256 해싱, ECDSA 서명 및 Merkle 증명과 같은 Ethereum의 암호화 기본 요소와 일치하며 모두 32바이트 청크에서 작동합니다.

Q: 계약이 자멸하면 어떻게 되나요? A: EVM은 State Trie에서 계약의 코드와 저장소를 제거하고 남은 가스를 환불하며 전체 잔액을 지정된 수혜자 주소로 이체합니다.

Q: EVM 실행은 노드 전체에서 병렬화 가능합니까? A: 아니요. Ethereum은 블록별로 순차적이고 결정적인 실행을 시행합니다. 노드는 최종 상태에 대한 합의에 도달하기 위해 정식 순서에 따라 트랜잭션을 하나씩 재생합니다.