什麼是EVM（以太坊虛擬機）及其作用？

EVM使用基於堆棧的體系結構和氣體機制來確保對以太坊的確定性智能合同執行，以保持網絡安全和效率。

2025/04/10 18:01

以太坊虛擬機（EVM）是以太坊區塊鏈的關鍵組成部分，是智能合約的運行時環境。它是一個嵌入每個完整以太坊節點中的沙盒虛擬堆棧，負責執行合同字節。 EVM的主要作用是確保智能合約的確定性和孤立執行，這些智能合約是存儲在區塊鏈上的自我執行程序。

了解EVM的架構

EVM作為基於堆棧的體系結構運行，其中操作是在256位單詞的堆棧上執行的。該設計可確保執行智能合約既可以預測又可驗證。 EVM的體系結構包括一個堆棧，內存和存儲，每個架構都具有不同的目的：

• 堆棧：在執行過程中用於臨時數據存儲的最後一個第一（LIFO）數據結構。
• 內存：用於執行合同期間，用於暫時存儲數據的揮發性字節數組。
• 存儲：持續的鍵值商店，該商店持有交易之間的智能合約狀態。

EVM在智能合同執行中的作用

EVM在執行智能合約中起著關鍵作用。啟動交易後，它會觸發EVM中關聯的智能合約的執行。 EVM處理智能合約的字節碼，以確定性的方式執行每個操作。這確保了合同執行的結果在網絡中的所有節點中都是相同的，並保持區塊鏈的完整性。

氣體機構

EVM利用氣體機制來防止無限循環並管理資源消耗。 EVM內的每個操作都有預定義的氣體成本，並且在執行智能合同期間使用的總體氣體被追踪。如果達到氣體限制，則執行停止，並恢復狀態。這種機制可確保網絡保持安全有效。

EVM和以太坊的共識機制

EVM與以太坊的共識機制緊密整合，該機制目前正在從工作證明（POW）轉變為股份證明（POS）。在這種情況下，EVM的作用是確保所有節點的執行智能合約是一致的，無論使用的共識算法如何。這種一致性對於維持以太坊網絡的信任和可靠性至關重要。

EVM對分散申請的影響（DAPP）

EVM嚴重影響了分散應用程序（DAPP）的開發和部署。通過為智能合同執行提供標準化的環境，EVM使開發人員能夠創建複雜而安全的DAPP。這些應用程序利用EVM的功能自動化流程，管理數字資產並促進點對點交互，而無需中介。

EVM兼容性和互操作性

EVM已成為區塊鏈平台的標準，導致EVM兼容區塊鏈的發展。這些平台，例如Binance Smart Chain和Polygon，使開發人員可以以最小的修改部署以太坊智能合約。這種兼容性增強了不同的區塊鍊網絡之間的互操作性，從而促進了一個更加連接和有效的生態系統。

EVM在以太坊的可伸縮性解決方案中的作用

EVM是以太坊的可伸縮性解決方案不可或缺的，例如第2層縮放解決方案，例如樂觀的滾動和ZK滾動。這些解決方案從主要以太坊鏈中卸載了一些計算負載，同時仍依靠EVM進行交易的最終解決。通過這樣做，它們可以增強以太坊網絡的可擴展性，而不會損害EVM提供的安全性和完整性。

EVM和智能合同安全

EVM在確保智能合約的安全性方面起著至關重要的作用。它的確定性執行模型和氣體機制有助於防止常見的漏洞，例如重新進入攻擊和無限循環。此外，EVM的沙盒環境隔離了智能合同執行，以防止惡意合同影響更廣泛的網絡。

EVM對區塊鏈開發的影響

EVM對更廣泛的區塊鏈開發格局產生了深遠的影響。它的成功激發了其他虛擬機的創建，例如NEOVM和EOSVM，旨在在其各自平台上提供類似功能。 EVM的設計原理和執行模型已成為評估其他區塊鏈平台功能的基準。

EVM和以太坊的演變

EVM自成立以來一直是以太坊進化的基石。隨著以太坊繼續升級其協議，EVM仍然是這些改進的重點。諸如EIP-1559的引入諸如修改氣體費用機制之類的增強功能直接影響EVM的運行和效率。這些更新確保EVM仍然是以太坊生態系統中強大且適應性的組成部分。

常見問題

問：EVM如何確保智能合約的安全性？

答：EVM通過其確定性執行模型確保智能合約的安全性，該模型可以確保相同的輸入將始終在所有節點上產生相同的輸出。此外，氣體機制可防止無限的迴路和資源耗盡，而沙盒環境隔離了合同執行，以防止惡意合同影響網絡。

問：為EVM編寫的智能合約可以部署在其他區塊鏈上嗎？

答：是的，為EVM編寫的智能合約可以部署在其他與EVM兼容的區塊鏈上，例如Binance Smart Chain和Polygon，並具有最少的修改。這種兼容性增強了跨不同網絡智能合約部署的互操作性和靈活性。

問：EVM如何促進以太坊的可伸縮性解決方案？

答：EVM是以太坊2層縮放解決方案不可或缺的一部分，例如樂觀的滾動和ZK滾動。這些解決方案在依靠EVM進行最終交易結算時從主要以太坊鏈中卸載計算負載，從而在不損害安全性的情況下增強了網絡的可擴展性。

問：EVM在以太坊共識機制中起什麼作用？

答：EVM確保以太坊網絡中所有節點的智能合約的執行是一致的，無論他們共識機制是工作證明還是股權證明。這種一致性對於維持以太坊網絡的信任和可靠性至關重要。