區塊鏈的虛擬機是什麼？如何執行智能合約？

像以太坊的EVM這樣的區塊鏈虛擬機，可以跨節點牢固地執行智能合約，從而確保網絡完整性。

2025/04/27 14:07

虛擬機在區塊鏈背景下的概念對於理解分散的應用程序和智能合約功能至關重要。區塊鏈技術中的虛擬機（VM）是一個至關重要的組件，可為執行智能合約和其他去中心化應用程序（DAPP）提供受控的環境。 VM確保代碼以安全和孤立的方式運行，以防止對基礎硬件或網絡資源的任何直接訪問。這種隔離對於維持區塊鍊網絡的完整性和安全性至關重要。

什麼是區塊鏈中的虛擬機？

區塊鏈虛擬機基本上是在區塊鍊網絡中運行的計算機系統的軟件仿真。它解釋了字節碼，這是智能合約代碼的低級表示，並在區塊鏈上執行。區塊鏈VM的最著名示例是以太坊虛擬機（EVM） ，該機器用於在以太坊區塊鏈上執行智能合約。 EVM為智能合約提供了一個運行時環境，以確保它們在網絡中的所有節點中始終如一地執行。

虛擬機在區塊鏈中如何工作？

區塊鏈虛擬機的操作涉及多個關鍵步驟。當將智能合約部署在區塊鏈上時，將其編譯到VM可以理解的字體上。區塊鍊網絡中的每個節點都運行其自己的VM實例，當事務觸發智能合約時，每個節點上的VM執行合同的字節碼。此過程確保智能合約的執行是確定性的，這意味著在相同的輸入的情況下，所有節點都將達到相同的結果。

虛擬機在區塊鏈安全中的重要性

安全是虛擬機是區塊鏈技術不可或缺的主要原因之一。通過在虛擬環境中運行代碼，VM可以將智能合約的執行與系統的其餘部分隔離。這種隔離可以防止惡意代碼訪問敏感數據或對網絡造成損害。此外，VM還執行了嚴格的規則和氣體限制，以防止無限循環和其他可能損害網絡的資源密集型操作。

在虛擬機上執行智能合約

在區塊鏈虛擬機上執行智能合約涉及多個步驟，以確保合同的代碼正確，安全地運行。這是您可以在VM上執行智能合約的方法：

• 寫智能合約：首先，您需要用與區塊鏈VM兼容的編程語言（例如以太坊的堅固性）編寫智能合約。
• 編譯智能合約：使用編譯器將智能合約代碼轉換為VM可以執行的字節碼。
• 通過發送包含字節碼和任何必要的初始化參數的事務來部署智能合約：將字節碼部署到區塊鏈上。
• 觸發智能合約：部署後，您可以通過發送調用其功能之一的交易來觸發智能合約。此交易是向網絡廣播的，並由每個節點的VM處理。
• VM執行：每個節點上的VM解釋字節碼並執行智能合約的邏輯。然後將執行的結果記錄在區塊鏈上。

不同區塊鏈中虛擬機的示例

儘管EVM是最著名的，但其他區塊鏈具有根據其特定需求量身定制的虛擬機。例如， Cardano區塊鏈使用IELE Virtual Machine ，該機器旨在更有效，並支持對智能合約的正式驗證。同樣， EOS區塊鏈採用了基於WebAssembly（WASM）的VM，與傳統VM相比，它可以更快地執行和更好的性能。

如何與區塊鏈虛擬機互動

與區塊鏈虛擬機交互通常涉及使用專用工具和界面。以下是您可以與EVM進行互動的例子：

• 使用錢包：您可以使用支持智能合約相互作用的加密貨幣錢包，例如以太坊的metamask。這些錢包提供了一個用戶友好的界面來部署和調用智能合約。
• 使用開發環境：開發人員經常使用集成的開發環境（IDE），例如混音或鬆露，這些環境為寫作，編譯和部署智能合約直接直接向區塊鏈提供了工具。
• 命令行接口（CLI） ：對於更多高級用戶，可以使用Geth或Parity（例如Parity）的命令行工具直接與EVM進行交互。這些工具允許對智能合同執行和區塊鏈互動進行細粒度的控制。

虛擬機提出的挑戰和考慮

儘管虛擬機對區塊鏈功能至關重要，但它們也帶來了挑戰。可伸縮性是一個重大問題，因為智能合約的執行可能是資源密集的，並且會減慢網絡的速度。此外，如果未正確審核和測試，智能合同代碼的複雜性可能會導致漏洞。開發人員在設計和部署區塊鏈VM時必須仔細考慮這些因素。

常見問題

問：除了智能合約以外，可以將區塊鏈中的虛擬機用於其他目的嗎？

答：是的，除了執行智能合約外，區塊鏈虛擬機可以用於運行分散的應用程序（DAPP），執行共識算法，甚至用於區塊鍊網絡中的測試和仿真目的。

問：氣體機制如何與虛擬機有關？

答：氣體機制是一種測量和限制在區塊鏈VM上執行操作所需的計算工作的方法。每個操作都有預定義的汽油成本，用戶必須為汽油付費才能執行交易。這可以防止濫用網絡，並確保公平分配資源。

問：是否有使用虛擬機進行智能合同執行的替代方法？

答：雖然虛擬機是最常見的方法，但某些區塊鏈探討了本機代碼執行或側鍊等替代方案。但是，這些替代方案通常會帶來自己的一套安全性和兼容性挑戰。

問：對虛擬機的更新和升級如何影響現有的智能合約？

答：虛擬機的更新可能很複雜，因為它們需要確保與現有智能合約的向後兼容。通常，區塊鍊網絡實施硬叉或軟叉來引入VM更改，確保所有節點都同意新規則，並且現有合同繼續按預期運行。